何為邊緣計算？

 

bianyuanjisuanjiangwulianwangdairulelingyigejieduan。zaibianyuanchu，yuanshishujunenggoushishizhuanhuaweijiazhi。tongguozaizhenggewangluozhongzhongxinfenpeishujuchuligongzuo
，bianyuanjisuanshiwangluojiedian
、端點和其他智能設備的重要性得以提升、管理得以完善。

 

bianyuanjisuankeyishuoshiyunjisuandefanmian。yunjisuanshi，shujuzhongxinjiangjizhongchulicongfenbushiwangluoliurudeshuju，bingjiangyunsuanjieguochuanshuhuifenbushiwangluo，yichufacaozuohuoshixiangenggai。raner，yuanjulichuanshudaliangshujuxuyaokaolvjinqianheshijianchengben，yijigonglvxiaohao。

 

這正是邊緣計算的用武之地：當功率、daikuanhewangluoyanchiwentizhiguanzhongyaoshi
，bianyuanjisuanhuoshijiejuezhidao。yingyongjizhongshiyunjisuanshi
，shujuzaidedaochuliqiankenengxuyaochuanshushubaigongli
，erbianyuanjisuankeyizaizhuaqu、創chuang建jian或huo保bao存cun數shu據ju的de同tong一yi網wang絡luo邊bian緣yuan位wei置zhi處chu理li數shu據ju。這zhe意yi味wei著zhe邊bian緣yuan計ji算suan的de處chu理li延yan遲chi幾ji乎hu可ke以yi忽hu略lve不bu計ji
，對dui功gong耗hao和he帶dai寬kuan的de要yao求qiu通tong常chang也ye會hui大da幅fu降jiang低di。

 

當(dang)今(jin)邊(bian)緣(yuan)計(ji)算(suan)發(fa)展(zhan)的(de)主(zhu)要(yao)推(tui)動(dong)力(li)之(zhi)一(yi)是(shi)半(ban)導(dao)體(ti)製(zhi)造(zao)商(shang)，因(yin)為(wei)半(ban)導(dao)體(ti)的(de)進(jin)步(bu)能(neng)夠(gou)讓(rang)芯(xin)片(pian)在(zai)不(bu)大(da)幅(fu)增(zeng)加(jia)功(gong)耗(hao)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)提(ti)高(gao)處(chu)理(li)能(neng)力(li)。位(wei)於(yu)邊(bian)緣(yuan)的(de)處(chu)理(li)器(qi)可(ke)以(yi)在(zai)不(bu)消(xiao)耗(hao)更(geng)多(duo)功(gong)率(lv)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，對(dui)所(suo)獲(huo)取(qu)的(de)數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)更(geng)多(duo)處(chu)理(li)。這(zhe)樣(yang)一(yi)來(lai)，更(geng)多(duo)的(de)數(shu)據(ju)就(jiu)可(ke)以(yi)留(liu)在(zai)邊(bian)緣(yuan)，而(er)無(wu)需(xu)傳(chuan)輸(shu)到(dao)核(he)心(xin)。因(yin)此(ci)
，邊(bian)緣(yuan)計(ji)算(suan)不(bu)僅(jin)可(ke)以(yi)降(jiang)低(di)係(xi)統(tong)總(zong)功(gong)耗(hao)，還(hai)能(neng)縮(suo)短(duan)響(xiang)應(ying)時(shi)間(jian)並(bing)更(geng)好(hao)地(di)保(bao)護(hu)數(shu)據(ju)隱(yin)私(si)。

 

人工智能（AI）和機器學習（ML）等技術也受益於邊緣計算：它們也需要在提高數據隱私安全性的同時降低數據獲取成本，而這些都可以通過邊緣處理來解決。傳統上，AI和(he)機(ji)器(qi)學(xue)習(xi)等(deng)技(ji)術(shu)需(xu)要(yao)海(hai)量(liang)資(zi)源(yuan)才(cai)能(neng)運(yun)行(xing)，遠(yuan)非(fei)端(duan)點(dian)或(huo)智(zhi)能(neng)設(she)備(bei)通(tong)常(chang)可(ke)提(ti)供(gong)的(de)量(liang)級(ji)。然(ran)而(er)如(ru)今(jin)

，硬(ying)件(jian)和(he)軟(ruan)件(jian)的(de)進(jin)步(bu)有(you)可(ke)能(neng)把(ba)這(zhe)些(xie)賦(fu)能(neng)技(ji)術(shu)嵌(qian)入(ru)到(dao)網(wang)絡(luo)邊(bian)緣(yuan)更(geng)小(xiao)型(xing)、資源更受限的設備中。

 

評估邊緣AI

 

在選擇能夠執行邊緣處理並運行AI算法或機器學習推理引擎的平台前，必須進行仔細評估。簡單的傳感器和he執zhi行xing器qi，甚shen至zhi需xu要yao在zai物wu聯lian網wang中zhong應ying用yong的de傳chuan感gan器qi和he執zhi行xing器qi，都dou可ke以yi通tong過guo較jiao小xiao的de集ji成cheng設she備bei來lai實shi現xian。提ti高gao邊bian緣yuan執zhi行xing處chu理li量liang需xu要yao一yi個ge更geng強qiang大da的de平ping台tai
，並bing應ying用yong高gao度du並bing行xing化hua的de架jia構gou。這zhe通tong常chang意yi味wei著zhe需xu要yao使shi用yong圖tu形xing處chu理li器qi（GPU），但是如果平台過於強大
，也會給網絡邊緣有限的資源帶來負擔。

 

此外，邊緣設備從根本上來說是現實世界的一個接口，因此需要兼容一些如以太網、GPIO、CAN、串行和/或USB等常見接口技術
，並支持如攝像頭
、鍵盤和顯示器等外圍設備。

 

與環境因素可控的數據中心相比
，邊緣環境可能截然不同：邊緣設備可能會暴露在極端的溫度
、濕度、振動
，甚至高原環境中。這些因素將影響設備選擇及其包裝或安裝的方式。

 

還需考慮的另一重要方麵是法規要求。任何使用射頻（RF）進行通信的設備都會受到法規的管製
，並且可能需要獲得許可才能使用。某些平台能夠“開箱即用”，但其他平台可能需要投入更多精力。平台一旦投入使用
，就不太可能進行硬件升級，因此在設計平台時就應謹慎確定其處理能力
、內存和存儲，為將來的性能提升留出空間。

 

這其中就包括軟件升級。與硬件不同，軟件更新部署在設備不在現場的情況下也可實現。如今，這種無線更新（OTA）方式非常普遍
，未來大多邊緣設備都可能支持OTA更新。

 

yaoxiangxuanduijiejuefangan

，xuyaozaixipingguyishangsuoyouyaodian，bingfuheyingyongdetedingxuqiu。shebeishifouxuyaochulishipinshujuhuoyinpin？tajinxuyaojiancewendu
，haishiyexuyaojianceqitahuanjingzhibiao？tashifouxuyaoshizhongchuyukaiqizhuangtai，haishihuichangshijianxiumian
？tahuibeiwaibushijianchufama？shangshudabufenyaoqiushiyongyubushuzaibianyuandesuoyoujishu，danshisuizhekehuduichulishuipinghechanchudeqiwangtigao，xuqiuqingdanyeyoubiyaosuizhikuozhan。

 

邊緣計算的優勢

 

從技術上講，現在AI和he機ji器qi學xue習xi可ke以yi被bei應ying用yong於yu邊bian緣yuan設she備bei和he智zhi能neng節jie點dian中zhong，這zhe將jiang帶dai來lai重zhong大da的de機ji遇yu。這zhe意yi味wei著zhe處chu理li引yin擎qing不bu僅jin離li數shu據ju源yuan更geng近jin
，而er且qie可ke以yi利li用yong所suo收shou集ji的de數shu據ju，開kai展zhan更geng多duo的de工gong作zuo。

 

邊bian緣yuan計ji算suan的de優you點dian著zhe實shi不bu少shao。首shou先xian，它ta能neng夠gou提ti高gao其qi使shi用yong數shu據ju的de生sheng產chan率lv或huo效xiao率lv。其qi次ci，由you於yu需xu要yao移yi動dong的de數shu據ju較jiao少shao，邊bian緣yuan計ji算suan能neng夠gou簡jian化hua網wang絡luo架jia構gou。第di三san，它ta使shi設she備bei與yu數shu據ju中zhong心xin的de鄰lin近jin性xing變bian得de不bu那na麼me重zhong要yao。如ru果guo數shu據ju中zhong心xin位wei於yu城cheng市shi中zhong心xin並bing離li執zhi行xing任ren務wu的de地di點dian很hen近jin，那na麼me最zui後hou一yi點dian似si乎hu無wu足zu輕qing重zhong，但dan是shi如ru果guo網wang絡luo邊bian緣yuan位wei於yu如ru農nong場chang或huo水shui處chu理li工gong廠chang等deng遙yao遠yuan的de地di點dian，邊bian緣yuan計ji算suan就jiu會hui帶dai來lai很hen大da的de不bu同tong。

 

shujuzaihulianwangshangfeisuyidong。dangdezhizijidesousuojieguokenengraolediqiuliangquancaixianshizaipingmushang，duoshurenkenenghuigandaojingya，yinweizonghaoshikenengzhiyoujifenzhiyimiao
，zheduiwomenlaishuozhishidanzhishunjian。danshi
，duizuchenghulian、智能且通常是自主的傳感器和執行器和其他智能設備而言，每秒鍾都像一小時。

 

這zhe種zhong往wang返fan延yan遲chi是shi實shi時shi係xi統tong的de製zhi造zao商shang和he開kai發fa者zhe需xu要yao重zhong視shi的de問wen題ti。數shu據ju往wang返fan於yu數shu據ju中zhong心xin的de耗hao時shi並bing非fei無wu關guan緊jin要yao
，也ye肯ken定ding不bu是shi瞬shun時shi的de，而er縮suo短duan延yan遲chi就jiu是shi邊bian緣yuan計ji算suan的de關guan鍵jian目mu標biao。邊bian緣yuan計ji算suan能neng夠gou與yu5G等速度更快的網絡整合。但需要注意的是，隨著越來越多的設備上線，網絡提速也將無法解決累積的網絡延遲問題。

 

據預測，到2030年

，可能有多達500億yi互hu聯lian設she備bei在zai線xian。如ru果guo每mei一yi台tai設she備bei都dou需xu要yao通tong往wang數shu據ju中zhong心xin的de寬kuan帶dai，網wang絡luo將jiang一yi直zhi堵du塞sai。如ru果guo每mei台tai設she備bei的de操cao作zuo都dou需xu要yao等deng待dai數shu據ju從cong上shang一yi階jie段duan到dao達da才cai能neng進jin行xing，總zong延yan遲chi很hen快kuai就jiu會hui變bian得de非fei常chang明ming顯xian。因yin此ci，邊bian緣yuan計ji算suan是shi緩huan解jie網wang絡luo堵du塞sai的de唯wei一yi實shi用yong解jie決jue方fang案an。

 

raner
，jinguandaduoshuyingyongdouxuyaobianyuanjisuanzhichi，danqiyoushirenghendachengdushangqujueyuyingyongbenshen。bianyuanjisuandinglvjiangbangzhugongchengtuanduiquedingbianyuanjisuanshifoushihemouxietedingyingyong。

 

 

邊緣計算的四大定律

 

wuyongzhiyi，diyidinglvshiwulidinglv。shepinnengliangdeyoudianshitanengyiguangsuchuanbo，jiuxiangguangxianwangluozhongdeguangziyiyang。danquedianshitamenwufagengkuaisudichuanshu。yinci，ruguoshepinnengliangdewangfanshijianrengranjiaochang，bianyuanjisuankenenggenghaodexuanze。

 

Ping測ce試shi提ti供gong了le一yi種zhong簡jian單dan的de方fang法fa來lai測ce量liang數shu據ju包bao在zai兩liang個ge網wang絡luo端duan點dian之zhi間jian傳chuan輸shu所suo需xu的de時shi間jian。在zai線xian遊you戲xi通tong常chang托tuo管guan在zai多duo台tai服fu務wu器qi上shang，遊you戲xi玩wan家jia需xu要yao對dui服fu務wu器qi進jin行xingping操作，直至找到延遲最小的服務器，以實現最快速的數據傳輸。由此可見，即使十分之一秒對於時間敏感型的數據也十分關鍵。

 

網(wang)絡(luo)延(yan)遲(chi)不(bu)隻(zhi)取(qu)決(jue)於(yu)傳(chuan)輸(shu)機(ji)製(zhi)。數(shu)據(ju)傳(chuan)輸(shu)的(de)兩(liang)端(duan)都(dou)有(you)編(bian)碼(ma)器(qi)和(he)解(jie)碼(ma)器(qi)，物(wu)理(li)層(ceng)需(xu)要(yao)將(jiang)電(dian)子(zi)轉(zhuan)換(huan)為(wei)正(zheng)在(zai)使(shi)用(yong)的(de)某(mou)一(yi)能(neng)量(liang)形(xing)式(shi)，然(ran)後(hou)再(zai)將(jiang)其(qi)轉(zhuan)換(huan)回(hui)去(qu)。即(ji)使(shi)處(chu)理(li)器(qi)以(yi)GHz級的速度運行
，這一過程也需要時間，且移動的數據量越大
，所需時間越長。

 

第(di)二(er)定(ding)律(lv)是(shi)經(jing)濟(ji)學(xue)定(ding)律(lv)。該(gai)定(ding)律(lv)相(xiang)對(dui)更(geng)為(wei)靈(ling)活(huo)，但(dan)是(shi)隨(sui)著(zhe)對(dui)處(chu)理(li)和(he)存(cun)儲(chu)資(zi)源(yuan)的(de)需(xu)求(qiu)猛(meng)增(zeng)，其(qi)可(ke)預(yu)測(ce)性(xing)也(ye)越(yue)來(lai)越(yue)差(cha)。利(li)潤(run)本(ben)就(jiu)微(wei)薄(bo)
，如(ru)果(guo)在(zai)雲(yun)中(zhong)處(chu)理(li)數(shu)據(ju)的(de)成(cheng)本(ben)突(tu)然(ran)上(shang)升(sheng)
，就(jiu)可(ke)能(neng)造(zao)成(cheng)虧(kui)損(sun)。

 

雲服務的成本包括購買或租用服務器、機架或刀片。成本高低可能取決於CPU內核數
、所需的RAM或永久存儲量、以yi及ji服fu務wu級ji別bie。相xiang較jiao於yu缺que乏fa保bao障zhang的de服fu務wu
，可ke以yi保bao障zhang正zheng常chang運yun營ying時shi間jian所suo需xu的de服fu務wu成cheng本ben會hui更geng高gao。網wang絡luo帶dai寬kuan基ji本ben上shang是shi免mian費fei的de，但dan是shi如ru果guo需xu要yao帶dai寬kuan始shi終zhong保bao持chi某mou一yi標biao準zhun，則ze將jiang需xu要yao為wei此ci服fu務wu付fu費fei，在zai評ping估gu成cheng本ben時shi需xu要yao考kao慮lv這zhe一yi點dian。

 

話雖如此，邊緣數據處理的成本不會大幅波動。一旦支付了設備的初始成本
，在邊緣處理任何數量數據的額外成本幾乎為零。

 

數shu據ju有you價jia值zhi是shi由you於yu其qi攜xie帶dai的de信xin息xi。這zhe就jiu與yu第di三san定ding律lv有you關guan，即ji土tu地di定ding律lv。現xian在zai
，任ren何he捕bu獲huo信xin息xi的de人ren可ke能neng都dou需xu要yao遵zun守shou捕bu獲huo數shu據ju所suo在zai區qu域yu的de數shu據ju隱yin私si法fa。這zhe意yi味wei著zhe即ji使shi您nin是shi數shu據ju設she備bei的de合he法fa所suo有you者zhe
，可ke能neng也ye不bu被bei允yun許xu跨kua地di理li邊bian界jie傳chuan輸shu該gai數shu據ju。

 

相關規定包括歐盟數據保護指令
、通用數據保護條例（GDPR）和亞太經濟合作組織隱私框架。加拿大的《個人信息保護和電子文件法》符合歐盟的數據保護法，而美國的《安全港安排》也顯示了類似的合規性。

 

然(ran)而(er)
，邊(bian)緣(yuan)處(chu)理(li)可(ke)以(yi)解(jie)決(jue)這(zhe)一(yi)問(wen)題(ti)。通(tong)過(guo)在(zai)邊(bian)緣(yuan)處(chu)理(li)數(shu)據(ju)，數(shu)據(ju)就(jiu)無(wu)需(xu)離(li)開(kai)設(she)備(bei)。便(bian)攜(xie)式(shi)消(xiao)費(fei)設(she)備(bei)的(de)數(shu)據(ju)隱(yin)私(si)變(bian)得(de)越(yue)來(lai)越(yue)重(zhong)要(yao)。手(shou)機(ji)上(shang)的(de)麵(mian)部(bu)識(shi)別(bie)使(shi)用(yong)本(ben)地(di)AI來處理相機圖像，因此數據永遠不會離開設備。同樣

，閉路電視（CCTV）和(he)其(qi)他(ta)安(an)全(quan)監(jian)視(shi)係(xi)統(tong)使(shi)用(yong)攝(she)像(xiang)頭(tou)來(lai)監(jian)控(kong)公(gong)共(gong)空(kong)間(jian)
，圖(tu)像(xiang)通(tong)常(chang)需(xu)要(yao)經(jing)過(guo)基(ji)於(yu)雲(yun)的(de)數(shu)據(ju)服(fu)務(wu)器(qi)進(jin)行(xing)傳(chuan)輸(shu)與(yu)處(chu)理(li)
，這(zhe)就(jiu)帶(dai)來(lai)了(le)數(shu)據(ju)隱(yin)私(si)問(wen)題(ti)。通(tong)過(guo)邊(bian)緣(yuan)計(ji)算(suan)，數(shu)據(ju)就(jiu)可(ke)在(zai)攝(she)像(xiang)頭(tou)端(duan)直(zhi)接(jie)處(chu)理(li)，更(geng)快(kuai)速(su)安(an)全(quan)，並(bing)有(you)可(ke)能(neng)消(xiao)除(chu)或(huo)簡(jian)化(hua)對(dui)數(shu)據(ju)隱(yin)私(si)措(cuo)施(shi)的(de)需(xu)求(qiu)。

 

最zui後hou，我wo們men要yao考kao慮lv墨mo菲fei定ding律lv，即ji如ru果guo某mou些xie地di方fang可ke能neng出chu錯cuo，那na麼me它ta終zhong將jiang出chu錯cuo。當dang然ran，即ji使shi最zui精jing心xin設she計ji的de係xi統tong也ye總zong有you可ke能neng出chu錯cuo。通tong過guo網wang絡luo傳chuan輸shu數shu據ju、在雲端存儲數據並在數據中心處理數據的整個過程中可能會出現許多故障，而邊緣處理可以避免冗長過程中可能出現的故障。

 

提出有關邊緣計算的正確問題

 

即使您的應用能夠受益於邊緣處理技術，仍然有一些問題需要加以考量。以下是一些最為相關的問題：

 

1.您的應用在哪種處理器架構上運行？將軟件移植到不同的指令集上可能代價高昂並造成延遲，因此升級並不意味著要使用另一架構。

2.您需要哪種I/O？這可以是任何數量的有線和/或無線接口。日後添加會導致效率低下，因此需要盡早確定。

3.設備的運行環境如何？是極熱、極冷還是兩者兼而有之
？火星任務是很好的“邊緣處理”示例，其運行環境十分多變！

4.您的硬件是否需要遵守法規或經過認證

？答案幾乎是肯定的，因此選擇經過預認證的平台能夠節省時間和成本。

5.設備需要多大的功率？就單位成本和安裝而言，係統功能非常昂貴
，因此了解到底多少算“足夠”非常重要。

6.邊緣設備是否受製於外形尺寸？與其他許多部署相比，這在邊緣處理中更為重要，因此在設計周期的早期就應予以考慮。

7.服務時長有多久？ 設備將用於可能需要運行多年的工業應用
，還是以月為單位衡量生命周期
？

8.就處理能力而言，係統性能要求是怎樣的？ 比如每秒的幀數
？有哪些內存要求？應用使用什麼語言
？

9.有成本方麵的考量嗎
？這是一個棘手的問題
，因為答案是肯定的，但是了解成本限製會有助於您做出選擇。

 

結論

 

bianyuanchulitixianziwulianwang
，danhaibuzhiyuci。qiqudonglilaiziyubishixianshangshuhulianshebeigenggaodeqiwang。zaijibencengmianshang，shebeikenengxuyaodigonghaodichengben，danshixianzaihaixuyaotigonggenggaojibiedezhinengcaozuo，bingqiebuyingxianggonghaohechengben。

 

xuanduijishuhezuohuoban，jiunengqingsongxuanzeheshidepingtai。linghuakejiyongyouguangfandebianyuanchulijiejuefanganzuhe
，bingyuzhongduotigonghubujishudegongsihezuo。huanyingjiarubianyuanjisuankaifashengtaixitong，womenjianggenghaodizhulininweiAI應用選擇合適的邊緣計算平台。

 

 

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