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[导读]北京2022年12月7日 /美通社/ -- 最近几年,随着万物互联和边缘人工智能的需求,边缘计算在高速增长,在整个计算产业中扮演越来越重要的角色。不过,面对爆发的需求,边缘计算真正规模化落地受到行业众多、应用场景碎片化的制约,大量边缘计算方案不得不进行定制化开发,部署周期长、成本...

北京2022年12月7日 /美通社/ -- 最近几年,随着万物互联和边缘人工智能的需求,边缘计算在高速增长,在整个计算产业中扮演越来越重要的角色。不过,面对爆发的需求,边缘计算真正规模化落地受到行业众多、应用场景碎片化的制约,大量边缘计算方案不得不进行定制化开发,部署周期长、成本高、产出难以衡量。

走出碎片化、定制化,是边缘计算产业化的必由之路。浪潮信息提出了边缘计算服务器的模块化设计思路,改变以CPU为核心的设计,以系统架构为核心进行设计,定义了全新的边缘服务器模块化设计标准ECOM,并将标准中的各个部件模块产品化,贡献给开源组织,解决边缘计算规模化落地的难题。

从试点走向批量落地

从2020年起,边缘计算应用的落地实践开始密集,浪潮信息成立了专门的边缘计算事业部,以满足通信、能源、交通等行业爆发出的各类边缘计算应用需求。两年多来,从应用的落地试点到逐渐成熟,浪潮信息与生态伙伴一起进行了大量的工作。2022年,边缘计算已开始从试点走向批量部署边缘计算的一些典型场景正在形成,比如智能制造、智慧能源、智慧交通等。

在制造行业,工业质检是近年的一个爆款应用。边缘计算结合机器视觉和AI算法,对从汽车到手机、从钢板到轴承的大量工业产品实现了智能化缺陷检测,一些产品的缺陷检出率已达到99%以上。

在野外油田场景中,一些多年开采的油田地下勘探层含油量逐渐下降,抽油机(俗称磕头机)按照传统恒速运行,采油效率低,能源消耗成本高。浪潮信息联合石油企业开发的油井智慧监测解决方案,边缘计算结合了设备运行、生产工况数据,找到合适的采油频率,对磕头机进行智能启停。在这种安排下,石油开采效率反而更高也更节电。

在海外市场,浪潮信息与日本东京工业大学,联合开发了基于边缘AI的智慧停车项目,基于边缘计算和AI算法,只需0.05秒就能根据车辆信息自动完成停车扣费,停车场实现了快捷停车缴费,火灾、烟雾、车位长期占用等异常状态及时检测等功能,这套系统将在东京上百个停车场上线。

边缘计算产业爆发,拦路虎被拿下


工厂的智能质检、油田上抽油机的智能启停、城市里面的停车场智慧停车,仅是海量边缘计算场景中的"沧海一粟"。从技术和商业上,目前边缘计算都达到了一个合适的投入时间点,行业也将迎来发展的关键期。 

在技术方面,边缘计算为云、AI、5G和物联网提供了重要的落地承载平台。其中,AI从数据中心开始向边缘延展,成为边缘计算的一个重要驱动力量。

在商业方面,万物互联时代,众多新兴应用提出了低时延、高带宽、本地化、高安全、低成本的处理需求,这也推动着处于数据产生侧的边缘计算"迎难而上"。包括一些工厂出于对数据的敏感性,不希望上云,通过边缘计算,能满足它们的处理需求。

IDC预计,未来5年,对边缘计算的投资速度将远高于核心位置,到2025年,全球边缘计算服务器支出金额比重将从14.4%,提升到24.9%。

定制化拦路虎

不过,边缘计算在走向批量落地中,也遇到了难题,定制化是最大的拦路虎。

相对于数据中心中那些已经标准化的服务器,业界对边缘服务器提出的需求还很庞杂,边缘计算要应对的局面颇为棘手。一个典型的例子是,数据中心的服务器,工作温度范围一般在0~35摄氏度,但边缘服务器所处的环境"很跨越",往往要满足从零下40摄氏度到零上70摄氏度的宽温范围。

边缘服务器对算力的要求也很多变。即便同一条马路上的不同路口,由于摄像头从几路到十几路不等,对边缘计算的处理能力也高低不等。

网络的要求也更复杂。像海上风电场景中,网络环境不太友好。边缘服务器需要引入多种通信方式,除了有线,还有5G、WiFi、ZigBee等无线方式,满足各种应用需求。

在室内外严酷的物理环境中,边缘服务器还要做到防雨、防震、防尘。

客户的需求是无限的,如果都去做定制化,是不现实的。定制化本身设计周期长,产品很难进行全面测试与售后保障,后期容易出现各种问题。碎片化、定制化也导致边缘服务器大规模落地存在困难,是制约边缘计算快速发展的根本性难题之一。

面对这一问题,在经历了实践和反复论证后,浪潮信息提出"产品设计解耦和模块化"的思路,通过组合不同模块,来覆盖最广泛的市场。不仅是边缘计算,未来数据中心的设计也会朝向解耦的方向发展。

这个思路改变了传统服务器围绕CPU展开设计的模式,因为计算性能只是需求的一个方面,面对边缘场景多样化的客户需求,需要以系统架构为核心设计。

边缘计算产业爆发,拦路虎被拿下


在这一思路下,浪潮信息研发团队首先从系统架构层面进行顶层设计,然后将核心计算模块、AI模块、管理功能、IO等模块进行解耦。抽离出来的各个模块按照兼容性标准进行设计,再通过已经定义好的规则,进行相应的整合,"搭"出用户需要的产品,最大化满足客户需求。

模块化方法论:解耦、归一

然而,产品要想灵活百变,说易行难。浪潮信息并不是第一个做这件事的企业,但业界一些企业要么没有坚持下来,要么走得不深。

这其中最大的难点之一,不仅要解决把过去几十年形成的体系化的系统分拆,还要考虑再以怎样的方式把它们严丝合缝地整合在一起,并做到最大程度不影响系统的性能和效率。

也就是说,"解耦"体现了一种能力,"归一"更体现了一种能力。

从模块化到组成系统,浪潮信息做了大量的探索。在系统分拆为模块后,浪潮信息花了大量精力,对各个模组之间的通信协议进行取舍和优化,既要保证性能,又要给予每个模块最大限度的拼搭自由,并对这些协议进行标准化。

而经过长达1年半的锤炼和迭代升级,全新的边缘模块化设计架构ECOM(Edge Computing Optional Module)打磨完成。2022年初,浪潮信息将边缘计算模块化设计标准ECOM架构首次对外发布。

9月,浪潮信息将该设计标准贡献给全球三大开放计算组织之一的ODCC。这也是目前为止,国内首个在边缘计算服务器模块化方面的开源标准。

当下边缘计算场景处于星星点火的起步期,相对于数据中心服务器,计算、存储、网络、管理等方面已经锤炼了小几十年的标准,边缘服务器这个新赛道要实现行业的规模化落地,还有更多可以创造的空间。

边缘计算任重道远

在ECOM架构推出后,浪潮信息工程师们基于它,研发出了全新的边缘服务器产品EIS800,该产品因架构创新,获得了2022年德国红点设计大奖。

边缘计算产业爆发,拦路虎被拿下


EIS800推出后,吸引了业界的广泛关注。在国内,一家企业正为一项国际体育赛事提供公共交通服务,有着紧迫的部署时间要求。他们需要一款产品,既能用ARM计算平台去处理视频,也能用X86计算平台处理雷达算法,还要做一些融合性应用。而且通过试点,客户的需求还处于调整变化中。浪潮信息用3个月,就给客户提供了一款产品做试点,能满足它在项目过程中变化的需求。

在海外如对品质要求极为严苛的日本市场,经历层层筛选,EIS800被一家大型日本ICT企业引入清单。

这些都是边缘计算发展历程的重要节点。但这个产业要真正迎来全面爆发,边缘服务器从技术商业到生态标准都还有大量的工作要做。边缘服务器ECOM标准的制定,不仅需要产业界更多上下游厂商的共同努力,也进一步推动了产业的合作。在产品方面,工程师们也可以基于用户反馈,对每个单独的模块做进一步的开发。比如,将更多主流芯片和通信模组轻量定制后纳入整个系统中,更快满足用户的需求。

接下去浪潮信息和生态还有大量工作要做,边缘计算行业要真正成就自己的星辰大海,依然任重而道远。

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