分布式智能未来：从云计算到边缘计算

Posted 2021-04-29 探臻科技评论

导读

到 2025 年末，中国 5G 人口覆盖率预计将超过 70%。5G 技术的成熟、5G 设备成本的降低、移动产业与企业的良好合作将推动扩大边缘计算部署规模。通过对中国云计算市场规模以及受访公司分享的观点和数据进行深层次分析后显示，到 2025 年，中国边缘计算产业年收入规模可能达到 70-130 亿人民币（1020亿美元），不到云计算收入的 5%。

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万物智联，芯火燎原

2020年世界人工智能大会云端峰会「人工智能芯片创新主题论坛」于7月10日召开，论坛以「万物智联，芯火燎原」为主题，聚焦人工智能芯片技术和应用的发展趋势，并结合新冠疫情对产业的影响进行了探讨。多位专家学者结合实际应用针对云计算和边缘计算等热点领域进行分享和交流，包括芯原股份创始人戴伟民「无处不在的AI：从云计算到边缘计算」主题演讲，恩智浦半导体公司大中华区主席李廷伟「高性能边缘计算助推AI发展」主题演讲，高通产品管理副总裁Ziad Asghar「从边缘到云：分布式智能的未来」主题演讲等。

AI芯片是算法与应用结合的桥梁。“无芯片，不AI”已成为业界的共识。随着人工智能与5G，IOT等技术的融合，人工智能应用落地的步伐持续加快。根据数据测算，2020年全球人工智能芯片规模将超过75亿元，上海浦东新区创建了全国首个“人工智能创新应用先导区”。顶尖AI芯片不断亮相，平头哥玄铁芯片，寒武纪云端芯片等相继首发，代表了国内最顶尖的创新实力。

平头哥发布最强RISC-V处理器玄铁910

云计算vs边缘计算

提到AI芯片，不得不提的就是云计算与边缘计算。“云”实质上就是一个网络，狭义上讲，云计算就是一种提供资源的网络，使用者可以随时获取“云”上的资源，按需求量使用，并且可以看成是无限扩展的，只要按使用量付费就可以，“云”就像自来水厂一样，我们可以随时接水，并且不限量，按照自己家的用水量，付费给自来水厂就可以。边缘计算是为应用开发者和服务提供商在网络的边缘侧提供云服务和IT环境服务；目标是在靠近数据输入或用户的地方提供计算、存储和网络带宽。大家都熟悉云计算，它有着许多的特点：有着庞大的计算能力，海量存储能力，通过不同的软件工具，可以构建多种应用，我们在使用的许多APP ，本质上都是依赖各种各样的云计算技术，比如视频直播平台，电子商务平台。边缘计算脱胎于云计算，靠近设备侧，具备快速反应能力，但不能应付大量计算及存储的场合。

以波音787为例，其每一个飞行来回可产生TB级的数据，美国每个月收集360万次飞行记录；监视所有飞机中的25000个引擎，每个引擎一天产生588GB的数据。这样一个级别的数据，如果都上传到云计算的服务器中，无论对于算力和带宽，都提出了苛刻的要求。风力发电机装有测量风速、螺距、油温等多种传感器，每隔几毫秒测一次，用于检测叶片、变速箱、变频器等的磨损程度，一个具有500个风机的风场一年会产生2PB的数据。面对这样的场景，边缘计算就体现出它的优势了，由于部署在设备侧附近，可以通过算法即时反馈决策，并可以过滤绝大部分的数据，有效降低云端的负荷，使得海量连接和海量数据处理成为可能。所以，边缘计算将作为云计算的补充，在未来共同存在于物联网的体系架构中。

历史计算周期

云计算与边缘计算的开发平台

在2008年，微软发布其公共云计算平台（Windows Azure Platform），由此拉开了微软的云计算大幕。同样，云计算在国内也掀起一场风波，许多大型网络公司纷纷加入云计算的阵列。2009年1月，阿里软件在江苏南京建立首个“电子商务云计算中心”。同年11月，中国移动云计算平台“大云”计划启动。到现阶段，云计算已经发展到较为成熟的阶段。

根据边缘计算平台的设计目标和部署方式，可将目前的边缘计算开源平台分为3 类：面向物联网端的边缘计算开源平台、面向边缘云服务的边缘计算开源平台、面向云边融合的边缘计算开源平台。

面向物联网端的边缘计算开源平台，这些平台部署于网关、路由器和交换机等边缘设备， 为物联网边缘计算应用提供支持。代表性的平台是Linux基金会发布的 EdgeXFoundry和 Apache软件基金会的Apache Edgent。

edgex foundry架构图

面向边缘云服务的边缘计算平台着眼于网络运营商的网络边缘，如蜂窝网络基站、中央端局和在网络边缘的小型数据中心等，这些是用户接入网络的地方，其计算、存储和网络资源也可用以部署边缘计算应用。代表性的平台有开放网络基金会（ONF）的CORD项目和Linux基金会的AkrainoEdge Stack 项目。

云计算服务提供商是边缘计算的重要推动者之一，基于“云边融合”的理念，致力于将云服务能力拓展至网络边缘。目前，亚马逊公司推出了AWSGreengrass ，微软公司推出了Azure IoT Edge ，阿里云公司推出了物联网边缘计算平台 LinkIoT Edge。微软公司在2018年宣布将Azure IoT Edge 开源。

边缘计算发展现状及前景原

7 月 20 日，科创板迎来首家 AI 芯片龙头，中科寒武纪科技股份有限公司（下称寒武纪）登陆科创板。截止当天上午，寒武纪上市首日开盘上涨约 290%，当前市值已突破 1000 亿元。寒武纪主要有四大产品类型，分别是终端智能处理器 IP、云端智能芯片及加速卡、边缘智能芯片及加速卡、基础系统软件平台。思元220芯片是寒武纪在2019年11月正式发布推出的一款专门用于深度学习的SOC边缘加速芯片，采用TSMC 16nm工艺， 基于寒武纪MLUv02架构，手指大小的标准M.2加速卡集成了8TOPS理论峰值性能，功耗仅为8.25W,可以轻松实现终端设备和边缘端设备的AI赋能方案。7月15日，企业级混合云服务商青云QingCloud宣布与国内AI芯片独角兽寒武纪达成战略合作，青云QingCloud旗下光格网络在其SD-WAN终端光盒里内置寒武纪思元220边缘端芯片。

思元220 M.2边缘端人工智能加速卡

目前，国内从业者积极投身尚处在起步阶段的边缘计算，其中包括三大运营商，其中网络设备提供商（中兴、华为、Nokia和Ericsson）以及中国大型云服务企业（阿里巴巴、腾讯和百度），众多小型 ICT 公司、云和边缘计算专业公司、垂直行业也纷纷加入，寻求边缘新业务和解决方案的机会。

以中国三大运营商为例。中国移动的边缘计算系统规划包含服务与应用（SaaS）、PaaS 能力、IaaS 设施、硬件设备、站点规划、边缘网络演进。中国电信提供广泛的移动和固网业务（二者收益相当），并规划将边缘计算应用于移动和固网业务。中国联通参与了从智能制造到智慧城市和港口等多个行业的边缘相关项目和举措，并与百度、腾讯、中兴、英特尔等多家公司建立了边缘合作关系。

在调查中，5G 被视为关联最密切的边缘计算接入网络。5G 将广泛应用于边缘用例，支持率远远高于其他网络接入技术。GSMA 智库预测，到 2025 年，中国将拥有全球最大的 5G消费用户市场，5G 用户数将接近 8 亿，占全国移动连接数的 50%。此外，中国是目前全球最大、最发达的物联网市场。中国授权蜂窝物联网连接约占全球三分之二（2019年），超过10 亿。此外，四分之三的中国企业已经部署了物联网，全球占比最高。中国也是推动全球物联网市场发展和增长所需技术的主要供应商，包括传感器、微芯片和其他组件。中国在物联网和边缘计算领域的领先地位为部署边缘技术提供了有利环境，特别是对于需要将大量数据进行存储、处理和分析而更接近用户的物联网场景，以加快分析和响应的速度。

边缘计算对垂直行业的吸引力

边缘计算机遇与挑战

· 网络设备供应商

对中国电信市场的龙头设备商而言，边缘计算为提高他们在 5G 生态圈的市场地位提供了新的机会，为未来网络架构增添了额外一层技术。设备商面临的挑战是，不仅要设计出真正无缝、端到端且适用所有云和边缘场景的网络转型解决方案，而且要发展出更大规模的 B2B 设备新模式，助力 ICT 行业与垂直行业的合作。

· 运营商

找到合适的边缘计算商业模式，是中国运营商面临的最大挑战之一。中国关于边缘技术的思考中，新收入占据主导，近 90% 的受访公司将边缘计算视为 5G 时代创造增量收入的机会。大多数公司期望通过提供边缘计算所需的边缘技术（硬件、软件和平台），向终端用户提供边缘服务和应用程序来产生新的收入。边缘计算除了对新收入有直接贡献外，它对传统核心业务而言，无论是云还是电信，都有间接益处。技术生态系统正在不断发展，通过构建可运用的新技术能力，提供更广泛的服务，有助于强化市场竞争力。

参考文献：

https://zhuanlan.zhihu.com/p/59899560什么是边缘计算？

https://www.toutiao.com/a6715573430910976525/边缘计算开源平台

http://www.mittrchina.com/news/5360 AI芯片第一股寒武纪诞生，经典回顾四大明星产品

http://www.techweb.com.cn/it/2020-07-15/2797235.shtml青云QingCloud与寒武纪达成合作 采用思元220边缘端芯片

https://www.leiphone.com/news/202006/GfILiMvAgHAF35r4.html GSMA《5G 时代的边缘计算：中国的技术和市场发展》报告

https://www.t-head.cn/news/6?spm=a2ouz.12986968.0.0.7bfc6096PeNO7I平头哥发布最强RISC-V处理器玄铁910，高性能芯片成本降低一半

文稿｜郝璐杰

排版｜高松龄

审核｜赵 鑫 张可人