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姚建銓院士:“4 3 2 1”維度立體闡述邊緣計算

發布時間:2020-12-18  來源:互聯網    背景: 無障礙閱讀通道

  如今,5G已大規模商用,人工智能正突飛猛進,邊緣計算技術也迎來快速發展。據IDC數據顯示,未來超過50%的數據需要在邊緣側進行存儲、分析、計算,到2024年全球邊緣計算市場將達到2506億美元。邊緣計算作為2020年新興技術趨勢的佼佼者,正日益趨向成熟,賦能各行各業,成為支撐新基建戰略,促進行業數字化轉型的重要抓手。

  2020年12月10日,由邊緣計算產業聯盟(ECC)主辦的2020邊緣計算產業峰會(ECIS2020)在京盛大召開。中國科學院姚建銓院士遠程接入會議,他在報告《邊緣計算理論科學問題初探》中指出:“邊緣計算實為數字智能世界橋梁和脈絡,更是支撐智慧社會的大腦-脊髓-神經網絡,需從國家高度建設邊緣計算發展的共生生態。”

  邊緣計算,計算架構不斷演進的必然

  邊緣計算,是數字世界的計算架構不斷演變過程中的必然,這與生物進化過程中,從單細胞生命體,到多細胞聯合體,再到復雜生命體的演化過程如出一轍,云邊端協同的計算架構猶如人的大腦、脊髓以及周圍神經系統的架構一樣。

  甚至從社會學的角度,從單人作業,到簡單分工協作,再到龐大的社會協同組織結構的形成,也和云邊端協同計算模式的演進過程遵循著相似的規律。我們數字世界的智能,從集中式單體計算,演進到分布式網聯計算,并正在朝著異構、協同、全面泛在智能計算演進,而邊緣計算是計算架構不斷演化的必然趨勢。

  “4” 個理論問題,尚待思考

  針對邊緣計算,我嘗試思考并拋出如下一些理論問題,與大家探討:

  1)對于邊緣可計算性理論,需要依據計算任務特征考慮不同計算模式以及多模式協同計算的可行性。

  (2)對于邊緣模糊計算理論,或者說是確定性理論,需要考慮模糊計算的尺度、粒度、模糊目標以及約束條件等方面的問題。

  (3)對于邊緣計算復雜性理論,需要保證在多消耗、多約束以及異構動態等復雜場景下計算任務和整體工程的可控性。

  (4)對于邊緣計算高效性理論,需要從數據高效緩存、網絡協同傳輸、彈性訓練推理等角度對性能進行優化提升。

  “3” 層約束關系,仍需挖掘

  在分布式系統的研究發展過程中,CAP約束定理的出現明確了系統性能的邊界,對后續的分布式系統研發和落地提供了強有力的理論支撐。邊緣計算演進自分布式計算,我們也有必要進一步探討其支撐理論以及各個層面的約束關系,以期在未來技術創新、產業實踐等方面提供指引。

  (1)在基礎設施方面,需要整合海量異構設備來提供資源依托,其中是否具備可伸縮性、異構性和協同性之間的約束關系?

  (2)在平臺架構方面,需要提供設備到服務之間的承接能力,其中是否具備高可用性、靈活性和普適性之間的約束關系?

  (3)在應用服務方面,需要進行服務的資源劃分以及運維能力,其中是否具備自適應性、隔離性和敏捷性之間的約束關系?

  這些問題目前都還不成熟,需要我們靜下心來做好理論研究。

  “2” 個關鍵技術,有待落實

  基于以上理論思考,我認為目前邊緣計算亟需解決兩個核心關鍵技術問題:

  (1)面向邊緣原生的解耦技術

  類似通用PC的軟硬件解耦、SDN數控解耦、云與數據中心解耦,面向邊緣原生的解耦技術,需要能動態自適應的支撐各種粒度的邊緣虛擬化融合,實現云邊端兼容的網絡面、數據面和業務面的充分融合。在邊緣軟件解耦上實現面向高內聚的邊緣一體化技術,在邊緣硬件解耦上實現面向低耦合的邊緣解耦技術,從而促進邊緣原生體系的建設。

  (2)面向IT-CT-OT等一體化的邊緣計算技術棧

  在軟硬件充分解耦后,強調異構場景下邊緣技術棧一統,研究通用軟硬件技術,從而打破行業壁壘,充分實現IT-CT-OT的邊緣融合,并建立邊緣信任鏈條,保證邊緣基礎設施安全可信的啟動運行操作,增強整個社會全產業鏈的數字化和智能化能力。

  “1” 個共生生態,亟需構建

  邊緣計算的快速發展需要天時、地利、人和,需要從政產學研用五個方面共建一體化生態,在政策規劃、行業標準、科研布局等方面構建政策支撐,發力國產化軟硬件、邊緣計算平臺等,擴展價值行業,從而加速邊緣計算成為產業創新、拉動經濟發展的抓手之一,成為行業數字化轉型、新型基礎設施建設的新選擇。

  目前邊緣計算雖然還是一門交叉學科,如何從高??蒲性核慕嵌?,進一步穩步推進邊緣計算相關學科的建設和融合,培養好人才,更是十分關鍵。此外,我們也需要持續推進邊緣計算相關組織做好產研技術輸出、標準化制定等工作,大膽嘗試“邊緣計算+anything”的方式,探索新的商業模式,加速邊緣計算向更多領域深入滲透。

  關于邊緣計算產業聯盟(ECC)

  邊緣計算產業聯盟(ECC)是邊緣計算領域全球最大的產業組織,由中國科學院沈陽自動化研究所、中國信息通信研究院、華為技術有限公司、英特爾公司、ARM和軟通動力信息技術(集團)有限公司聯合創建于2016年,旨在搭建邊緣計算產業合作平臺,推動OT和ICT產業開放協作,孵化行業應用最佳實踐,促進邊緣計算產業健康與可持續發展。截止目前,ECC基于運營商、電力能源、工業制造、智能交通、智慧城市、數字文娛等六大價值行業已匯聚300+產業合作伙伴,累計出版白皮書10余本,推進技術體系建設;發起測試床40余個,促進技術與方案孵化,推動商業落地;與全球20+標準組織、行業協會和產業聯盟達成戰略合作,全方位構建邊緣計算產業領導力。

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