隨著虛擬人等應(yīng)用不斷發(fā)展成熟,對于計(jì)算的容量和實(shí)時(shí)性的要求不斷提高。在這種趨勢下,我們認(rèn)為,邊緣云計(jì)算有望成為元宇宙重要支撐。作為云計(jì)算的延伸,邊緣云計(jì)算被視為新一輪科技革命中必不可少的驅(qū)動因素。我們認(rèn)為,元宇宙對網(wǎng)絡(luò)傳輸提出了更大帶寬、更低時(shí)延、更廣覆蓋的要求,需要借助邊緣計(jì)算技術(shù),以保障所有用戶獲得同樣流暢的體驗(yàn)。
1.全球數(shù)據(jù)增長迅速,集中式云計(jì)算已無法全面應(yīng)對,邊緣剛需場景涌現(xiàn),目前中國物聯(lián)網(wǎng)連接量將從2019年的55億個(gè)增長至2023年的148億個(gè),年復(fù)合增長率達(dá)到28.1%。物聯(lián)網(wǎng)感知數(shù)據(jù)量激增,數(shù)據(jù)類型愈發(fā)復(fù)雜多樣,IDC預(yù)測到2025年中國每年產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量將增長48.6ZB。
2.芯片:FPGA同時(shí)滿足邊緣側(cè)對性能、能耗及延遲的要求與集中式云計(jì)算不同,邊緣云計(jì)算所處的物理環(huán)境復(fù)雜多樣,很多時(shí)候空間、溫度、電源系統(tǒng)都不是最佳的狀態(tài)。但同時(shí),邊緣側(cè)又要求極高的實(shí)時(shí)性和計(jì)算性能,傳統(tǒng)CPU架構(gòu)難以勝任邊緣云的需求。英特爾、賽靈思等國際芯片巨頭持續(xù)加碼FPGA芯片,并推出支持CPU+FPGA異構(gòu)計(jì)算的硬件平臺,底層芯片產(chǎn)業(yè)的繁榮將支撐邊緣云計(jì)算在各領(lǐng)域的應(yīng)用,并不斷迸發(fā)出新的活力。
3.5G技術(shù)的升級加碼,Wi-Fi在室內(nèi)場景形成互補(bǔ),工信部數(shù)據(jù)顯示,截至2020年中國已開通5G基站超71.8萬個(gè),實(shí)現(xiàn)地級以上城市及重點(diǎn)縣市的覆蓋。預(yù)計(jì)邊緣云計(jì)算也會隨著5G行業(yè)應(yīng)用的普及分階段落地。此外,Wi-Fi技術(shù)也在向著更高的吞吐量、更大的覆蓋面積和更低的時(shí)延發(fā)展,Wi-Fi在室內(nèi)場景中的優(yōu)勢使其成為5G的重要補(bǔ)充,兩者將共同助力邊緣云應(yīng)用。
4.云計(jì)算:企業(yè)上云常態(tài)化,云原生下沉實(shí)現(xiàn)云邊端一體化,近年來云原生的熱度持續(xù)高漲,包括容器、微服務(wù)、DevOps等在內(nèi)的云原生技術(shù)和理念強(qiáng)調(diào)松耦合的架構(gòu)和簡單便捷的擴(kuò)展能力,旨在通過統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)不同基礎(chǔ)設(shè)施上一致的云計(jì)算體驗(yàn)。相比于虛擬主機(jī),云原生更適合邊緣云計(jì)算的場景,可以為云邊端提供一體化的應(yīng)用分發(fā)與協(xié)同管理,解決邊緣側(cè)大規(guī)模應(yīng)用交付、運(yùn)維、管控的問題。
5.“新基建”加碼,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等標(biāo)桿應(yīng)用引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)融合,“新基建”是十四五規(guī)劃的重點(diǎn)方向,通過優(yōu)化算力資源結(jié)構(gòu),將高頻調(diào)用、低時(shí)延業(yè)務(wù)需求分配至邊緣數(shù)據(jù)中心,推動5G承載網(wǎng)絡(luò)的邊緣組網(wǎng)建設(shè),為將算力和網(wǎng)絡(luò)下沉到邊緣創(chuàng)造條件。同時(shí),工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、遠(yuǎn)程醫(yī)療等產(chǎn)業(yè)政策明確提及邊緣計(jì)算,推動關(guān)鍵技術(shù)研究、標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)及軟硬件產(chǎn)品研發(fā),促進(jìn)邊緣云在典型產(chǎn)業(yè)的融合應(yīng)用。
應(yīng)用場景
1.視頻加速及AR/VR渲染
基于移動邊緣計(jì)算的智能視頻加速可以改善移動內(nèi)容分發(fā)效率低下的情況:于無線接入網(wǎng)移動邊緣計(jì)算服務(wù)器部署無線分析應(yīng)用(Radio Analyticsapplication),為視頻服務(wù)器提供無線下行接口的實(shí)時(shí)吞吐量指標(biāo),以助力視頻服務(wù)器做出更為科學(xué)的TCP(傳輸控制協(xié)議)擁塞控制決策,并確保應(yīng)用層編碼能與無線下行鏈路的預(yù)估容量相匹配。另外,由于AR/VR信息(用戶位置及攝像頭視角)是高度本地化的,對這些信息的實(shí)時(shí)處理最好是在本地(移動邊緣計(jì)算服務(wù)器)進(jìn)行而不是在云端集中進(jìn)行,以最大程度地減小AR延遲/時(shí)延、提高數(shù)據(jù)處理的精度。
2.車聯(lián)網(wǎng)(智能交通)
將移動邊緣計(jì)算技術(shù)應(yīng)用于車聯(lián)網(wǎng)之后,可以把車聯(lián)網(wǎng)云下沉至高度分布式部署的移動通信基站。移動邊緣計(jì)算應(yīng)用直接從車載應(yīng)用(APP)及道路傳感器實(shí)時(shí)接收本地化的數(shù)據(jù),然后進(jìn)行分析,并將結(jié)論(危害報(bào)警信息)以極低延遲傳送給臨近區(qū)域內(nèi)的其他聯(lián)網(wǎng)車輛,整個(gè)過程可在毫秒級別時(shí)間內(nèi)完成,使駕駛員可以及時(shí)做出決策。
3.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)
邊緣計(jì)算一直與工業(yè)控制系統(tǒng)有密切的關(guān)系,具備工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)接口的工業(yè)控制系統(tǒng)本質(zhì)上就是一種邊緣計(jì)算設(shè)備,解決工業(yè)控制高實(shí)時(shí)性要求與互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量的不確定性的矛盾。在基礎(chǔ)設(shè)施層,通過工業(yè)無線和有線網(wǎng)絡(luò)將現(xiàn)場設(shè)備以扁平互聯(lián)的方式聯(lián)接到工業(yè)數(shù)據(jù)平臺中;在數(shù)據(jù)平臺中,根據(jù)產(chǎn)線的工藝和工序模型,通過服務(wù)組合對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行動態(tài)管理和組合,并與MES等系統(tǒng)對接。工業(yè)CPS系統(tǒng)能夠支撐生產(chǎn)計(jì)劃靈活適應(yīng)產(chǎn)線資源的變化,舊的制造設(shè)備快速替換與新設(shè)備上線。
4.IoT(物聯(lián)網(wǎng))網(wǎng)關(guān)服務(wù)
采取邊緣計(jì)算技術(shù),邊緣計(jì)算匯聚節(jié)點(diǎn)將被部署于接近物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備的位置,提供傳感數(shù)據(jù)分析及低延遲響應(yīng)。其中邊緣計(jì)算服務(wù)器的計(jì)算能力和存儲能力可為以下5個(gè)方面提供服務(wù):業(yè)務(wù)的匯聚及分發(fā);設(shè)備消息的分析;基于上述分析結(jié)果的決策邏輯;數(shù)據(jù)庫登錄;對于終端設(shè)備的遠(yuǎn)程控制和接入控制。
市場規(guī)模
預(yù)計(jì)2025年規(guī)模將超500億元,年復(fù)合增長率達(dá)43.3%,信通院2020年5月調(diào)研數(shù)據(jù)顯示,中國企業(yè)中僅有不足5%使用了邊緣計(jì)算,但計(jì)劃使用的比例高達(dá)44.2%??梢砸姷?,雖然邊緣云計(jì)算尚處在發(fā)展的萌芽期,但未來成長空間非常廣闊。根據(jù)艾瑞咨詢測算,2020年中國邊緣云計(jì)算市場規(guī)模為91億元,其中區(qū)域、現(xiàn)場、IoT三類邊緣云市場規(guī)模分別達(dá)到37億元、38億元及16億元。預(yù)計(jì)到2025年整體邊緣云規(guī)模將以44.0%的年復(fù)合增長率增長至550億元,其中區(qū)域邊緣云將憑借互動直播、vCDN、車聯(lián)網(wǎng)等率先成熟的場景實(shí)現(xiàn)增速領(lǐng)跑。2030年,中國邊緣云計(jì)算市場規(guī)模預(yù)計(jì)達(dá)到接近2500億元,2025年至2030年的年復(fù)合增長率相比前五年有所下降,現(xiàn)場邊緣云中工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智慧園區(qū)、智慧物流等場景將在這一期間快速走向成熟。
我們認(rèn)為,邊緣云的爆發(fā)既有賴于行業(yè)自身的發(fā)展成熟,也需要關(guān)注下游重點(diǎn)場景的規(guī)?;逃茫?020年到2030年將會是邊緣云計(jì)算從興起到繁榮的關(guān)鍵十年??缃邕M(jìn)入邊緣云領(lǐng)域的玩家眾多,各類廠商多圍繞核心能力進(jìn)行業(yè)務(wù)拓展,生態(tài)合作將長期是邊緣云計(jì)算的主旋律。
引用內(nèi)容
1.研報(bào)《中國邊緣云計(jì)算行業(yè)展望報(bào)告》
2.研報(bào)《邊緣計(jì)算:算力網(wǎng)絡(luò)重要環(huán)節(jié),產(chǎn)業(yè)方興未艾》