Рост нагрузок, связанных с большими данными и вычислениями в реальном времени, снижает эффективность облаков, и традиционные архитектуры не смогут решать задачи завтрашнего дня. На помощь им идут периферийные (граничные) вычисления.

Сегодня слышно много разговоров про так называемые «периферийные вычисления» — в значительной мере потому, что наши устройства (смартфоны, ноутбуки, планшеты, приборы Интернета вещей), удаленные от централизованных систем, стали вмещать гораздо больше информации и активнее ее обрабатывать, чем в прошлые годы.

Определение: периферийные вычисления — это метод оптимизации облачных вычислительных систем путем выполнения обработки данных на периферии сети, недалеко от источника. Он снижает потребности в пропускной способности коммуникаций между датчиками и главным дата-центром благодаря аналитической обработке и генерации знаний на источнике данных или рядом с ним. Такой подход нуждается в ресурсах, которые могут не пребывать в постоянном подключении к сети, таких как ноутбуки, смартфоны, планшеты и датчики.

По самой своей натуре периферийные вычисления (которые могут включать и устройства, взаимодействующие друг с другом через Bluetooth и другие необлачные методы) уменьшают рабочие нагрузки, которые должны обрабатываться внутри работающих круглые сутки облачных вычислительных систем. Это не только повышает эффективность использования приложений для вычислений и работы с данными, но и способствует более активному внедрению новейших технологий, таких как искусственный интеллект (ИИ) и 5G-коммуникации.

Все это поместило периферийные вычисления в фокус дискуссий 2017 г., и естественно, что в новом году интерес к ним продолжает расти. Если говорить о сообществе Open Source, то центральное место во всех этих переменах занимают проекты OpenStack.

Четырехлетие интенсивного роста

Учитывая происходящие процессы, фирма TrendForce опубликовала 22 января прогноз, что совокупный среднегодовой темп роста рынка продуктов и сервисов, связанных с периферийными вычислениями, на интервале с 2018 по 2022 гг. составит более 30%. Такая экспансия без преувеличения весьма нетривиальна.

Как рассказал аналитик TrendForce Джимми Лю, на рынке многие годы доминировали традиционные архитектуры облачных вычислительных систем, создававшие новые бизнес-возможности, такие как облачное хранение информации или анализ больших данных. Однако с ростом нагрузок, связанных с большими данными и вычислениями в реальном времени, эффективность общераспространенных архитектур снижается, и они не смогут решать задачи завтрашнего дня.

При своей децентрализованной структуре периферийные вычисления интегрируют сети, вычисления, хранение данных и самоуправление на удаленных устройствах и в краевых зонах облачных шлюзов, обеспечивая отклик удаленных устройств в реальном времени и повышая эффективность сбора данных и работы развитых приложений. Периферийные вычисления, по словам Лю, также могут снижать затраты по сравнению с традиционными архитектурами.

В каналах поставщиков разрабатываются отраслевые стандарты и экосистема

Поскольку нынешний тренд должен внести перемены в предлагаемые рынком архитектуры и приложения, несколько новых корпоративных альянсов установили новые стандарты для периферийных вычислений. Например, проект Multi-Access Edge Computing (MEC), инициированный организацией European Telecommunications Standards Institute (ETSI), проект OpenFog Reference Architecture for Fog Computing и альянс Edge Computing Consortium под руководством Huawei активно разрабатывают референс-архитектуры для новых бизнес-экосистем.

Помимо этого ряд компаний предложил собственные решения в сфере периферийных вычислений, в ряду которых находится запущенная Microsoft платформа Azure IoT Edge, которая размещает на IoT-устройствах, приближенных к источникам данных, сервисы машинного обучения, продвинутой аналитики и ИИ. Поставщик микропроцессорных технологий ARM тоже предложил вычислительную платформу Mbed Edge, помогающую осуществлять трансляцию протоколов, управление шлюзами и периферийные вычисления.

Соответствующие решения имеют и многие другие представители отраслевой цепочки, включая сервис-провайдеров, поставщиков сетевого оборудования, традиционных производителей и Open Source-организации.

Реализация ИИ и 5G будет зависеть от периферийных вычислений

Периферийные вычисления будут существенно влиять на широкое использование ИИ и 5G. По словам Лю, в плане алгоритмов и анализа данных ИИ обычно опирался на мощные возможности облачных вычислений, однако с прогрессом чипов и новых архитектур у удаленных устройств и шлюзов появятся базовые ИИ-возможности, с которыми они станут помощниками в фильтрации и первоначальном анализе данных и смогут немедленно реагировать на установленные нормативы и другие атрибуты.

Эти новые возможности будут способствовать дальнейшему улучшению сервисов для предприятий, «умных» городов и рядовых потребителей, включая предупреждения в реальном времени, системы безопасности, цифровые помощники и профилактическое техобслуживание, отмечает Лю.

Периферийные вычисления являются важной технологической трансформацией и для 5G. По сравнению с эрой 3G и 4G у сетей 5G будут гораздо более разнообразные приложения и существенно иные требования к сети. Поэтому, считает Лю, 5G-сети должны располагать соответствующими решениями для разных приложений и потребностей.