專家稱，“5G時代的到來，引發了20年來計算機體系結構的一次重大變革。”
● 那麼，究竟是什麼引發了計算體系20年來的重大變革？
● 作為新型的基礎設施，邊緣計算為什麼在5G時代突然受到各行各業的廣泛關注？
● 5G的“大帶寬”、“低延時”的特點，給雲計算基礎設施帶來全新挑戰？
● 基於這些行業挑戰，業界大廠在5G、邊緣計算方面提出了哪些技術解決方案，又進行了哪些的技術準備？
● 邊緣計算的產業要想發展起來，要具備哪些必備的條件？
● 作為開發者，我們如何參與到這次計算體系結構變革的浪潮中？
9月18日，阿里雲正式發佈邊緣計算視頻上雲解決方案，阿里雲資深技術專家(現任阿里雲邊緣計算技術負責人)楊敬宇會後接受記者採訪，從邊緣計算行業背景、發展趨勢、技術現狀、方案場景、用戶價值、開發者收益等多個角度，進行了深入的探討。
20年來計算體系大變革
在消費互聯網發展的時代，主要有CS、BS兩種計算架構。在程序員的眼裡，一方面，是服務器端開發，如Linux；另一方面是終端開發，比如：早期PC時代有Windows，移動時代有iOS、Android，現在有智能電視和物聯網，這是過去20多年來一直延續的二維計算體系。
5G之前，在終端和雲中心之間是運營商網絡，功能是網絡轉發，計算對時延的敏感性較低。隨著5G時代的到來，遠程醫療、工業互聯網、車聯網等應用場景的出現，應用場景對時延、計算提出了全新的要求，從而出現了這種大的技術架構的變革，計算架構由原來“雲-端”，變成了“雲-邊-端”。
Tip:
這個“邊”就代表了邊緣的節點，邊緣計算顧名思義，指在靠近端或數據源頭的，為中心平臺就近提供端的計算服務。邊緣計算的理念和章魚有些類似，這裡的“節點”可以理解為章魚的觸角，屬於分佈式計算的一種。
5G是邊緣計算整個產業場景爆發的一個前提條件。過去，所有的應用都在圍繞著消費互聯網去實現，5G觸及到各種產業方向的時候，計算就需要出現在通信管道的場景中。這意味著，在5G基站的位置，可以把信息流從源頭管道中分離出來進行計算。5G提出的“大帶寬”、“大連接”、“低時延”、“高可靠”的概念，都是圍著AR、VR、交互視頻、物聯網、工業互聯網、車聯網，這些新的產業場景來打造的。
為了滿足產業需求，5G和邊緣計算技術應運而生，同時也引發了20年來計算體系結構的一次重大變革。
2020可能是一個時代的切割線
我們從過去20年的消費互聯網走向產業互聯網，5G和邊緣計算的技術提出，為產業應用提供了很多新的機會，但技術和產業也有一個相互適應的過程。過去20年主要的應用基於消費側，未來的產業應用則是基於供給側，隨著工業、農業、車聯網這些更偏供給側應用場景的發展，邊緣計算的體量也在日漸增長。
如何把5G、邊緣計算與各行各業進行結合？很多運營商、廠商都在進行試點，還沒有真正形成規模化，就像2000年體量也很小的互聯網一樣。2020可能真的是一個時代的切割線，再過20年，甚至5年後，我們在產業互聯網領域，會進入一個新的爆發期，現在5G、邊緣計算仍處於孵化期，規模也遠沒有真正起來。利好消息是，在疫情期間，人們很多學習、辦公、生活的方式都在往線上遷移，這也觸發了邊緣計算領域更快速的發展。
從技術角度看，邊緣計算就像手機基站一樣，散落在全國各地的每個角落。中心計算一個節點幾十萬臺機器，而邊緣計算雖然單點計算量小，但需要全國甚至全球範圍去部署，節點非常多，這其中的分佈式資源的管理是一個非常複雜的問題。如果想把分佈式資源充分複用，就首先要把這種分佈式小型化的資源“雲化”。
這裡指的“雲化”和公共雲的雲化不一樣。公共雲會有很多計算存儲分離、網絡分離、安全分離；但是邊緣計算因為節點很小，所以需要以融合為特點，多功能合一，構建一個小型化的，高性價比的計算設施。此外，如何去做多個邊緣節點之間的協同計算，減少用戶節點切換感知。如何讓各種的產業應用去使用，建立和產業應用之間的技術連接，這些都是正在飛速成長，日臻完善的邊緣計算，需要面對技術難點。
視頻上雲——邊緣計算第一波應用
在消費互聯網時代，有各種圖文、視頻等消費型應用。在未來，5G、邊緣計算產業的第一波應用很大可能會和視頻有強相關。比如，在工業製造裡面，會通過攝像頭、AI計算去做質檢或者流水線上的管控，產業應用層面的“視頻上雲”，將是未來很重要的行業需求。5G時代，視圖數據成為最重要的內容載體，大帶寬低延時的特點給雲計算基礎設施帶來全新挑戰，阿里雲邊緣計算的視頻上雲解決方案也應運而生。
解決方案一方面提供大量分佈式的邊緣計算資源，和邊緣雲操作系統。支持4G/5G/數字電路等多種方式靈活接入，網絡延時可以進一步降低到5毫秒。基於互聯網視頻積累的一鍵上雲協議，可以將上雲操作時間降低到1分鐘以內，支持操作人員通過掃碼等方式快速完成剩餘配置。另一方面，在邊緣雲的操作系統上，提供很多的視頻上雲的通用能力，如：視頻的接流、緩存、AI計算框架等。視圖存儲的成本再降低50%，同時支持h.265、4k/8k超高清視頻，支持百萬級併發的視頻處理，同時，AI的計算性能可以提升到200%以上。不管你是車聯網，連接的攝像頭，還是各種物聯網設備連接，都可以使用這樣一個操作系統平臺。
據瞭解，阿里雲邊緣計算和行業合作伙伴已經共同打造了5大場景和15個細分市場的解決方案，覆蓋交通、新零售、教育、智慧住建、家庭等場景實現數字化升級。楊敬宇也希望有更多的合作伙伴、設備商加入阿里雲的邊緣計算生態中來。
“阿里雲邊緣計算平臺通過提供資源和技術的通用能力，並希望聯合合作伙伴一起，激活各個產業方向，從而把整個產業的規模做大”，楊敬宇表示。
“這個技術點，我們可能超前了一點”
搭建邊緣計算平臺至少分為兩個層次，第一個層次是將廣域分佈的邊緣計算節點設施雲化，即將“小而多”的邊緣節點設施做資源虛擬化和切片。而更為重要的第二層是在前一個層次的基礎上完成多個分佈式邊緣節點間的“協同網絡”和“協同計算”，它們是搭載在小型化節點上的一個非常重要的技術能力。
邊緣計算中每個節點“小”且“多”，就像CPU的每個核一樣。如果我要做計算，到底用哪一個？一個CPU 64核，你選哪一個核呢？這個工作就由ENS協同計算，又叫邊緣雲操作系統去完成。
操作系統其實就會幫你選擇具體在哪個點上去計算，協同計算是邊緣雲操作系統一個最核心的技術。
“我們在這方面的技術(協同計算)技術投入比較早，可能更超前一點”，楊敬宇說。
如果僅僅基於單點給你提供一個CPU或者邊緣節點，這個節點壞掉了，用戶的應用可能就會崩潰掉。阿里雲邊緣計算解決方案通過協調調度，希望應用對節點的切換沒有感知。不僅易於部署，應用在節點之間可以按需進行協同切換，用戶你不用關心這背後的技術難點，這就是操作系統要達成的一個核心能力。
在DOS之前，基於CPU使用用匯編語言編程的程序是很少的，隨後，DOS、Windows、移動時代的應用之所以能夠大爆發，是因為操作系統做了很多底層的工作，讓我們的應用開發變得非常簡單。今天的邊緣計算，要想讓應用場景爆發，協同計算也必須解決在大規模節點基礎上，如何讓產業應用更好的使用操作系統平臺的問題。
協同網絡和協同計算類似，邊緣節點之間不僅能夠協同互通，同時邊緣雲和阿里雲的中心雲也能協同；此外，邊緣雲和運營商的5G核心網互通，協同網絡主要目的就是把所有的邊緣雲基礎設施上的點協同起來。用戶使用的時候，看到的是單一的、簡單的界面，將更容易去使用。
所以，“協同網絡”+“協同計算”的能力，都是為了支持整個操作系統的工作，希望用戶可以輕鬆的去使用邊緣計算平臺的設施。
三大能力，缺一不可
隨著5G技術的發展和應用場景的落地，關注邊緣計算領域的廠商也越來越多，且各家都有不同的特點，楊敬宇闡述了阿里雲邊緣計算的三大優勢。
首先，基於阿里雲的大型飛天雲操作系統，邊緣計算團隊在做兼顧邊緣計算場景技術特徵的雲邊一體的小型化的飛天，同時提前佈局了多點協同計算技術。通過10年的技術積累，在節點小型化，融合計算和協同計算等邊緣雲操作系統核心技術層面，有自己的先發優勢和歷史沉澱。
第二，阿里的CDN已經可以平滑穩定的運行在雲化的阿里邊緣雲設施之上。除此之外，還有像GRTN(全球實時傳輸網絡)、中間件、數據庫，都會運行在邊緣雲上，阿里巴巴集團的生態積累了大量的可以應用到邊緣雲中的技術能力，從而方便邊緣雲客戶基於這些豐富且標準化的邊緣技術組件和服務，構建垂直行業應用。
第三，從應用層面講，不論是“大文娛”，還是“新零售”，阿里雲有豐富的邊緣計算應用場景，依託於整個阿里巴巴集團的生態，比如“盒馬鮮生”、“餓了麼”、“天貓精靈”，可以快速拓展邊緣計算的場景應用。
“我們有上下貫穿的能力，這是阿里的優勢，我認為整個邊緣計算要做起來，不僅有底層的分佈式邊緣計算資源設施，還要有邊緣雲操作系統和豐富的邊緣中間件技術能力，更要有豐富的真正適合邊緣計算的應用場景，三者缺一不可”，楊敬宇說。
談到阿里雲邊緣計算的技術挑戰及未來關注的技術方向，楊敬宇表示，邊緣計算團隊基於公司戰略，做了三個層面縱深的技術能力建設：
第一、高性價比的邊緣節點硬件及小型雲化技術，以及多點協同計算技術。
第二、邊緣中間件能力建設，如何把阿里雲的各種能力，包括內容分發、緩存能力放到邊緣雲上。
第三、如何和未來各種邊緣場景建立技術連接，讓5G創新場景應用或者垂直行業的應用，能夠方便地搭載在邊緣分佈式小型化雲和標準化能力之上。
（來源：砍柴網）
