Điện toán biên là gì?
Điện toán biên ( Edge Computing ) là một kiến trúc được phong cách thiết kế và thiết kế xây dựng nhằm mục đích tối ưu hoá mạng lưới hệ thống điện toán đám mây bằng cách được cho phép giải quyết và xử lý, thống kê giám sát tài liệu tại vùng biên – nơi gần với nguồn phát sinh tài liệu và nhận nhu yếu giải quyết và xử lý nhất ( những thiết bị IoT ) .
Mô hình điện toán biên được phong cách thiết kế và thiết kế xây dựng như hình dưới đây :
Trong đó :
- Lớp trên (Lớp Cloud) là một nền tảng dữ liệu lớn giúp phân tích các tác vụ phức tạp và tốn nhiều thời gian như Big Data, Machine Learning, v.v.
- Lớp ở giữa là lớp điện toán biên (Edge Computing): Có thể thấy lớp điện toán biên nằm ngay cạnh hoặc gần các thiết bị IoT để kết nối và xử lý dữ liệu cục bộ của hàng tỷ thiết bị IoT. Thuật ngữ “Điện toán biên” được sử dụng để mô tả các trung tâm tính toán nằm giữa đám mây (Cloud) nhưng gần các thiết bị (Devices), gọi là biên. Ngoài ra, nó còn chỉ ranh giới tính toán giữa môi trường internet và môi trường mạng cục bộ. Một số tài liệu hay bài báo sử dụng thuật ngữ “Điện toán ranh giới” hay “Điện toán cạnh” nghe có vẻ không thuận tai hoặc khó hiểu hơn so với thuật ngữ “Điện toán biên”.
- Lớp cuối cùng là các thiết bị IoT: các cảm biến (Sensors), các thiết bị đo đạc, điều khiển (Controller), v.v.
Trên thực tế, các doanh nghiệp lớn đều phát triển theo hình thức xây dựng, triển khai các chi nhánh, cơ sở sản xuất kinh doanh ở nhiều nơi, khác biệt về địa lý. Các hệ thống điện toán biên sẽ được thiết kế để dễ dàng thu thập và quản lý các thiết bị IoT trong một khu vực nhất định. Qua đó, các doanh nghiệp có thể kết hợp các khối lượng dữ liệu đã phân tích ở nhiều vị trí địa lý khác nhau để phân tích chuyên sâu hơn nữa tại tầng Cloud nhằm tìm ra các khoảng trống (gaps) và tối ưu phương thức sản xuất/kinh doanh theo thời gian.
Lợi ích của điện toán biên là gì?
Điện toán biên được cho phép làm rõ khoanh vùng phạm vi và tài nguyên tại biên để tối ưu hoá việc nghiên cứu và phân tích, giải quyết và xử lý, làm giảm những ngân sách quản lý và vận hành, từ đó làm tăng biên doanh thu. Bên cạnh đó, điện toán biên giúp những thiết bị IoT hoàn toàn có thể hoạt động giải trí mà không cần đến liên kết internet, một cụm tại biên hoàn toàn có thể coi như một nút mạng trong mạng lưới. Dưới đây là 5 quyền lợi quan trọng chính của điện toán biên :
1. Phản hồi nhanh: Điện toán biên cho phép các bộ xử lý cục bộ, với năng lực phù hợp (sở hữu khả năng tính toán riêng), dễ dàng xử lý những tác vụ yêu cầu thời gian phản hổi nhanh và đòi hỏi phải đưa ra hành động xử lý ngay lập tức sau khi gặp phải một tình huống nào đó.
2. Cho phép xử lý dữ liệu gần nguồn: trước khi đưa lên đám mây tập trung, điện toán biên có thể xử lý dữ liệu gần nguồn và chỉ gửi đi những dữ liệu phù hợp, có liên quan. (tuy nhiên trong trường hợp này, sẽ có độ trễ khi truyền dữ liệu vì phải thực hiện phân tích xử lý dữ liệu trước khi gửi đi thông tin)
3. Tối ưu chi phí, thời gian và chất lượng: Các dịch vụ ứng dụng điện toán biên cho phép khoanh vùng những tác vụ cần xử lý, liên tục làm hài hoà dữ liệu qua mỗi giai đoạn, làm giảm đáng kể lượng dữ liệu cần được lưu trữ, xử lý, tiết kiệm băng thông, giảm thời gian trễ và nâng cao chất lượng dịch vụ.
4. Giảm thiểu hiện tượng “nút thắt cổ chai”: Điện toán biên làm giảm sự ảnh hưởng lẫn nhau trong toàn bộ hệ thống, bằng cách phân tải và khoanh vùng phù hợp, giúp hệ thống dễ dàng đối ứng với những lỗi xảy ra khi xử lý dữ liệu, hay những sự cố không mong muốn về virus, lỗ hổng bảo mật thông tin và an ninh mạng.
5. Khả năng mở rộng không giới hạn và bảo mật: Điện toán biên cho phép doanh nghiệp dễ dàng thêm vào các nút mạng/ thiết bị biên để mở rộng phạm vi quy mô và năng lực mạng IoT mà không làm ảnh hưởng đến toàn bộ phần còn lại.
Điện toán biên giải pháp hứa hẹn trong tương lai
Theo dự báo của marketsandmarkets, thị trường điện toán biên toàn thế giới được sẽ đạt giá trị 3,6 tỷ đô năm 2020 và sẽ liên tục tăng lên 15,7 tỷ đô vào năm 2025 với vận tốc tăng trưởng luỹ kế hàng năm ( CAGR ) là 34,1 % trong tiến trình dự báo. Trong đó, từ năm 2018 đến 2025, thị trường điện toán biên ( tính trên số tiền góp vốn đầu tư ) sẽ tăng trưởng can đảm và mạnh mẽ nhất tại bắc Mỹ, tiếp đó là châu Âu và thị trường APAC đứng ở vị trí thứ ba. ( 1 )
Trong một báo cáo giải trình khác của grandviewresearch về thị trường của những ngành nghề trong việc tiến hành và ứng dụng điện toán biên trong năm 2019 thì đứng đầu là ngành nguồn năng lượng và tiện ích, đứng thứ hai là ngành công nghiệp, theo sau là những ngành vận tải đường bộ và logistics, khối ngành đô thị mưu trí, và ngành chăm nom sức khoẻ ( 2 ) .
Lượng tài liệu tạo ra trong mỗi giây ngày càng lớn và nhu yếu truy vấn tài nguyên, ứng dụng máy tính mọi lúc, mọi nơi mà vẫn bảo vệ nhu yếu tàng trữ và bảo mật thông tin tài liệu ngày một ngày càng tăng. Bên cạnh đó, nhu yếu về những giải pháp tương hỗ ra quyết định hành động tự động hóa theo thời hạn thực và giải quyết và xử lý độ trễ ngày một nhiều hơn, cùng với nhu yếu đo lường và thống kê tài liệu lớn và lưu lượng mạng ngày càng tăng, đã thôi thúc nhu yếu về điện toán biên .
Song hành với sự phát triển của công nghệ IoT, điện toán biên có xu hướng phát triển lớn dần. Chúng đã và đang được áp dụng, cũng như đầu tư ngày càng lớn và phạm vi cũng không ngừng được mở rộng.
Một số nghiên cứu ứng dụng thực tế điện toán biên tiêu biểu
Xe tự hành
Xe tự lái đại diện thay mặt cho một trong những ví dụ thực tiễn ứng dụng điện toán biên và IoT quan trọng. Một phương tiện đi lại tự hành tối ưu là một phương tiện đi lại có bộ giải quyết và xử lý không cần dựa vào một máy chủ từ xa để đưa ra những quyết định hành động, từ việc xem nó có cần dừng lại khi có người đi bộ qua đường phía trước nó hay không hay hoàn toàn có thể giật mình biến hóa lộ trình vận động và di chuyển. Mọi quyết định hành động cần được đưa ra một cách tức thời nhưng vẫn cần bảo vệ giải quyết và xử lý bảo đảm an toàn, đúng mực. Dữ liệu phải được giải quyết và xử lý tại chỗ, bất kể liên kết internet. Bên cạnh việc tự đưa ra quyết định hành động, những phương tiện đi lại tự hành tối ưu, khi đang chuyển dời trên đường, hoàn toàn có thể liên lạc với nhau một cách hiệu suất cao hơn, vì chúng không cần gửi tài liệu về những yếu tố giật mình xảy ra trong quy trình chuyển dời như về tai nạn đáng tiếc, điều kiện kèm theo thời tiết, thực trạng giao thông vận tải … đến máy chủ từ xa, mà hoàn toàn có thể gửi trực tiếp cho nhau .
Bài đọc nhiều nhất
Tối ưu trải nghiệm khách hàng qua các công cụ, nền tảng dữ liệu khách hàng
Digital Strategy 14 Tháng Tư, 2021
Thiết bị chăm sóc sức khỏe
Một trường hợp ứng dụng khác thực tiễn hơn của điện toán biên là trong nghành nghề dịch vụ chăm nom sức khỏe thể chất với những thiết bị đeo. Điện toán biên với những thiết bị đeo hoàn toàn có thể được sử dụng trong tương hỗ điều trị từ xa, theo dõi những thực trạng mãn tính của bệnh nhân, thậm chí còn, trong những trường hợp khẩn cấp, chúng đóng vai trò quan trọng trong việc tương hỗ con người. Ví dụ hoàn toàn có thể kể đến như máy đo nhịp tim với năng lực tổng hợp, nghiên cứu và phân tích tài liệu sức khỏe thể chất người bệnh một cách độc lập và hoàn toàn có thể cung ứng cảnh báo nhắc nhở tới người chăm nom một cách tức thời khi bệnh nhân có những đổi khác không bình thường, bảo vệ người bệnh luôn được theo dõi và ở trong thực trạng bảo đảm an toàn hoặc được nhận trợ giúp mỗi khi họ cần .
Bên cạnh việc ứng dụng với thiết bị đeo, một ví dụ khác trong việc ứng dụng điện toán biên trong ngành chăm nom sức khoẻ là rô bốt tương hỗ phẫu thuật. Trong những cuộc phẫu thuật, đặc biệt quan trọng trong những trường hợp khi mỗi nano giây hoàn toàn có thể tạo ra sự độc lạ giữa sống và chết, những rô bốt tương hỗ phẫu thuật này cần có năng lực tự nghiên cứu và phân tích tài liệu và đưa ra những quyết định hành động tức thời để phân phối, tương hỗ một cách bảo đảm an toàn, nhanh gọn và đúng chuẩn .
Giải pháp an toàn
Ngày nay, bất kể mạng lưới hệ thống bảo mật thông tin nào cũng được nhu yếu phải có năng lực ngăn ngừa và giải quyết và xử lý những mối rình rập đe dọa về bảo mật thông tin trong vòng vài giây. Đó là nguyên do tại sao điện toán biên lại mang ý nghĩa quan trọng trong những mạng lưới hệ thống giám sát. Chính thế cho nên, khi giải quyết và xử lý hình ảnh, video trên những thiết bị giám sát hay máy ảnh, điện toán biên hoàn toàn có thể phát hiện những hoạt động, xác lập sự xâm nhập không bình thường để đưa ra cảnh báo nhắc nhở cho người dùng kịp thời, và bảo vệ sự bảo đảm an toàn cho hàng loạt tài liệu và gia tài …
Nhờ đó, thay vì phải chuyển đi một lượng lớn tài liệu thô đến những sever để giải quyết và xử lý, những camera có ứng dụng điện toán biên sẽ tiết kiệm chi phí lưu lượng truy vấn internet, giảm băng thông và bộ nhớ tàng trữ đám mây, và đặc biệt quan trọng, cải tổ về vận tốc và độ đúng mực của phản hồi .
Với sự phổ cập ngày một thoáng đãng của những thiết bị IoT, điện toán biên sẽ mang lại sự hiệu suất cao vượt bậc trong việc giải quyết và xử lý tài liệu và luân chuyển, cũng như bảo mật thông tin thông tin ngày một tối ưu. Điện toán biên sinh ra như một kiến trúc bổ trợ và phối hợp với điện toán đám mây để tạo ra những nền tảng can đảm và mạnh mẽ trong ngành công nghiệp IoT. Điều này sẽ ảnh hưởng tác động và thôi thúc quy đổi những ngành kinh tế tài chính trong tương lai .
Nguồn dữ liệu tham khảo
(1) Markets and Markets. 2020. Edge Computing Market by Component, Application, Organization Size, Vertical, and Region – Global Forecast to 2025.
(2) Grand View Research. 2020. Edge Computing Market Size, Share & Trends Analysis Report.
