边缘与云,这一快速技术发展中日益激烈(liè)的争论
如今,边缘(yuán)计算(suàn)一直是热门话题。被誉为近年来最令人兴奋(fèn)的技术转变,关于其变革力量的讨论很多!随着越来越强大(dà)的 AI/ML 算法重(chóng)新(xīn)定(dìng)义“智能”以(yǐ)及更便(biàn)宜(yí)、更强大的“边缘”设备的可用性,这种(zhǒng)炒作在很大程(chéng)度(dù)上(shàng)是真(zhēn)实的。但(dàn)是(shì),如果要考(kǎo)虑(lǜ)边缘计(jì)算的(de)历史,它会比最近的兴趣让我们相信的(de)更早。事实上,计算和(hé)智能最初始于边(biān)缘,当时大多数应用程序几乎不存在高带宽网络连接(jiē)。即使在 1990 年代后期(qī),远程部署在(zài)工(gōng)厂或现(xiàn)场的关(guān)键(jiàn)测量(liàng)设备通常也(yě)具(jù)有处理传入传感(gǎn)器数据(jù)的(de)专用计算能(néng)力。然而(ér),这些设(shè)备中的算法在(zài)“智(zhì)能(néng)”方面只是初级的:主(zhǔ)要是信号处理或数据转换。随着网络能(néng)力的提高和连接性(xìng)的提高,基(jī)于(yú)云(yún)的计算在 2000 年(nián)代后期开始受到关注。与此同时,强大(dà)的人工智能算(suàn)法作为一种(zhǒng)从大量结构化(huà)和(hé)非结构(gòu)化数据中(zhōng)解锁有意(yì)义信息的手(shǒu)段而(ér)备(bèi)受关注(zhù)。在短短十(shí)年(nián)内,云(yún) AI 已成(chéng)为 AI 应用(yòng)程序的(de)首选。但是,向(xiàng)云的转变也(yě)带来了几个问题:数据上传和下(xià)载成本、网络可靠性和数据安全等(děng)等。与此同(tóng)时,随着价格实惠但功能强大的边缘设备的兴起,边缘(yuán)计算在处理能力(lì)和成本或(huò)占地面积(jī)之(zhī)间的权(quán)衡正在减少(shǎo)。似乎我们现(xiàn)在(zài)又回到了(le)考虑“边缘计算”作(zuò)为(wéi)构建(jiàn)智能应用程序的可行且(qiě)有吸引(yǐn)力的选择。
随着关于边缘(yuán)人工(gōng)智(zhì)能和云人工智能哪个更好的辩论越来(lái)越(yuè)激烈,任何(hé)熟悉这两个框架的人都可(kě)能会回(huí)答“这(zhè)要看情况了!”。原因是边缘和云基础设施不是(shì)竞争的,而是互(hù)补的框(kuàng)架(jià)。在(zài)过去的(de)几年里,两者都经历了(le)巨大的(de)发(fā)展和完善,特(tè)别是作为(wéi)人工智能开发和部署的基础。与任(rèn)何技术选择一样,选(xuǎn)择实际上可归(guī)结为具体(tǐ)的应用:目(mù)标、价值驱动因素、经(jīng)济性(xìng)以及对(duì)功耗、尺寸(cùn)和连(lián)接性的任何限制。因此(cǐ),在尝试建立正确的(de)基础设施之(zhī)前,必(bì)须了(le)解云(yún)和边缘(yuán)人工(gōng)智(zhì)能(néng)的利弊。
当寻求灵活性、可扩(kuò)展性和易于部署时,基于云的人工智能(néng)是一个有吸(xī)引(yǐn)力的选择。如今(jīn),大多数云服务提供商为人工智能(néng)模型的培训和部(bù)署提(tí)供了强大的框(kuàng)架,并(bìng)提供了按需付费的包,几乎没有前期承诺或投资(zī)。云提供了几(jǐ)乎没有限制的计算和存(cún)储选项,使其特别适合大(dà)型(xíng)人工智能模型(xíng)。但(dàn)对于需要连续(xù)评估(gū)传感器或图像数据的(de)实时应用程序来说,这可能会成为一个(gè)笨拙的(de)选择,因(yīn)为它们(men)必须(xū)来回传输数据,从而导致巨大(dà)的成本。这(zhè)种数据(jù)传输也使(shǐ)得云在很大程(chéng)度上(shàng)不适合需要闭环(huán)控制或(huò)即时行动的低延(yán)迟应(yīng)用程(chéng)序。
另一(yī)方面, 边缘(yuán)人工智能是自动报(bào)警或闭环控制的实时数据分析的合理选择(zé)。虽(suī)然边缘基础(chǔ)设(shè)施确实需要在(zài)边缘硬件上进行前期投资,但(dàn)运营成本与云相比要低得多。今天,有各(gè)种各样的边缘人工智能硬件(jiàn)选项(xiàng)可(kě)用,包(bāo)括npu(神经处理单元)、TPU(张量处理单元)以(yǐ)及带有专用(yòng)人工智能加速器(qì)的(de)SOC(片上(shàng)系统)和SoMs(模块(kuài)上系统)。人工智能的(de)低成本和低功耗硬件是一个活跃的(de)研究领域(yù),并有可能提(tí)供更好(hǎo)的选择(zé)。另(lìng)一方(fāng)面,基于人工智能的(de)消(xiāo)费应用必(bì)须处理相(xiàng)当多(duō)样化的边缘设备(手机、平(píng)板电脑(nǎo)、个人电脑等),这使得边缘部署成为一个潜在的令人生畏(wèi)的前景。因此,边缘基础设施可能(néng)不利(lì)于快速原型(xíng)开发(fā),也(yě)不容易扩展。虽(suī)然联合学习,AI模型的分布式训练的(de)概念允(yǔn)许在(zài)边缘进行(háng)训练和部署,但云仍然是训(xùn)练需要足(zú)够(gòu)计算能力的大型模型的逻辑选(xuǎn)择。
但解决方(fāng)案不一定是(shì)非此即彼(bǐ)的选择。随着(zhe)应用程序(xù)过渡到更多基于微(wēi)服务的架构,它们可以分解为具有自(zì)己特定部署(shǔ)框架的更小的(de)功(gōng)能或(huò)微服务。因此,不(bú)必在云和边缘之(zhī)间进行选择,重(chóng)点可以放在针对特定应(yīng)用程序优化使(shǐ)用两者。例(lì)如,一个应(yīng)用(yòng)程序可(kě)能从云上的快速原型开始。随(suí)着它的发展,需要低(dī)延迟和实时决(jué)策的功(gōng)能可(kě)以转移到边(biān)缘(yuán),而(ér)那(nà)些需要规模(mó)和灵(líng)活性的功(gōng)能可以保留在云中。模型训练或再(zài)训练可以在云端集(jí)中(zhōng)管(guǎn)理,而边缘的一些联邦学习可(kě)以在本地(dì)提高准确性(xìng)。同样,敏感数据可以在(zài)边缘处理,更通用的数据(jù)可(kě)以转移到云端。
组织(zhī)、开发人员和从业者最好不要(yào)将云和边(biān)缘视(shì)为不同的替代方案,而是(shì)将其视为从边缘到云的(de)连续统一体,中间有许多不同的(de)基础设施选项。这包括不同类型的边缘(yuán)——运营边缘、网络(luò)边缘、移动(dòng)端点等,以及(jí)网络上不同类型的分布式处理——私(sī)有云、公共云、小云、雾计算等。虽然复(fù)杂性可(kě)能是一个(gè)挑战(zhàn),但找到正(zhèng)确的技术组(zǔ)合开始为(wéi)组织提供一个(gè)独特的机会,以最大限度地提高人工(gōng)智能的价值,同时最大限度(dù)地降低成本和风险。