边缘(yuán)与(yǔ)云(yún),这一(yī)快速技术发展中日益(yì)激烈的争论(lùn)
如今(jīn),边缘计算一直是(shì)热门话题。被誉(yù)为近年来(lái)最令人兴奋的技(jì)术转变,关(guān)于其变(biàn)革力(lì)量的讨论很多!随(suí)着越来越强大的 AI/ML 算法重新(xīn)定义“智能”以及更便宜(yí)、更强大的(de)“边缘”设备的可用(yòng)性,这种炒作在很大程度上是真实(shí)的。但是(shì),如果要考虑边缘计算的(de)历史,它会比最(zuì)近的兴趣让我们相信的更早。事实上,计算和智(zhì)能最初(chū)始于(yú)边缘,当时大多数应用程序几乎不存在高(gāo)带宽网络连接。即使在 1990 年代后期,远程部署在工厂或(huò)现场(chǎng)的(de)关(guān)键测量设(shè)备通常也具有处理传入传感器(qì)数(shù)据的专(zhuān)用计算能力。然(rán)而(ér),这(zhè)些(xiē)设(shè)备中的算法在“智能”方面只是初级的:主要是信号处理或(huò)数(shù)据转换(huàn)。随着网络能力的提高(gāo)和连接性的提(tí)高(gāo),基于云的计算在 2000 年代后期开始受到关注。与此同(tóng)时,强大的人工智能算法作为一(yī)种从大量结构(gòu)化(huà)和非(fēi)结构(gòu)化数据(jù)中解锁(suǒ)有意(yì)义信息的手段而备受关注。在短短(duǎn)十(shí)年内,云 AI 已成为 AI 应用程序的(de)首(shǒu)选。但是,向云的(de)转(zhuǎn)变(biàn)也带来了(le)几(jǐ)个问题:数(shù)据上传和下载成本(běn)、网络可靠性和数(shù)据安全等等。与此同时,随着价格实(shí)惠但功能强大的边缘设(shè)备的兴起,边缘(yuán)计(jì)算(suàn)在处理(lǐ)能(néng)力(lì)和成本或占地面(miàn)积(jī)之间的权衡正在减少。似乎我们(men)现在又(yòu)回(huí)到了考虑(lǜ)“边缘(yuán)计(jì)算”作为构(gòu)建智能应(yīng)用程序的可(kě)行且(qiě)有吸引力的(de)选择(zé)。
随着关于边缘人(rén)工智能和云人工智能哪个更好的辩(biàn)论越来(lái)越激烈(liè),任何(hé)熟悉这两个框架的人都(dōu)可能会回答“这要看(kàn)情况了!”。原因是边缘(yuán)和(hé)云基础设施不是竞(jìng)争的,而是互补的(de)框架(jià)。在过去的几年里,两者(zhě)都经历了巨大的发展(zhǎn)和(hé)完善(shàn),特别是作为(wéi)人(rén)工(gōng)智能开发和部署(shǔ)的基(jī)础。与任何(hé)技术选择(zé)一样(yàng),选择(zé)实际(jì)上可归结为具体(tǐ)的应用:目标、价值驱动因素、经济性以及对功耗(hào)、尺(chǐ)寸和连接性的(de)任(rèn)何限制。因(yīn)此,在尝试建立正确的基(jī)础设施之(zhī)前,必须了解(jiě)云和(hé)边缘人工智能(néng)的利(lì)弊。
当寻求灵活性(xìng)、可扩展性和(hé)易于部署时,基于(yú)云的人工智能是一个(gè)有吸(xī)引力(lì)的选择。如今,大多(duō)数云服务提(tí)供商为人工智能模(mó)型的(de)培训和(hé)部署提供了强大的框架,并提供了按需付费的包,几乎没(méi)有(yǒu)前期(qī)承诺或投资。云提供了(le)几乎没(méi)有限制(zhì)的(de)计算和存储选项,使其特(tè)别适合(hé)大(dà)型人工智(zhì)能模型(xíng)。但对(duì)于(yú)需要连续评估传(chuán)感器(qì)或图像数据(jù)的实时(shí)应用程序来(lái)说,这可能会成为一个笨拙的选择,因为它们必须来(lái)回传输数据,从而(ér)导致巨大(dà)的成本。这种(zhǒng)数据传输(shū)也使得云在很大程度上不适合需(xū)要(yào)闭(bì)环(huán)控制或即时行动的低延迟应用程序。
另一方面(miàn), 边缘人工智能是自动报警或闭环控制的(de)实时数(shù)据分(fèn)析的合理选择。虽然(rán)边缘基础设施确实需(xū)要在边缘硬件上进行前期投资,但运营成本与云相比要低得多。今天,有各种各样的边缘(yuán)人(rén)工智能硬件选项可用,包括npu(神经处(chù)理单元)、TPU(张量处理单元(yuán))以(yǐ)及带有专用(yòng)人工智能加速(sù)器(qì)的SOC(片上系统)和(hé)SoMs(模块上系(xì)统)。人(rén)工智能的低成本和低功耗硬件是一个活跃的研究领域,并有可能(néng)提供更好的选(xuǎn)择。另一方面(miàn),基于人(rén)工智能的(de)消费应用(yòng)必须处理相当多样化的边缘设备(bèi)(手机(jī)、平(píng)板电脑(nǎo)、个人电脑等),这使得边缘部署成为一个潜(qián)在(zài)的令人生(shēng)畏的前景。因此(cǐ),边缘基础设施可能不利于快速原型(xíng)开发,也不容易(yì)扩展。虽然(rán)联合学习,AI模(mó)型的(de)分布式训练(liàn)的(de)概念允许在边缘进行训练(liàn)和部署,但云仍然(rán)是训(xùn)练需要(yào)足(zú)够(gòu)计算能力(lì)的大型模(mó)型的逻辑选择。
但解决(jué)方(fāng)案不(bú)一定(dìng)是非(fēi)此即彼的选择。随着应用程序(xù)过渡(dù)到(dào)更多基于微服务的架构,它们可以(yǐ)分解(jiě)为具有自己特(tè)定部署框(kuàng)架的更小的功能或(huò)微服务。因此,不必在云(yún)和边缘之间进(jìn)行选择,重点可以放在(zài)针对特(tè)定(dìng)应用程序优化使用(yòng)两者。例如,一个应用程序(xù)可能从云(yún)上的快速原型(xíng)开始。随着(zhe)它的发展,需要低延迟和(hé)实时决策的功能(néng)可以转移到边(biān)缘,而那些需要规(guī)模(mó)和灵活性的(de)功能可以保(bǎo)留在云中。模型训练或再(zài)训(xùn)练(liàn)可(kě)以在云端集中管理(lǐ),而边缘的一些(xiē)联邦学习可以(yǐ)在本地提高准确性。同样,敏感数据可以在边缘处理,更通用的数据可以转(zhuǎn)移到云(yún)端。
组织、开发人(rén)员和(hé)从业者最(zuì)好(hǎo)不要(yào)将云和边缘视为不同的替代方案,而(ér)是将其视为(wéi)从边缘到云的(de)连续统一体,中间有许多(duō)不同的基础设施选项。这包(bāo)括不(bú)同类型的边缘(yuán)——运(yùn)营边(biān)缘(yuán)、网络边缘、移动端点等,以及网络上不(bú)同类型的分(fèn)布式处(chù)理——私有云、公共云、小云(yún)、雾(wù)计算等(děng)。虽然复杂性可能是一个挑战,但找到(dào)正(zhèng)确(què)的技术组合开始(shǐ)为组织提供(gòng)一个独特的机会,以最(zuì)大限度地提(tí)高人工智能的(de)价(jià)值,同时(shí)最大(dà)限度(dù)地(dì)降低成本(běn)和风险。