一、邊緣工作負(fù)載越來(lái)越大

我們看到的一大變化是邊緣上的計(jì)算和存儲(chǔ)越來(lái)越多。分散系統(tǒng)的存在通常更多地是為了減少對(duì)網(wǎng)絡(luò)鏈接的依賴，完成實(shí)際上無(wú)法在一個(gè)中心位置完成的任務(wù)，這個(gè)前提是要有合理可靠的通信。但這正在改變。

根據(jù)定義，物聯(lián)網(wǎng)通常涉及收集數(shù)據(jù)。然而，隨著機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用所需的數(shù)據(jù)從眾多傳感器流入，原本可能是涓涓細(xì)流的事情現(xiàn)在變成了洪水。但即使訓(xùn)練模型通常是在集中式數(shù)據(jù)中心開(kāi)發(fā)的，這些模型的持續(xù)應(yīng)用也會(huì)被推到網(wǎng)絡(luò)邊緣。這限制了網(wǎng)絡(luò)帶寬要求，并允許快速本地操作，例如關(guān)閉機(jī)器以響應(yīng)異常的傳感器讀數(shù)。此目標(biāo)是提供見(jiàn)解并在需要時(shí)采取行動(dòng)。

二、RISC-V取得進(jìn)展

當(dāng)然，數(shù)據(jù)密集型和計(jì)算密集型的工作負(fù)載需要運(yùn)行硬件。具體取決于應(yīng)用以及性能、功耗、成本等之間所需的權(quán)衡。傳統(tǒng)上的選擇通常是自定義、ARM或x86。它們沒(méi)一個(gè)是完全開(kāi)放的，ARM和x86隨著時(shí)間的推移開(kāi)發(fā)了一個(gè)支持硬件和軟件的大型生態(tài)系統(tǒng)，它們主要是由領(lǐng)先的處理器組件設(shè)計(jì)者驅(qū)動(dòng)的。

RISC-V是一種新的、有趣的、基于硬件的開(kāi)放指令集架構(gòu)。為什么耐人尋味?紅帽全球新興技術(shù)布道師Yan Fisher是這樣說(shuō)的：“RISC-V的獨(dú)特之處在于其設(shè)計(jì)過(guò)程和規(guī)范是真正開(kāi)放的。該設(shè)計(jì)反映了社區(qū)基于集體經(jīng)驗(yàn)和研究的決定。”

這種開(kāi)放的方法以及與之相伴的活躍生態(tài)系統(tǒng)，已經(jīng)在幫助推動(dòng)RISC-V設(shè)計(jì)在廣泛的行業(yè)中獲勝。RISC-V International首席執(zhí)行官Calista Redmond觀察到：“隨著向邊緣計(jì)算的轉(zhuǎn)變，我們看到整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)對(duì)RISC-V進(jìn)行了大量投資，從阿里巴巴、Andes Technology和NXP等跨國(guó)公司，到SiFive、Esperanto Technologies和GreenWaves技術(shù)等初創(chuàng)公司，都在設(shè)計(jì)創(chuàng)新的邊緣人工智能RISC-V解決方案。”

三、vRAN成為越來(lái)越重要的邊緣用例

無(wú)線電接入網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)啟用和連接諸如智能手機(jī)或物聯(lián)網(wǎng) 設(shè)備之類的設(shè)備到移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。作為5G部署的一部分，運(yùn)營(yíng)商正在轉(zhuǎn)向更靈活的vRAN方法，通過(guò)解耦硬件和軟件來(lái)分解高級(jí)邏輯RAN組件，并使用云技術(shù)進(jìn)行自動(dòng)部署、擴(kuò)展和工作負(fù)載分配。

作為5G部署的一部分，運(yùn)營(yíng)商正在轉(zhuǎn)向更靈活的虛擬無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)vRAN方法。紅帽電信解決方案經(jīng)理Hanen Garcia和紅帽新興技術(shù)布道師Ishu Verma指出：“一項(xiàng)研究表明，與傳統(tǒng)的分布式/集中式RAN配置相比，部署虛擬RAN (vRAN)/開(kāi)放RAN (oRAN)解決方案可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)44%的網(wǎng)絡(luò)TCO節(jié)省。”他們補(bǔ)充說(shuō)，“通過(guò)這種現(xiàn)代化，通信服務(wù)提供商 (CSP) 可以簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)并提高靈活性、可用性和效率——同時(shí)為越來(lái)越多的用例提供服務(wù)。與專有或基于虛擬機(jī)的解決方案相比，云原生和基于容器的RAN解決方案成本更低，更易于升級(jí)和修改，能夠橫向擴(kuò)展，并且供應(yīng)商鎖定更少。”

四、規(guī)模驅(qū)動(dòng)運(yùn)營(yíng)方式

邊緣計(jì)算架構(gòu)的許多方面可能與僅在數(shù)據(jù)中心內(nèi)實(shí)施的架構(gòu)不同。設(shè)備和計(jì)算機(jī)的物理安全性可能較弱，并且現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有IT人員。網(wǎng)絡(luò)連接可能不可靠。良好的帶寬和低延遲不是天然就有的。但許多最緊迫的挑戰(zhàn)都與規(guī)模有關(guān)?？赡苡袛?shù)千個(gè)(或更多)網(wǎng)絡(luò)端點(diǎn)。

“嚴(yán)格實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化，最大限度地減少操作面積。”

紅帽高級(jí)首席軟件工程師Kris Murphy確定了應(yīng)對(duì)規(guī)模問(wèn)題必須采取的四個(gè)主要步驟：“最大限度標(biāo)準(zhǔn)化、最小化操作‘表面積’、盡可能拉而不是推，以及將小事自動(dòng)化。”

例如，她建議進(jìn)行事務(wù)性更新，即原子性更新，這樣系統(tǒng)就不會(huì)最終僅部分更新，從而處于不確定的狀態(tài)。在更新時(shí)，她還認(rèn)為端點(diǎn)提取更新是一種很好的做法，因?yàn)?ldquo;出口連接更可能可用”。還應(yīng)注意不要同時(shí)進(jìn)行所有更新，以限制峰值負(fù)載。

五、邊緣計(jì)算需要鑒證

在資源緊張的情況下，需要很少或不需要當(dāng)?shù)刭Y源的能力是值得考慮的務(wù)實(shí)選擇。此外，再說(shuō)一次，任何方法都需要高度可擴(kuò)展，否則用途和好處將變得極其有限。一個(gè)突出的選擇是Keylime項(xiàng)目。“像Keylime這樣的技術(shù)應(yīng)該考慮廣泛部署，它可以驗(yàn)證計(jì)算設(shè)備啟動(dòng)，并保持大規(guī)模的可信運(yùn)行狀態(tài)，尤其是在資源受限的環(huán)境中”，紅帽新興技術(shù)傳播者Ben Fischer表示。

Keylime使用完整性度量架構(gòu)(IMA)提供遠(yuǎn)程啟動(dòng)和運(yùn)行時(shí)證明，并利用大多數(shù)筆記本電腦、臺(tái)式機(jī)和服務(wù)器主板常見(jiàn)的可信平臺(tái)模塊(TPM)。如果沒(méi)有可用的硬件 TPM，則可以加載虛擬或vTPM以提供必需的TPM功能。啟動(dòng)和運(yùn)行時(shí)證明是一種驗(yàn)證邊緣設(shè)備啟動(dòng)到已知可信狀態(tài)，并在運(yùn)行時(shí)保持該狀態(tài)的方法。換句話說(shuō)，如果發(fā)生意外情況，例如流氓進(jìn)程，預(yù)期狀態(tài)會(huì)發(fā)生變化，這將反映在測(cè)量中，并使邊緣設(shè)備離線，因?yàn)樗M(jìn)入了不受信任的狀態(tài)。該設(shè)備可以進(jìn)行調(diào)查和修復(fù)，并在受信任的狀態(tài)下重新投入使用。

六、機(jī)密計(jì)算在邊緣變得更加重要

邊緣安全需要廣泛的準(zhǔn)備。網(wǎng)絡(luò)連接、電力、人員、設(shè)備和功能等資源的可用性差異很大，但遠(yuǎn)低于數(shù)據(jù)中心的可用資源。這些有限的資源限制了確?？捎眯院桶踩缘哪芰Α３思用鼙镜卮鎯?chǔ)和與更集中系統(tǒng)的連接外，機(jī)密計(jì)算還提供了在邊緣計(jì)算設(shè)備使用數(shù)據(jù)時(shí)對(duì)其進(jìn)行加密的能力。

這可以保護(hù)正在處理的數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)的軟件不被捕獲或操縱。Fischer認(rèn)為，“由于邊緣資源有限，邊緣計(jì)算設(shè)備上的機(jī)密計(jì)算將成為邊緣計(jì)算的基礎(chǔ)安全技術(shù)。”

Everest集團(tuán)機(jī)密計(jì)算聯(lián)盟(CCC)的報(bào)告《機(jī)密計(jì)算——數(shù)據(jù)安全的下一個(gè)前沿》表示，“分布式邊緣網(wǎng)絡(luò)中的機(jī)密計(jì)算還可以在不影響數(shù)據(jù)或IP隱私的情況下實(shí)現(xiàn)新的效率，通過(guò)構(gòu)建一個(gè)安全的基礎(chǔ)來(lái)在不損害數(shù)據(jù)安全性的情況下擴(kuò)展邊緣分析。”此外，機(jī)密計(jì)算“確保邊緣和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備僅執(zhí)行授權(quán)的命令和代碼。在物聯(lián)網(wǎng)和邊緣設(shè)備以及后端使用機(jī)密計(jì)算，有助于通過(guò)防止篡改跨接口通信的數(shù)據(jù)代碼來(lái)控制關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。”

跨行業(yè)的多樣化應(yīng)用

這些邊緣計(jì)算趨勢(shì)的多樣性反映了邊緣工作負(fù)載的多樣性和規(guī)模。有一些共同點(diǎn)——多個(gè)物理足跡、云原生和容器技術(shù)的使用、越來(lái)越多的使用機(jī)器學(xué)習(xí)。然而，電信應(yīng)用通常與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)用例幾乎沒(méi)有共同之處，而工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)用例又不同于汽車(chē)行業(yè)。但不管你看哪個(gè)行業(yè)，都會(huì)發(fā)現(xiàn)2022年在邊緣發(fā)生有趣的事情。

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