物联网时代：边缘计算与云计算的新融合

在其经典小说《化身博士》中，讲述了一个拥有双重人格的人物的故事：温文尔雅的杰基尔博士和邪恶且反社会的海德先生，如果只遇见其中一种人格，人们会把他们看作两个完全不同的人，但他们又确实是同一个人的两个面孔。在计算领域也是如此，人们可能看到的是两种相对立的方法 - 边缘计算和云计算，它们都在解决物联网(IoT)中那些类似的问题，但这些计算方案就像同一枚硬币的正反面。

边缘计算随着互联网和移动行业的发展而得到普遍应用，它描述了一种架构，在这种架构里，靠近用户节点预取和缓存网络数据，通过超低延迟来改善客户体验。为了使这一概念标准化，边缘计算行业做出了很多努力，比如“开放式边缘计算”。在物联网的背景下，边缘计算意味着大多数设备计算任务都是在现场执行的，这些任务可以在终端节点或网关(作为连接简单终端节点和互联网的桥梁)中完成。

而源自IT领域的云计算架构同样描述了在连接到云服务器(而不是企业内部服务器)上执行的企业软件。在物联网的背景下，这意味着大部分处理和决策都是在云端完成的。理论上，这两种计算是相互对立的。云计算方法意味着让边缘设备更简单，功耗更低、性能更低、成本更低。因为所有的逻辑和编程都在云端，灵活、更新简单，并且可以遵循完善的IT流程。但是另一方面，边缘计算也有它的好处。由于边缘计算完成了大部分工作，所以它更适应网络中断，并且很容易实现全天候的可用性方案。设备直接处理传感器数据，因此可以进行实时决策：从决策方面看，工业系统需要的确定性行为(可预测的延迟)，延迟通常在250us到20ms之间，而服务器和IT系统则可以接受的范围是0.5-2s。最重要的是，只需要很低的速率连接到互联网即可，因为所需网络带宽较低且云中的数据存储较少，从而使得网络和云的成本较低。

差异模糊化

虽然边缘计算和云计算看似对立，但事实上两者有着融合的趋势，这使得取舍已经不那么重要。节点的性能越来越好，无论是节点还是网关，边缘计算都变得更加智能。在物联网中，安全性和连接性变得更加重要。这要求更高性能的控制器、连接更多软件以及更高的灵活性。将IP加入终端节点的好处是将高级通信栈推向边缘，同时也需要功能更强大的处理器以及更多内存、性能和软件。在边缘进行根源可信性和运行安全监控将成为常态，因为没有人知道未来黑客会发现哪些安全漏洞，所以必须能够为每个节点远程更新固件。随着物联网的发展，IT软件和嵌入式软件将会发生冲突，开发人员可通过编码语言和开发平台进行二者的融合。物联网正在推动“ 硬件的软件化 ”，亚马逊最新发布的GreenGrass平台承诺在云端使用的软件与设备上相同——是这一趋势的明显证明。在所有这些发生的同时，微处理器(MPU)和微控制器(MCU)的性能也在惊人地增长。具有兆字节闪存和百位千字节内存的200MHz频率范围的MCU已经很常见，如瑞萨电子Synergy S7系列。另外，如瑞萨电子RZ/A 系列，同样能够运行Linux的入门级MPU 。MCU和MPU系列都提供先进的软件支持，包括开源或得到一家制造商的全面支持，瑞萨电子Synergy平台就是如此。

混合计算方法

事实上，没有哪一种选择，纯边缘计算或纯云计算，是完全令人满意的。查看表1中突出显示的优点和缺点，再从客户的角度想一想需要什么。每种解决方案的缺点都是不可接受的：没有人想要费电的昂贵节点，没有人希望发生服务中断或者降低物联网设备功能的网络故障，没有人愿意为网络和云访问付出太多的代价，因为访问只是一项赋能技术，而不是物联网提供的最终服务。理想的物联网设备，必须提供表-2中的所有优势。边缘计算也可以成为云计算，在安全、网络堆栈和平台方面创造一种新环境，对云计算与边缘计算进行融合，边缘计算既可以像云计算一样灵活，也可以像嵌入式设备一样坚韧。性能更强的嵌入式设备使边缘计算更加智能化，不论是在终端节点中还是经过网关，同时也控制了成本和功率。

边缘云计算

科技领域的历史学家肯定会指出，这种混合组合的想法并不新鲜。在计算机还很昂贵的时代，70和80年代的原始计算解决方案是“客户端—服务器”模式，这意味着服务器大型机(云)完成所有工作，而客户端(边缘)只是一个用户界面。随着多年来显著的性能改进和计算能力的成本降低，如90年代PC和工作站所彰显的那样，钟摆已经完全摆动到了另一侧。当互联网时代到来，业界的风向标再次被推向另一端。甲骨文在90年代后期尝试引入“网络计算机”的尝试(失败)。在过去的十年中，亚马逊和微软等大型企业不断增加对服务器计算和存储的投资，推动了SaaS和PaaS解决方案的发展趋势，这两种解决方案都是云计算选择。然而，现在的边缘比以往更加智能，最稳妥的解决方案应该是边缘和云共同为用户提供最佳服务。同样的历史正在物联网中重演，速度也更快。从最初的只有傻瓜设备的云解决方案开始，市场正迅速向智能设备/智能云混合方式演进。当这两种解决方案之间的二元论逐渐消失时，就是边缘计算和元计算融合的时代了。

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