5G 算力需求受到信号处理和边缘计算两大驱动


[IT搜购网 原创] 2019-04-03 10:43:19 编辑:

5G 算力需求受到信号处理和边缘计算两大驱动,一方面,通信信号处理需求的增多对算力提出了新要求,另一方面,5G 是物联网创新的起点,将带来多种物联场景,边缘计算是支撑物联技术低延时、高密度等条件的具体网络技术体现形式,具有场景定制化强等特点,多场景的算力需求驱动边缘端计算能力的提高。边缘计算作为 5G 新特性将成为重要增量部分,较之传统云计算,边缘计算安全性更高、低时延、带宽成本低,将成为 5G 时代不可或缺的一部分,同时,由边缘计算带来的算力需求也将成为 5G 时代重要增量部分。

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一、5G 边缘计算将引发新的算力需求 1、5G算力需求受信号处理和边缘计算两大驱动

5G 时代的算力需求将受到云管端三大层面的影响。从传输管道的角度看,5G 无线通信系统需要支持比 4G 系统更大的带宽,以及大型的天线阵列,以实现更高的载波频率,从而有可能构建小得多的天线元,未来5G 的连接状态会更加复杂多变,一个基站可以覆盖百万级用户量,这一量级对硬件系统的要求会大幅提高;从用户端的角度看,5G 时代,终端将突破 4G 时代的手机端,全面拓展至物联端,包括消费类产品、基础类产品、通用类产品、特定场景产品,带来大量连接与计算需求;从平台的角度看,在 5G 时代,云计算平台将面临着海量设备接入、海量数据、带宽不够和功耗过高等高难度挑战,边缘计算将与云计算互相协同,云计算聚焦非实时、长周期数据的大数据分析,边缘计算则更靠近执行单元,能够快速响应,对于时延要求高的业务而言,边缘计算可为客户提供更好的服务。

▲5G 算力需求受到三大层面的影响

边缘计算是 5G 时代的关键技术。边缘计算是将云计算平台从核心网网元迁移到无线接入网靠近终端的边缘,被确立为 5G 关键技术,将配套移动接入网搭建贴近用户和终端的处理平台,提供 IT 或者云的能力,以减少业务的多级传递,降低核心网和传输的负担。边缘计算是作为 5G网络区别于 3G、4G 标准很重要的差别,是支撑物联技术低延时、高密度等条件的具体网络技术体现形式。

▲边缘数据中心的引入将极大缩减时延并缓解整网的回传与计算压力

5G 边缘计算的算力需求受两大驱动。一方面,通信信号处理需求的增多对算力提出了新要求,另一方面,5G 是物联网创新的起点,将带来多种物联场景,边缘计算是支撑物联技术低延时、高密度等条件的具体网络技术体现形式,具有场景定制化强等特点,如智能驾驶要求低延时,而智慧城市则要求高带宽,多场景的算力需求驱动边缘端计算能力的提高。

▲边缘计算联接物理世界与数字世界

2、边缘计算作为 5G 新特性将成为重要增量部分

边缘计算将推动 5G 技术更好的发展。随着物联网时代的到来,边缘计算将与云计算共同推进物联网的发展,边缘计算的核心,是将计算任务从云计算中心,迁移到产生源数据的边缘设备上,较之传统云计算,有以下几大优势:

1、安全性更高。边缘计算中的数据仅在源数据设备和边缘设备之间交换,不再全部上传至云计算平台,防范了数据泄露的风险。

2、低时延。据运营商估算,若业务经由部署在接入点的MEC完成处理和转发,则时延有望控制在1ms之内;若业务在接入网的中心处理网元上完成处理和转发,则时延约在2~5ms之间;即使是经过边缘数据中心内的MEC处理,时延也能控制在10ms之内,对于时延要求高的场景,如自动驾驶,边缘计算更靠近数据源,可快速处理数据、实时做出判断,充分保障乘客安全。

3、减少带宽成本。一些连接的传感器(例如相机或在引擎中工作的聚合传感器)会产生大量数据,在这些情况下,将所有这些信息发送到云计算中心将花费很长时间和过高的成本,如若采用边缘计算处理,将减少大量带宽成本。

5G推动社会从人联时代走向物联时代,连接数的大量增长,叠加边缘计算自身优势,将成为5G时代不可或缺的一部分。同时,由边缘计算带来的算力需求将成为5G时代重要增量部分。

3、5G边缘计算将引发技术和市场变革

边缘计算低时延、高密度连接的特点将引发技术和市场的变革。从芯片的角度看,边缘计算将带来大量的数据量,对芯片处理能力提出了新要求,多场景的定制化需求对芯片的灵活性有更高要求,过去,在人工智能图像学习领域,GPU大展身手,擅长大规模并行计算的GPU在这一时期出现了爆发增长,而ASIC,则在具有广阔下游市场的细分领域内有较强优势,如矿机市场。

面向未来万物互联的物联网时代,FPGA有望引来爆发,FPGA是可编程的加速芯片,开发时间短,占用带宽低,时延低,完美适配低时延、高密度、多场景的物联时代,也许未来某一细分场景市场规模大时,该子领域的加速芯片有望转变为ASIC芯片,但总体而言,我们的判断是:物联时代FPGA将首先迎来爆发。从服务器的角度看,边缘计算也将为服务器市场带来新变化,边缘服务器将逐步应用与推广,部分客户将选择超融合边缘服务器形态。

二、5G边缘场景的多样化驱动算力产业进入FPGA时代1、边缘计算业务部署需求呈现多样化特征

人联时代网络和物联时代网络存在大差异。首先,物联网将以B端用户为主区别于互联网C端为主,并且无线的物联场景将必然以边缘网络的方式来呈现,当然这与互联网的企业局域网的应用深度有着本质差异,互联网时代的企业需求是信息化为主,而物联时代将主要是智能应用需求为主;针对不同行业和业务比如工业控制、智能驾驶、视频监控等,其对终端功能的定位、算力的需求、应用的方式将会截然不同;在互联网时代马太效应非常显著,赢家通吃,但在物联时代,仅对企业客户需求把控准确的公司才能逐步做大做强。

▲人联网络与物联网络的差异

边缘计算业务部署形态多样。从细分价值市场的维度,边缘计算主要分为三类:电信运营商边缘计算、企业与物联网边缘计算、工业边缘计算。围绕上述三类边缘计算,业界主要的 ICT、OT、OTT、电信运营商等玩家纷纷基于自身的优势构建相关能力,布局边缘计算,形成了当前主要的六种边缘计算的业务形态:物联网边缘计算、工业边缘计算、智慧家庭边缘计算、广域接入网络边缘计算、边缘云以及多接入边缘计算(MEC),在实际部署的商业用例中,上述的六种业务形态可以独立存在,也可以多种业务形态互补并存。

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