人工智能如何重塑邊緣計(jì)算領(lǐng)域

邊緣需要多少計(jì)算能力？對(duì)于處于邊緣人工智能來說，多少內(nèi)存和存儲(chǔ)空間才足夠？隨著人工智能為需要更多更快處理、存儲(chǔ)和內(nèi)存的創(chuàng)新應(yīng)用打開大門，最低要求也在不斷增長。當(dāng)今的內(nèi)存和存儲(chǔ)技術(shù)如何滿足這些具有挑戰(zhàn)性的新邊緣應(yīng)用的嚴(yán)格要求？

我們所說的“邊緣”是什么意思

邊緣包括任何分布式應(yīng)用，其中特定處理在服務(wù)器之外進(jìn)行，即使數(shù)據(jù)最終被發(fā)送到數(shù)據(jù)中心。它的主要想法是避免將所有數(shù)據(jù)，通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送到服務(wù)器上進(jìn)行處理，而是允許數(shù)據(jù)在離收集地點(diǎn)更近的地方進(jìn)行處理，避免長時(shí)間數(shù)據(jù)往返帶來的延遲問題，并實(shí)現(xiàn)接近實(shí)時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)響應(yīng)。

邊緣大致根據(jù)服務(wù)器到端點(diǎn)的距離進(jìn)行劃分。所謂的近邊緣可以包括靠近數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用，甚至可能是在同一棟建筑內(nèi)。在自動(dòng)駕駛汽車等應(yīng)用中，這一趨勢(shì)走向了另一個(gè)極端。重疊的特性是邊緣系統(tǒng)處理傳統(tǒng)上發(fā)送到數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)，這在許多行業(yè)都有實(shí)際應(yīng)用。

工業(yè)邊緣的數(shù)據(jù)延遲和帶寬

在工業(yè)應(yīng)用中，邊緣計(jì)算機(jī)通常被設(shè)計(jì)為從傳感器或其他設(shè)備接收輸入，并對(duì)輸入進(jìn)行相應(yīng)的操作。例如，預(yù)防性維護(hù)采用聲學(xué)、振動(dòng)、溫度或壓力傳感器讀數(shù)，并對(duì)其進(jìn)行分析，以識(shí)別表明機(jī)器存在輕微故障的異常情況。

機(jī)器可以立即離線，或者在需要時(shí)離線，以便在發(fā)生災(zāi)難性故障之前進(jìn)行維護(hù)。反應(yīng)時(shí)間必須很快，但數(shù)據(jù)量很低。然而，人工智能正在給這些邊緣系統(tǒng)帶來壓力。

人工智能對(duì)邊緣處理負(fù)載的影響

人工智能給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)帶來了不同的負(fù)載。人工智能工作負(fù)載需要更快的處理器、更多的內(nèi)存和強(qiáng)大的GPU。例如，AOI已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于PCB檢測(cè)，使用來自高速攝像機(jī)的視頻輸入來識(shí)別缺失的組件和質(zhì)量缺陷。事實(shí)上，類似的視覺檢測(cè)技術(shù)正被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)等不同行業(yè)，它可以用于識(shí)別產(chǎn)品中的缺陷和變色。

在視頻輸入上執(zhí)行復(fù)雜的算法需要耗電的GPU卡的并行處理能力，更多的內(nèi)存用于高效和準(zhǔn)確的AI推理，更多的存儲(chǔ)空間用于額外的數(shù)據(jù)，但這些已經(jīng)存在于數(shù)據(jù)中心。

將數(shù)據(jù)中心的電力帶到了邊緣

從本質(zhì)上說，為了在邊緣處理人工智能任務(wù)，我們正在彌合邊緣和數(shù)據(jù)中心之間的差距。隱藏在溫控?cái)?shù)據(jù)中心的服務(wù)器擁有TB的內(nèi)存和大量的存儲(chǔ)空間，可以處理特定的高容量負(fù)載并保持系統(tǒng)快速工作。

但當(dāng)涉及到在遠(yuǎn)離數(shù)據(jù)中心的地方進(jìn)行推斷時(shí)，情況就不同了。邊緣電腦不喜歡這種田園詩般的環(huán)境，必須能夠承受惡劣的環(huán)境。邊緣需要硬件，爭取最大的性能，同時(shí)考慮到不理想的條件。

邊緣硬件

在工業(yè)邊緣添加人工智能需要適合這項(xiàng)任務(wù)的硬件。必須有一臺(tái)能夠處理極端溫度、振動(dòng)和空間限制的工業(yè)計(jì)算機(jī)。特別是，視覺系統(tǒng)需要三樣?xùn)|西，這是迄今為止最多產(chǎn)的AI應(yīng)用，支持高效AI推理的內(nèi)存，輸入數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，以及支持添加攝像頭的PoE。

最新的DDR5可以在更小的空間中獲得更多的內(nèi)存。它在邊緣提供了更高的內(nèi)存容量，速度是DDR4的兩倍，容量是DDR4的四倍，在相同的占地面積下，它更有效地利用可用空間和資源。

邊緣應(yīng)用需要擴(kuò)展容量，因?yàn)閿?shù)據(jù)必須到達(dá)服務(wù)器或在邊緣停留一段時(shí)間，因此需要SSD作為臨時(shí)存儲(chǔ)。從SATA到NVMe的轉(zhuǎn)變?yōu)楦叩乃俣群托阅艽蜷_了大門，即將上市的NVMePCIeG4X4SSD是Cervoz產(chǎn)品線中的最新SSD，為這些應(yīng)用提供工業(yè)性能。

視覺系統(tǒng)需要攝像機(jī)。PoE+是將高速攝像頭添加到系統(tǒng)中最簡單、最有效的方式，通過一根電纜提供電力和數(shù)據(jù)傳輸。Cervoz的PoE以太網(wǎng)模塊化PCIe擴(kuò)展卡通過一個(gè)小型電源插件增加了這一功能。

為處于邊緣的人工智能搶占先機(jī)

對(duì)于希望獲得優(yōu)勢(shì)的企業(yè)來說，工業(yè)計(jì)算機(jī)加上工業(yè)級(jí)存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)的組合提供了抵御惡劣邊緣環(huán)境的可靠性，以及在網(wǎng)絡(luò)邊緣實(shí)現(xiàn)下一代人工智能技術(shù)所需的能力。

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