AI賦能邊緣計算，讓智能無處不在

隨著5G、物聯(lián)網(wǎng)的加速普及，邊緣計算正在走進(jìn)各行各業(yè)。如果你有機(jī)會進(jìn)入上海自貿(mào)試驗區(qū)臨港新片區(qū)的特斯拉上海超級工廠，來到Model 3生產(chǎn)線，你會看到整條生產(chǎn)線的各個掃描點部署了47個機(jī)器人，用于測量車輛上的1900個測試點，并在邊緣側(cè)完成數(shù)據(jù)的收集和訓(xùn)練，實現(xiàn)動態(tài)優(yōu)化生產(chǎn)線，從而減少了70%的設(shè)備故障。

在特斯拉上海超級工廠，邊緣計算被AI（人工智能）賦能，在生產(chǎn)環(huán)節(jié)大顯身手。實際上，兩者的融合也是大勢所趨。去年，國際數(shù)據(jù)公司（IDC）曾經(jīng)發(fā)布了《中國半年度邊緣計算服務(wù)器市場（2021年上半年）跟蹤報告》，總結(jié)了邊緣計算的十大場景，包括智能質(zhì)量檢測、道路管理、設(shè)備監(jiān)控、線路檢查、預(yù)防性維護(hù)、安全生產(chǎn)預(yù)警、勞動力管理、消費者行為分析、倉庫/物流管理，其中大部分場景都與視頻和AI密切相關(guān)。

IDC中國企業(yè)級基礎(chǔ)架構(gòu)研究經(jīng)理李木認(rèn)為，目前，大量的邊緣側(cè)長尾需求尚未得到滿足，隨著5G和AI/ML技術(shù)快速發(fā)展，更多的技術(shù)創(chuàng)新和模式創(chuàng)新將圍繞邊緣場景進(jìn)行迭代優(yōu)化，邊緣計算也將成為驅(qū)動全球企業(yè)級基礎(chǔ)架構(gòu)市場增長的重要力量。

有了AI的賦能，邊緣計算甚至?xí)玫侥愀鞠胂蟛坏降念I(lǐng)域，比如競技體育。不信，讓我們看一下在東京奧運會上獲得兩金兩銀兩銅佳績的國家賽艇、皮劃艇隊，它們又是怎么把“AI+邊緣計算”用起來的。

助力科學(xué)訓(xùn)練

早在2019年11月，中國賽艇協(xié)會、中國皮劃艇協(xié)會就與戴爾公司簽署了水上實驗室的技術(shù)戰(zhàn)略合作，讓訓(xùn)練融入了更多的科技和數(shù)據(jù)元素。

要知道，賽艇和皮劃艇是體能需求最大的運動之一，從起點到2000米賽道的終點，運動員需要劃槳200次以上。而為了保持充沛的體能，運動員則需要進(jìn)行每周14-18次、17-23小時的艱苦訓(xùn)練。為了追求劃槳的最高效率，運動員平時訓(xùn)練的關(guān)鍵是技術(shù)動作的穩(wěn)定性和耐力。為此，運動員除了進(jìn)行水上訓(xùn)練之外，同樣還需要通過劃船機(jī)做大量的室內(nèi)訓(xùn)練。

在戴爾的幫助下，國家賽艇、皮劃艇隊專門引入了生物力學(xué)測試系統(tǒng)，通過視頻實時捕捉國家隊運動員的訓(xùn)練動作，并作出實時分析和判斷，糾正運動訓(xùn)練中動作角度、力度，以及穩(wěn)定性的偏差，幫助運動員提高訓(xùn)練競技水平。運動員使用劃船機(jī)進(jìn)行模擬訓(xùn)練，屏幕內(nèi)會實時同步展現(xiàn)出包括劃槳速率、呼吸頻次、肌肉力度、運動姿態(tài)等多個數(shù)值，運動員可以根據(jù)屏幕內(nèi)的信息實時調(diào)整訓(xùn)練狀態(tài)、劃槳速率與頻次等等。這使得每一位運動員的訓(xùn)練數(shù)據(jù)報告分析更精確，訓(xùn)練計劃更科學(xué)。

在訓(xùn)練過程中，AI起到了至關(guān)重要的作用——這套生物力學(xué)測試系統(tǒng)，既用到了姿態(tài)檢測的深度學(xué)習(xí)模型，還為每位運動員建立了個性化的劃船生物力學(xué)模型，還能夠進(jìn)行實時的生物力學(xué)分析。

不過，系統(tǒng)在日常運行中，也遇到了前所未有的挑戰(zhàn)。為了最大程度地適應(yīng)不同場地，也為了與更多強(qiáng)隊進(jìn)行交流，國家賽艇隊、皮劃艇隊的運動員們需要前往位于不同國家和地區(qū)的訓(xùn)練基地，在那里進(jìn)行數(shù)周或數(shù)月的劃船訓(xùn)練。與此同時，他們還需要在不同的酒店或者場館開展室內(nèi)訓(xùn)練。很多時候，場地都是臨時的，他們把劃船機(jī)擺成一排或一圈，然后訓(xùn)練幾個小時，結(jié)束之后場地就被清理。

如果采用基于云端的AI系統(tǒng)，勢必會遇到三大問題：

首先，很多訓(xùn)練基地的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施都不太理想，既沒有高速和穩(wěn)定的Wi-Fi，也沒有好用的4G/5G網(wǎng)絡(luò)，老冀相信很多去過歐美度假勝地的朋友都會深有體會。

其次，每位運動員一小時的訓(xùn)練視頻數(shù)據(jù)量就多達(dá)20GB，如果需要將所有的訓(xùn)練數(shù)據(jù)都傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心再進(jìn)行分析，可能要到第二天才能出結(jié)果，也就無法對訓(xùn)練結(jié)果進(jìn)行實時反饋了。

最后，由于大部分室內(nèi)訓(xùn)練場地都是臨時的，如果需要花很多時間去部署AI系統(tǒng)，不僅不現(xiàn)實，也會影響運動員的訓(xùn)練計劃。

為了解決以上三大問題，戴爾專門為國家賽艇隊、皮劃艇隊打造了一整套邊緣AI智能創(chuàng)新解決方案，無論國家賽艇隊、皮劃艇隊在什么地方訓(xùn)練，都能夠?qū)\動員的訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行實時的分析，并借助AI形成有針對性的訓(xùn)練計劃，從而大大提升了訓(xùn)練的效果。

據(jù)了解，在引入AI系統(tǒng)之前的2019年，運動員的艇上做功為310瓦，而到了一年之后，已經(jīng)提高到了370瓦。此前，女隊的500米配速只有一名運動員能夠達(dá)到國際標(biāo)準(zhǔn)，此后則有14人達(dá)標(biāo)。

正是借助科學(xué)訓(xùn)練，國家賽艇隊、皮劃艇隊在東京奧運會上取得了前所未有的好成績。接下來，他們還與戴爾在訓(xùn)練計劃負(fù)荷、傷病康復(fù)、可穿戴設(shè)備訓(xùn)練反饋、青少年體質(zhì)提升四大領(lǐng)域展開更加深入的合作，為在巴黎奧運會上再創(chuàng)佳績而努力。

打造強(qiáng)大算力

看了國家賽艇隊、皮劃艇隊的案例，你是不是對AI賦能邊緣計算有了更深的印象？正如IDC報告中所言，這樣的應(yīng)用場景還有很多很多。

據(jù)老冀了解，國內(nèi)的不少“智慧港口”都裝備了戴爾參與打造的智能化龍門吊系統(tǒng)，運用AI技術(shù)，通過多路視頻，結(jié)合PLC狀態(tài)信息，融合了防打保齡、防吊起、大車自動糾偏、大車防撞、集卡智能定位、集裝箱信息識別、箱底扭鎖識別、作區(qū)域安全管理八項功能。通過一個大腦、一套傳感，實現(xiàn)了龍門吊的智能化。

有了AI賦能的邊緣計算，工廠就能夠?qū)Ａ康纳a(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提前發(fā)出預(yù)警信息；超市則能夠?qū)οM者的購物行為進(jìn)行分析，優(yōu)化貨架上商品的擺放位置；交通管理部門還能夠?qū)Φ缆吠ㄐ袪顩r進(jìn)行實時預(yù)測，避免擁堵……

那么，如何才能實現(xiàn)AI對邊緣計算的賦能？戴爾的邊緣AI智能創(chuàng)新解決方案能夠做到，它通過Edge in a box的方式，實現(xiàn)從電力到制冷到算力的一體化交付。

老冀總結(jié)，這套解決方案具備三大特點：

第一，通過標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計來簡化采購和部署流程，預(yù)先設(shè)計的模塊化智能解決方案減少了“系統(tǒng)啟動”的成本和時間。

第二，將電力和制冷及管理的綜合能力與行業(yè)最好的服務(wù)相結(jié)合，為客戶提供高性能、高可用性和高效的能源。

第三，通過IT與數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)架構(gòu)融合，幫助客戶滿足向其業(yè)務(wù)和客戶快速提供服務(wù)的需求。

老冀注意到，戴爾能夠為客戶提供從邊緣應(yīng)用、數(shù)據(jù)收集、邊緣計算與分析、實時分析、數(shù)據(jù)維護(hù)到人工智能深度學(xué)習(xí)的端到端解決方案，打造最完整的跨邊緣、核心和云的解決方案組合，并支持開放生態(tài)系統(tǒng)中的各種邊緣工作負(fù)載。

如此完善的邊緣AI智能創(chuàng)新解決方案，自然離不開強(qiáng)大算力的鼎力支持。老冀注意到，戴爾發(fā)布的Dell PowerEdge 最新一代服務(wù)器能夠?qū)崿F(xiàn)更強(qiáng)的邊緣計算性能。其中部分性能的提升，與NVIDIA的合作密切相關(guān)，主要包括：

一、為各種服務(wù)器優(yōu)化性能。NVIDIA A2 GPU 提供產(chǎn)品組合中最小的占用空間，針對空間和散熱要求受限的入門級服務(wù)器中的推理工作負(fù)載和部署進(jìn)行了優(yōu)化，例如 5G 邊緣和工業(yè)環(huán)境。

二、統(tǒng)一計算和網(wǎng)絡(luò)加速。在 NVIDIA 融合加速器中，NVIDIA Ampere 架構(gòu)和 NVIDIA BlueField-2 數(shù)據(jù)處理器 (DPU) 協(xié)力為邊緣計算、電信和網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域的 AI 工作負(fù)載帶來非凡的性能、更高的安全性和更穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)。

三、密度優(yōu)化的設(shè)計。NVIDIA A16 GPU 采用四 GPU 主板設(shè)計，專為用戶密度優(yōu)化，并結(jié)合了 NVIDIA 虛擬 PC (vPC) 軟件，讓用戶無論身在何處都可以使用繪圖運算豐富的虛擬 PC。

四、安全部署。安全部署對企業(yè)業(yè)務(wù)運營至關(guān)重要。NVIDIA Ampere 架構(gòu)通過可信代碼身份驗證和強(qiáng)化的回滾機(jī)制來防御惡意軟件攻擊，從而支持安全啟動，并防止操作損失和確保工作負(fù)載加速。

老冀還注意到，目前NVIDIA認(rèn)證的企業(yè)級邊緣服務(wù)器一共有51款，其中僅戴爾一家就占據(jù)了31款，高居榜首。

而且，在Dell PowerEdge 最新一代服務(wù)器中，有兩款產(chǎn)品XR11/XR12非常適合“AI+邊緣計算”領(lǐng)域，因為它們具備四大特點：

1.性能：均配備了一個第3代英特爾?至強(qiáng)?可擴(kuò)展處理器，每個處理器最高36核， 多GPU支持；

2.設(shè)計：專為邊緣端設(shè)計，只有400mm或16英寸深，帶有前置I/O與電源的反向安裝，為適應(yīng)反向氣流而設(shè)計；

3.耐用：經(jīng)過認(rèn)證、堅固耐用，適用于電信和軍事應(yīng)用，可在-5℃至55℃的極端溫度范圍內(nèi)運行；

4.管理：輕松實現(xiàn)遠(yuǎn)程管理，100%兼容OpenManage，支持分析新的遙測數(shù)據(jù)流所需的最新要求。

從以上產(chǎn)品和應(yīng)用老冀發(fā)現(xiàn)：一方面在很多即時反應(yīng)、離線分析、持續(xù)移動、惡劣環(huán)境的場景中，企業(yè)需要用到邊緣計算，才能保持業(yè)務(wù)的連續(xù)和穩(wěn)定；另一方面，企業(yè)同樣需要用到AI，以便進(jìn)一步提升業(yè)務(wù)的效率和靈活性；而當(dāng)企業(yè)用AI賦能邊緣計算之后，就能夠做到兩全其美，從而創(chuàng)造更高的價值。

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