Điện toán thông minh và linh hoạt sẽ thúc đẩy những đổi mới trong tương lai

Hãy tưởng tượng một khuôn khổ trong đó các thiết bị có thể chia sẻ tài nguyên và dịch vụ điện toán một cách liền mạch với các thiết bị khác và tận dụng khả năng mạng có thể lập trình để phân tích dữ liệu một cách tối ưu và mang lại kết quả kinh doanh. IoT, phương tiện truyền thông xã hội và triển khai biên mới được kích hoạt bởi 5G và AI/ML (Trí tuệ nhân tạo / Học máy) đang thúc đẩy các ứng dụng đám mây chuyển sang biên phân tán. Các mô hình sử dụng trong tương lai sẽ yêu cầu các kiến ​​trúc mới cho phép môi trường xử lý dữ liệu có tính cộng tác cao với khả năng chia sẻ tài nguyên điện toán thông minh và linh hoạt cũng như tính di động của các ứng dụng trên các thiết bị. Chúng tôi tin rằng các kiến ​​trúc mới và sự đổi mới nhanh chóng của ngành là cần thiết để cho phép cộng tác liền mạch và chia sẻ dữ liệu ở vùng biên.

Các trường hợp sử dụng cạnh hiện tại và đổi mới công nghệ

Các trường hợp sử dụng biên hiện tại đang chuyển quá trình xử lý dữ liệu đến gần các thiết bị đầu cuối hơn. Ví dụ: phân phối nội dung di chuyển dữ liệu từ đám mây sang cạnh và tận dụng mạng phân phối nội dung (CDN) để lưu nội dung vào bộ nhớ đệm gần hơn với người dùng cuối. Các trường hợp sử dụng IoT và phương tiện truyền thông xã hội dẫn đến việc tiêu thụ và tạo dữ liệu ở rìa. Dữ liệu này được phân tích ở thiết bị đầu cuối hoặc đám mây biên để mang lại kết quả phù hợp. Edge-cloud có thể là tại chỗ, cơ sở đồng vị trí hoặc được cung cấp “dưới dạng dịch vụ” bởi nhà cung cấp dịch vụ. Các trường hợp sử dụng và kịch bản triển khai khác nhau giữa các ngành dọc bao gồm tự động hóa gia đình, ADAS, nhà máy thông minh, bán lẻ, dầu khí, nông nghiệp và doanh nghiệp.

Sự tăng trưởng về số lượng thiết bị IoT, chi phí vận chuyển dữ liệu và các trường hợp sử dụng quan trọng của nhiệm vụ đã thúc đẩy sự thay đổi này để chuyển quá trình xử lý dữ liệu từ đám mây sang biên. Các công nghệ cho phép được tóm tắt dưới đây.

• Thiết bị khách hiệu suất cao : Thiết bị khách có lõi CPU và khả năng tăng tốc phần cứng để xử lý dữ liệu cục bộ và thực thi các mô hình suy luận ML. Cảm biến nhúng mới và sự kết hợp cảm biến đang thúc đẩy cải tiến liên tục về khả năng nhận biết thông tin, vị trí và bối cảnh. Điều này kết hợp với AI/ML đang tạo ra các ứng dụng nhanh và sẵn sàng cho ứng dụng khách/cạnh.
• Network Edge-Cloud : Các ứng dụng đám mây và xử lý dữ liệu đang chuyển sang các đám mây biên và mạng biên để xử lý dữ liệu gần thiết bị cuối hơn với độ trễ thấp hơn. Những cải tiến về hiệu suất điện toán/watt cho phép tăng khả năng xử lý. Các mặt phẳng điều khiển quản lý dữ liệu có vai trò quan trọng trong việc quyết định nơi xử lý dữ liệu được tối ưu hóa.
• AI/ML và Máy gia tốc : Các khung AI/ML và máy gia tốc phần cứng tiêu thụ ít năng lượng đang nổi lên để cho phép suy luận ở vùng biên, trong khi các hoạt động đào tạo chuyên sâu tính toán được thực hiện trên đám mây tập trung. Các máy gia tốc này được nhúng trong các thiết bị đầu cuối thông minh và nền tảng biên mạng. Mô hình ML được đào tạo được phân phối ở rìa để cho phép suy luận gần với điểm tạo dữ liệu.
• Mạng di động 5G : Mạng 5G mới nổi cho phép đường ống mạng không dây tốc độ cao và độ trễ thấp hơn cho các khối lượng công việc đa dạng, tận dụng phổ tần hiện có và mới. Ảo hóa RAN (vRAN) cho phép quá trình xử lý vô tuyến chuyển từ thiết bị tùy chỉnh tại tháp di động sang máy chủ x86 tiêu chuẩn với bộ tăng tốc phần cứng để xử lý RAN tổng hợp. Nó cho phép mở rộng quy mô hiệu suất cho số lượng lớn vi ô, tính di động liền mạch và hàng tỷ thiết bị đầu cuối.
• Cắt mạng : Sự tăng trưởng về số lượng ứng dụng biên và phân phối xử lý giữa đám mây và biên đang thúc đẩy cấp độ đổi mới tiếp theo trong khả năng cắt mạng. Điều này cho phép kết nối với SLA được đảm bảo giữa thiết bị đầu cuối và ứng dụng phụ trợ. Ứng dụng có thể đang chạy ở biên mạng Telco hoặc trên đám mây.
• Mạng có thể lập trình : Các mạng có thể lập trình đang nổi lên để cho phép người dùng di chuyển liền mạch và cấu hình lại các lát mạng. Chúng cũng cho phép di chuyển ứng dụng một cách liền mạch từ đám mây sang biên, cùng với các dịch vụ mạng và bảo mật liên quan.
• SD-WAN : WAN được xác định bằng phần mềm đã xuất hiện để cho phép kết nối từ biên tới đám mây với nhiều tùy chọn chất lượng dịch vụ. Dữ liệu được phân phối trên các kết nối WAN này để mang lại hiệu suất ứng dụng tối ưu.
• Wi-Fi và hội tụ di động : Các yêu cầu xung quanh tính di động liền mạch của người dùng cuối đang thúc đẩy sự đổi mới về Wi-Fi và hội tụ di động với Wi-Fi thế hệ tiếp theo và Private-LTE / CBRS (Phổ vô tuyến băng thông rộng công dân). Các thiết bị Dell Edge mới có cảm biến nhúng và chuyển đổi ăng-ten/radio thông minh là những yếu tố chính để mang lại trải nghiệm liền mạch này dựa trên các ứng dụng khối lượng công việc và mô hình sử dụng.

Dell Technologies đang đổi mới trong từng lĩnh vực trên và cộng tác với Telcos, Nhà cung cấp dịch vụ và nhà cung cấp Đám mây để cung cấp các khả năng quan trọng cho người dùng cuối. Cơ sở hạ tầng trung tâm dữ liệu và biên được thiết kế để mở rộng quy mô với các thiết bị khách thông minh, máy chủ PowerEdge hiệu suất cao, Cơ sở hạ tầng siêu hội tụ (HCI) và Nền tảng GPU dày đặc.

Dell Technologies gần đây đã công bố những đổi mới làm nổi bật những khả năng này:

• Máy chủ PowerEdge XE2420 cung cấp khả năng tính toán dày đặc và bảo mật mạnh mẽ cho các triển khai biên.
• Trung tâm dữ liệu mô-đun Micro 415 đưa trung tâm dữ liệu đến các môi trường khắc nghiệt và sâu rộng.
• Phần mềm Dell EMC iDRAC9 mang đến khả năng truy cập từ xa để có trải nghiệm quản lý máy chủ thống nhất, an toàn hơn từ biên đến lõi đến đám mây.
• Nền tảng dữ liệu truyền trực tuyến Dell EMC lưu trữ và phân tích dữ liệu cạnh.
• Khả năng cắt mạng cho phép phần mềm trên thiết bị khách định cấu hình các lát mạng từ ứng dụng người dùng đến biên mạng hoặc đám mây để đảm bảo hiệu suất.

Các mô hình sử dụng cạnh trong tương lai và các thay đổi về kiến ​​trúc:

Với sự tăng trưởng mạnh mẽ về dữ liệu cũng như thiết bị biên, cơ sở hạ tầng biên hiện tại không mở rộng tốt cho các môi trường cộng tác khắc nghiệt trong tương lai. Các mô hình sử dụng thế hệ tiếp theo xoay quanh việc chia sẻ nội dung theo thời gian thực, chơi trò chơi, AR/VR, xe tự hành, máy bay không người lái và người máy đang thúc đẩy môi trường cộng tác cao nơi thông tin sẽ được lưu trữ, phân phối và phân tích trên các thiết bị đầu cuối và biên mạng. Ví dụ: người dùng đang xem một trò chơi hoặc buổi hòa nhạc trong sân vận động muốn chia sẻ nội dung được ghi cục bộ trong thời gian thực với những người dùng khác. Người tiêu dùng phân tán muốn cộng tác bằng cách sử dụng trò chơi trực tuyến kết hợp với khả năng thực tế ảo (VR). Điều này sẽ thúc đẩy giao tiếp ngang hàng và khả năng AR/VR nhúng trong các thiết bị khách. Xe tự hành,

Các số liệu bên dưới cho thấy sự phát triển này từ kiến ​​trúc Edge-to-Cloud ngày nay sang Kiến trúc điện toán đàn hồi và thông minh trong tương lai.

Hỗ trợ công nghệ hiện tại:

• Tăng tốc phần cứng
• 4G → 5G, mạng có thể lập trình
• SD-WAN
• WI-FI và hội tụ di động (5G, CBRS)

Hỗ trợ công nghệ trong tương lai:

• Tính toán đàn hồi hỗ trợ AI
• Thiết bị có hệ thống trên mô-đun chip, micro-AI
• Cắt mạng nhiều bên thuê
• Kết cấu dữ liệu và tính toán phi tập trung/đáng tin cậy
• Trọng tài thông minh trên các thiết bị ngang hàng

Kiến trúc trong tương lai sẽ được xây dựng dựa trên khả năng của các thiết bị khách hiệu suất cao hiện tại, AI/ML và biên mạng, nhưng cũng sẽ yêu cầu một loạt cải tiến mới để cung cấp các thiết bị có độ thông minh cao, môi trường tính toán đàn hồi và cơ sở hạ tầng lưu trữ phi tập trung thích ứng với nhu cầu của khối lượng công việc thế hệ tiếp theo. Có nhiều nỗ lực khác nhau trong ngành đang được tiến hành để thúc đẩy những đổi mới này và Dell Technologies đang phát triển các giải pháp cho Điện toán đàn hồi dựa trên trí tuệ nhân tạo.

• Thiết bị khách thông minh : Các mô-đun “hệ thống trên chip” tích hợp cao đang nổi lên sẽ đóng vai trò là các khối xây dựng trong thiết bị khách và thiết bị biên bao gồm thiết bị đeo, giám sát video, hệ thống công nghiệp và ô tô. Các ASIC này hỗ trợ các thiết bị có độ thông minh cao với khả năng tính toán, bộ nhớ, lưu trữ và AI/ML phù hợp. Mô-đun hệ thống trên chipđang tích hợp micro-AI và micro-Accelerators với các khung phần mềm để cho phép dễ dàng phát triển ứng dụng AI. Những cải tiến về điện, silicon và khung phần mềm này sẽ tạo ra một môi trường nơi các khả năng của thiết bị sẽ được coi là ảo. Hãy nghĩ về một “mô hình đàn hồi” trong đó các thiết bị và mạng cộng tác để mang lại trải nghiệm theo yêu cầu của người dùng cuối và mô hình này tận dụng các khả năng tập thể trên các thiết bị ngang hàng và biên mạng.
• Kết cấu dữ liệu phi tập trung : Kiến trúc lưu trữ sẽ trở nên phi tập trung cho phép người dùng cuối và các đám mây biên đóng góp dung lượng lưu trữ. Dữ liệu sẽ được phân phối trên các địa điểm dựa trên nhận thức về địa lý, hiệu suất, bảo mật và các chính sách quy định (ví dụ: GDPR).
• Nhiều bên thuê và Điện toán đáng tin cậy : Các khung điện toán đáng tin cậy đang nổi lên để cho phép bố trí tối ưu việc thực thi ứng dụng và dữ liệu liên quan. Các nhà cung cấp bộ xử lý đang nhúng các tính năng bảo mật (ví dụ: Intel SGX, AMD SEV, ARM TrustZones) để tạo môi trường thực thi đáng tin cậy cho các ứng dụng trong môi trường nhiều bên thuê.
• Cấu trúc bộ nhớ và phân tách trung tâm dữ liệu : Cơ sở hạ tầng doanh nghiệp đang phát triển thành một kiến ​​trúc có thể kết hợp được phân tách trong đó CPU, bộ nhớ, IO, bộ tăng tốc được phân tách bằng cách sử dụng cấu trúc dựa trên bộ nhớ. Điều này cho phép một cơ sở hạ tầng được xác định bằng phần mềm trong đó các nút điện toán được cấu tạo linh hoạt để thích ứng với nhu cầu khối lượng công việc. Một số đổi mới công nghệ trong lĩnh vực này là GenZ và CXL cho cấu trúc bộ nhớ trong tương lai, bộ nhớ liên tục (PMEM) để lưu trữ tốc độ cao và bộ nhớ băng thông cao (HBM) cho bộ nhớ nhúng trong tương lai.
• vRAN và Khả năng lập trình mạng động : vRAN (RAN ảo) và các mạng có thể lập trình sẽ phát triển để cho phép SLA được đảm bảo trên các kết nối ngang hàng giữa các thiết bị và ứng dụng.
• Tối ưu hóa tài nguyên theo hướng AI/ML : Phép đo từ xa phát trực tuyến từ cơ sở hạ tầng doanh nghiệp và máy khách sẽ tận dụng các phân tích phân tán để cấu hình lại cơ sở hạ tầng và ứng dụng theo thời gian thực.

Những đổi mới công nghệ này sẽ tạo ra môi trường điện toán đàn hồi dạng lưới . Cơ hội là sử dụng thông minh các tài nguyên phân tán, vận chuyển mạng và kết nối di động để kích hoạt môi trường hợp tác, trong đó các khả năng và ứng dụng của thiết bị được coi là thực thể ảo và kiến ​​trúc ngang hàng cho phép cấu thành dịch vụ linh hoạt. AI/ML sẽ đóng vai trò là bộ não tập trung để điều phối các ứng dụng trên các tài nguyên được bảo mật và phân tán. Các công ty dẫn đầu sự đổi mới này sẽ thành công trong thế hệ tiếp theo của lợi thế đàn hồi và phi tập trung do AI điều khiển. Dell Technologies đang thúc đẩy những đổi mới này thông qua các dịch vụ giải pháp, nỗ lực tiêu chuẩn hóa ngành và hợp tác với các đối tác để đổi mới và tích hợp công nghệ trong các nền tảng của Dell.