Короткий огляд архітектури периферійних обчислень

По всьому світу численні невеликі серверні комплекси з'єднані між собою за допомогою волоконно-оптичних кабелів, що забезпечує швидкий обмін даними. Це означає, що такі невеликі серверні системи є такими ж функціональними, як і величезні центри обробки даних, і можуть надавати клієнтам необхідну цінність, пропонуючи при цьому високу якість та виняткову швидкість.

У цій статті ми коротко розглянемо всі важливі аспекти периферійних обчислень, деякі механізми їх функціонування, основні переваги та сфери застосування.

Визначення периферійних обчислень: сучасна технологічна парадигма

Периферійні обчислення — це технологія, що базується на зберіганні інформації користувачів якомога ближче до них. Це може бути на периферії або на краю мережі. Близькість даних до користувача дає чимало переваг.

Перш за все, це дозволяє значно зменшити затримку. Крім того, швидкість роботи значно підвищується, а загалом користувачі отримують кращу продуктивність та зручність користування.

Розуміння механізму роботи периферійних обчислень

Традиційні центри обробки даних змушені якось справлятися з інтенсивним щоденним переказом величезних обсягів інформації, і через зростання обсягів даних це завдання стає дедалі складнішим.  

У технології периферійних обчислень основна увага приділяється не логічній периферії інфраструктури. Близькість до користувача означає, що дані знаходяться ближче з точки зору маршрутизації та мережі, але не завжди фізично ближче до користувача. Сервери та системи зберігання даних у системі налаштовуються залежно від місця розташування даних.

7 головних переваг периферійних обчислень

Периферійні обчислення — це чудовий варіант, здатний вирішувати різноманітні проблеми, що виникають при традиційному підході. Тут давайте розглянемо 7 головних переваг цієї технології.

Підвищена автономність у роботі

Головною перевагою периферійних обчислень є автономність у роботі, якої можна досягти. Більшість даних можна легко обробляти в локальній мережі, що значно зменшує обсяг даних, які потрібно отримувати та надсилати. Отже, вам знадобиться менше часу на підключення, і буде використано менше пропускної здатності.

Відповідність місцевим законодавчим вимогам щодо даних

Оскільки вся інформація зберігається на локальних серверах, розташованих ближче до джерела, має бути менше проблем, пов’язаних із національним законодавством, деякими прикордонними правилами та іншими нормативними актами. Це безпосередньо мінімізує можливі проблеми з конфіденційністю та безпекою даних.

Посилена безпека даних на периферії

Дані шифруються під час передачі до центру обробки даних або хмари. Крім того, використання цієї технології також дозволяє значно посилити захист від різних хакерських атак та кіберзлочинів. Навіть за умови певних обмежень у деяких аспектах безпеки пристроїв Інтернету речей (IoT) можна досягти високого рівня захисту.

Надзвичайно низька затримка для обробки в режимі реального часу

Оскільки дані знаходяться ближче до фактичного місця їх використання, обробка в режимі реального часу відбувається набагато швидше. Крім того, ви можете отримати доступ до аналітики в режимі реального часу набагато швидше. Це означає, що ви можете орієнтуватися на нові локації та регіони, не побоюючись високої затримки та відсутності результатів.

Оптимізоване обслуговування системи

Мікроцентри обробки даних є надзвичайно компактними. Тому проблем із транспортуванням не виникатиме. Також такі системи забезпечують високий рівень модульності та доступності для клієнтів.

Менше енергоспоживання на охолодження

Великі центри обробки даних потребують дорогих систем охолодження; інакше вони не працюватимуть належним чином. У випадку з меншими або навіть крихітними центрами немає потреби у величезних і надзвичайно дорогих технологіях охолодження, що вимагають значного споживання енергії.

Екологічно відповідальні обчислення

Оскільки крихітні центри обробки даних потребують менше енергії для свого функціонування, периферійні обчислення можуть стати новою ерою екологічно відповідальних обчислень.

Реальні застосування та приклади використання периферійних обчислень

Сьогодні безліч нових технологій швидко набувають популярності в багатьох сферах життя, і периферійні обчислення не є винятком. Тут ми детальніше розповімо про реальні приклади застосування периферійних обчислень у різних галузях:

Охорона здоров’я: моніторинг пацієнтів у реальному часі

Периферійні обчислення вже використовуються в галузі охорони здоров’я. Існує безліч медичних пристроїв, які обробляють величезні обсяги інформації, і цей процес повинен бути ефективним та швидким. Завдяки використанню цієї технології багато фахівців у галузі охорони здоров’я можуть пропонувати швидше лікування та діагностику.

Крім того, лікарням більше не доведеться використовувати сторонні системи зберігання даних. Коли дані обробляються локально, ризики щодо конфіденційності та безпеки даних є меншими. Також можна суттєво вдосконалити систему сповіщення пацієнтів.  

Інтелектуальна домашня автоматизація

Інтелектуальну домашню автоматизацію можна значно вдосконалити за допомогою периферійних обчислень. Ця технологія є ефективнішою, ніж традиційний підхід, за якого система значною мірою залежить від головного центру зберігання даних. Завдяки використанню периферійних обчислень можна мінімізувати затримки, підвищити рівень безпеки та навіть скоротити деякі витрати. Як результат, користувачі отримують безперебійний та більш ефективний досвід використання інтелектуальної домашньої автоматизації.

Міська інфраструктура в «розумних» містах

Обчислення на периферії також є чудовим варіантом, який може бути надзвичайно корисним для міської інфраструктури. Коли пристрої периферійних обчислень розташовані по всьому місту, багато процесів моніторингу стають набагато простішими, зокрема ті, що стосуються якості повітря, дорожнього руху та конкретних екологічних факторів. Така технологія може сприяти швидкому реагуванню на певні ситуації в режимі реального часу.  

Оптимізовані системи управління дорожнім рухом

Інтенсивність дорожнього руху поступово зростає, і існує величезна потреба у розумній системі управління. Периферійні обчислення можуть стати чудовим вибором для оптимізації транспортних потоків. Крім того, цей підхід може бути надзвичайно корисним для управління автономними транспортними засобами.

Виробництво: інтелектуальна автоматизація заводів

Периферійні обчислення можуть стати хорошим вибором для вдосконалення таких операцій.

Підвищення швидкості передачі даних у промислових мережах

Периферійні обчислення можуть бути надзвичайно корисними для підвищення швидкості передачі даних між різними типами обладнання. Завдяки цій технології можна отримати більш гнучку та швидку реакцію. Завдяки периферійним обчисленням можна створити більш гнучку та масштабовану платформу для плавнішої інтеграції алгоритмів машинного навчання та виконання прогнозного аналізу.

Забезпечення прогнозного технічного обслуговування та оперативного налаштування

Прогнозне технічне обслуговування є фундаментальним елементом у виробничій галузі. Периферійні обчислення, що забезпечують моніторинг та виявлення всіх важливих операцій, є корисним інструментом для негайного аналізу. Після виявлення будь-якої аномалії можна впровадити прогнозне технічне обслуговування, щоб уникнути інших можливих ризиків. Це безпосередньо сприяє зниженню витрат на технічне обслуговування, може подовжити термін експлуатації обладнання та підвищити ефективність його роботи.  

Навігація автономних транспортних засобів

Навігація автономних транспортних засобів може бути значно спрощена завдяки периферійним обчисленням. Системи можуть отримувати інформацію про дорожній рух у режимі реального часу. Для передачі інформації від датчика автомобіля до хмарного центру обробки даних потрібно приблизно 100 мс, а іноді цей час може бути навіть більшим. Затримки в передачі даних безпосередньо впливають на прийняття рішень та загалом підвищують безпеку руху.    

Ефективне управління великими натовпами

Периферійні обчислення можна ефективно використовувати під час великих заходів, таких як спортивні матчі та концерти. Контроль натовпу може стати простішим завдяки додаткам, які надсилають кожному відвідувачу повідомлення щодо маршрутів, придбання квитків, розташування місць та деяких деталей заходу. Крім того, організатори можуть отримувати корисний зворотний зв’язок і приймати більш обґрунтовані рішення щодо продажів та інших подібних заходів.

Оптимізація розподіленої енергетичної мережі

Розподілена енергетична мережа стає популярнішою за стандартну централізовану систему генерації. Завдяки периферійним обчисленням можна оптимізувати баланс мережі та управління розподіленою мережею. Перетворення енергії також можна змінити, зробивши більший акцент на захисті навколишнього середовища та зниженні витрат. Такий підхід гарантує надання послуг, орієнтованих на потреби користувачів.

Удосконалення ланцюгів постачання та логістики

Логістика також може отримати низку переваг завдяки використанню периферійних обчислень. Цю технологію можна впроваджувати у транспортних центрах, на складах та в логістичних центрах для відстеження вантажів, рівнів запасів та оптимізації маршрутів. Це безпосередньо впливає на рівень задоволеності клієнтів, мінімізує час доставки, а також знижує витрати.

Системи безпеки та відеоспостереження на основі периферійних обчислень

Системи безпеки та відеоспостереження також можна вдосконалити за допомогою периферійних обчислень. З пристроїв безпеки, камер та датчиків збирається великий обсяг конфіденційних даних. Саме тому у разі виявлення незвичайної активності або порушення безпеки такі пристрої можуть негайно сповіщати про такі ризики в режимі реального часу.

Архітектурні рівні периферійних обчислень

Як бачите, периферійні обчислення використовуються в багатьох сферах нашого повсякденного життя. Ця технологія є надзвичайно корисною для багатьох галузей, і тепер ви чітко розумієте, чому. Отже, давайте розглянемо фактичні архітектурні рівні, що лежать в основі цієї технології.

Стандартні периферійні обчислення можна розділити на 3 рівні: хмарний рівень, периферійний рівень та рівень пристроїв. Давайте детально розглянемо кожен із цих рівнів, щоб отримати більш повне уявлення.

Рівень хмарної інфраструктури

Хоча ця технологія спочатку була створена для мінімізації проблем із затримкою в хмарних обчисленнях, хмарні обчислення є надзвичайно важливими для цієї технології. Як правило, ці дві технології доповнюють одна одну. У деяких ситуаціях обробка інформації має відбуватися на хмарному рівні. У такому випадку периферійні сервери передають інформацію до хмари для більш глибокої обробки. Деяку критично важливу інформацію можна зберігати в хмарі.  

Проміжний рівень периферійних обчислень

Периферійний рівень зазвичай включає лише периферійні сервери, які широко розгорнуті в необхідних місцях. Цей рівень обробляє інформацію, яка знаходиться ближче до джерела, та вирішує типові проблеми із затримкою, пов’язані з хмарою. Ця частина вважається основою всієї архітектури. Інформація з пристрою обробляється на цьому рівні, а потім, за потреби, передається до хмарного рівня. Можуть існувати певні типи даних, які неможливо обробити на периферійному рівні. Саме тому хмара все ще відіграє важливу роль у цій архітектурі.  

Рівень підключених пристроїв

Цей рівень складається з найбільшої кількості пристроїв. Пристрої можуть бути найрізноманітнішими — від звичайних комп’ютерів і мобільних телефонів до таких великих об’єктів, як заводи. У цьому рівні пристрої фіксують і збирають інформацію. Наприклад, медичне обладнання в лікарні фіксує життєві показники пацієнтів. Звісно, більшу частину інформації зазвичай обробляють у хмарному та периферійному рівнях, але деякі завдання можна аналізувати й на рівні пристрою.&  

Джерело живлення та периферійне обладнання: критично важливий зв’язок

Споживання енергії залежить від кількості використовуваних функцій. Чим більше функцій, тим вищим буде споживання енергії. Що стосується попиту на електроенергію, ненадійні джерела живлення можуть зустрічатися будь-де, тому в деяких ситуаціях виникає необхідність у альтернативних джерелах живлення та системах накопичення енергії. Потужність блоку живлення повністю залежить від розміру обладнання. Саме тому для кращої ефективності конструкція блоку повинна бути простішою, щоб мінімізувати час відгуку.

Як блоки живлення впливають на ефективність периферійних пристроїв

Кожна галузь та сектор мають специфічні вимоги щодо сертифікації та стандартів, щоб гарантувати належний рівень захисту та безпеки. У звичайних центрах обробки даних умови середовища та функціонування є досить стабільними. Однак у будь-якому випадку електроенергія є ключовим фактором для належного функціонування технології. Існує безліч проблем, які можуть бути спричинені витоком електроенергії, високим навантаженням або нестабільністю електропостачання. Хмарне середовище може компенсувати деякі з цих проблем, але також слід звертати увагу на якість апаратного забезпечення. Для кращої продуктивності та мінімізації деяких ризиків безпеки обов’язково потрібні високоякісні блоки живлення.

Ключові фактори вибору рішень живлення для периферійних розгортань

Потреба в електроенергії є основним фактором, що впливає на функціонування периферійних обчислень. Розташування сервера не має значення, якщо в ньому немає процесора з високим енергоспоживанням. Іншими важливими факторами щодо джерела живлення є вхідні технічні характеристики, клас захисту IP, роз’єми живлення, робоча температура, вимоги до захисту від перенапруги та інші. Ці фактори мають вирішальне значення і безпосередньо впливають на ефективність функціонування.

Перетин периферійних обчислень, Інтернету речей (IoT) та технологій 5G

Усі нові технології можуть безпосередньо впливати на рівень продуктивності, доступності та функціональних можливостей. Завдяки технології 5G периферійні обчислення можуть розширити можливості. Це також може вплинути на гнучкість та мінімізувати витрати. Найімовірніше, що Інтернет речей (IoT) буде поступово розвиватися разом із периферійними обчисленнями.