邊緣運算系統的商機與挑戰

邊緣概念起源于物聯(lián)網(wǎng)(IoT)，最初的想法是讓數百億傳感器可透過(guò)閘道與云端進(jìn)行通訊，但后來(lái)卻發(fā)現，即使最快的通訊基礎設施在處理和儲存遠程串流視訊和其它資料類(lèi)型時(shí)，效率仍不夠高。而在新興的車(chē)聯(lián)網(wǎng)、自駕車(chē)等汽車(chē)應用上，更推動(dòng)市場(chǎng)對高效能芯片的需求，數據傳輸速度要求更高，因此，需要使用高運算能力的邊緣運算（Edge computing）系統進(jìn)行區域信息的處理，再將所得結果依需要回傳終端設備、或是上傳云端，才能同時(shí)得到最佳的通訊能力和應變速度。

邊緣運算可以提高信息反饋的速度與效率，提升自駕車(chē)等應用的安全性

根據Semiconductor Engineering報導，邊緣運算是充滿(mǎn)商機且待開(kāi)發(fā)的市場(chǎng)，系統比物聯(lián)網(wǎng)更加昂貴，不僅創(chuàng )投資金充裕，也有多種開(kāi)放式和專(zhuān)有指令集架構可供選擇，因此不論是系統供應商、芯片制造商或新創(chuàng )公司都想占有一席之地。

明導國際(Mentor)執行長(cháng)Wally Rhines將邊緣運算劃分為收集資料、邊緣閘道和服務(wù)器中心的邊緣系統。每個(gè)領(lǐng)域使用的芯片都不同，從FPGA到客制ASIC及各種封裝選項，每個(gè)區塊的安全性也不同。

由于未篩選資料的收集節點(diǎn)將達到數百萬(wàn)，芯片層級的安全功能也會(huì )越來(lái)越多。云端服務(wù)商會(huì )透過(guò)安全算法防止未經(jīng)處理的資料進(jìn)入云端核心，這就是大型系統供應商所稱(chēng)的邊緣運算。

邊緣包括汽車(chē)、機器人和醫療設備，Arteris IP副總裁Kurt Shuler表示，這些應用產(chǎn)生的安全威脅有兩種，一是傳統功能性安全使用案例，只要出一點(diǎn)錯就很?chē)乐?，另一種則是運行順暢，但神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )應用的決定卻是錯的。這使得邊緣運算變得更加復雜。

輔助或自動(dòng)駕駛需要特定的內部處理和外部通訊，在達到完全自駕之前，將有更多讓駕駛可以不必接管的附加服務(wù)。輔助駕駛是主要的邊緣應用之一，運算的分拆方式不只會(huì )影響處理和反應時(shí)間，還會(huì )影響安全。除非能對邊緣進(jìn)行明確的定義，否則很難了解安全的部署方式。

除了安全性，邊緣的可靠性和互通性對汽車(chē)、醫療和工業(yè)應用的重要性也是顯而易見(jiàn)。較不明顯的是5G通訊等支持技術(shù)對邊緣運算的影響，例如信息距離太遠無(wú)法及時(shí)提供回應，或是處理信息的速度不夠快。

邊緣裝置需能可靠地協(xié)同運行，而基于這些裝置的發(fā)展腳步及目標未必相同，在結合測試、覆蓋率等質(zhì)量控制步驟時(shí)會(huì )變得更加困難。Advantest業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)經(jīng)理Shu Li表示，越來(lái)越多裝置結合DC、數碼、RF和5G等元件，使測試程序變得越來(lái)越大，成本與測試時(shí)間也向上攀升。

這也是企業(yè)開(kāi)始接受標準化的原因之一。汽車(chē)等特定市場(chǎng)已有ISO 26262等功能安全標準，5G和其它通訊標準則還有問(wèn)題懸而未決(例如測試天線(xiàn)陣列的方式)，對邊緣裝置的安全性有很大影響。

思科(Cisco)技術(shù)長(cháng)暨副總裁Michael Beesley表示，標準化會(huì )隨著(zhù)邊緣運算的發(fā)展和成熟而更加重要，主因有二：一是技術(shù)提供者及供應商眾多，提供給客戶(hù)的元件需要某個(gè)層級的標準化、互通性及混搭能力，另一個(gè)原因則是為了吸引第三方應用程序供應商。