AI依賴(lài)度提升 智慧邊緣為物聯(lián)終端加分

在今日，AI正逐步深入生活中的各種不同應用層面，許多裝置都漸漸要求更高的運算效能。事實(shí)上，智能生活相關(guān)的裝置，越來(lái)越多都普遍依賴(lài)AI算法。這些應用場(chǎng)景對低功耗和安全性都有很高的要求，這就展現出了邊緣運算的重要性。

對于許多的邊緣運算物聯(lián)網(wǎng)裝置來(lái)說(shuō)，有許多是采用電池供電，因此對于系統的功耗有很高的要求，才能用來(lái)延長(cháng)系統的工作時(shí)間。此外，這些裝置往往需要處理個(gè)人隱私數據，比如臉部特征、聲音特征等，因此必須對隱私數據進(jìn)行充分的保護，讓核心運算在邊緣端可以更安全的實(shí)現。

為邊緣運算提供智能
物聯(lián)網(wǎng)的應用對于未來(lái)智能化系統的重要性不言可喻。恩智浦(NXP)半導體大中華區資深營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理黃健洲指出，實(shí)時(shí)運算能力對于物聯(lián)終端來(lái)說(shuō)相當重要；目前物聯(lián)網(wǎng)被視為未來(lái)各種智能化系統的主要架構，透過(guò)底層感測網(wǎng)絡(luò )、中間通訊傳輸與上層云端平臺的組合，可以讓信息無(wú)縫流動(dòng)，進(jìn)而延伸出更多應用，賦予更智能的生活體驗。
 
圖一 : 恩智浦(NXP)半導體大中華區資深營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理黃健洲

不過(guò)，隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)應用多元化、許多應用或因功能安全，以及因直觀(guān)需要的實(shí)時(shí)反應能力，使得集中式運算的物聯(lián)網(wǎng)架構已難因應所有領(lǐng)域，因此系統終端開(kāi)始被賦予一定程度的運算能力，以提升實(shí)時(shí)反應功能。

黃健洲表示，邊緣運算就是讓物聯(lián)網(wǎng)終端擁有實(shí)時(shí)運算處理能力的關(guān)鍵。在過(guò)去的物聯(lián)網(wǎng)架構中，數據需要從底層傳回云端平臺，再從云端平臺下指令由終端設備動(dòng)作，對工廠(chǎng)、汽車(chē)或智能家電這類(lèi)需要高實(shí)時(shí)性的系統來(lái)說(shuō)，一來(lái)一往的訊息傳遞極為耗時(shí)，因此終端設備才需要具備更強大的實(shí)時(shí)運算能力。這類(lèi)終端設備可在本地處理指令，快速響應用戶(hù)需求。


圖二 : 邊緣運算的布署對于企業(yè)越來(lái)越顯得重要。

在處理器的設計上，重要的是有好的半導體開(kāi)發(fā)工具，例如具備AI能力的機器學(xué)習算法的開(kāi)發(fā)工具。但最重要的是，因為智能物聯(lián)網(wǎng)的應用多元，每一類(lèi)型的應用架構都可找到最適合的效能架構，如何讓資源使用優(yōu)化，落實(shí)物盡其用的愿景，是目前設計工程師最需要的考慮的方向。
恩智浦半導體大中華區邊緣運算事業(yè)部產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理弋方也表示，目前邊緣運算最大的挑戰是在于軟件與硬件的協(xié)同開(kāi)發(fā)。邊緣運算需要充分利用嵌入式設備來(lái)完成，因此需要對軟件算法進(jìn)行充分的優(yōu)化，更高效利用硬件的特殊結構，如DSP、GPU、與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )加速器等。
在此時(shí)，客戶(hù)將會(huì )需要整套完整的解決方案，包含軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境、高效的推理引擎、用來(lái)快速地將算法移植到嵌入式平臺，以實(shí)現邊緣運算。

企業(yè)智慧邊緣需求增加
因應新冠疫情，全球有數億人使用各自的終端裝置在家工作，在家上學(xué)。Arm應用工程總監徐達勇表示，我們看到對云端應用、VPN視訊軟件及協(xié)作工具等IT資源的需求空前的強勁。企業(yè)和員工從不得不接受、學(xué)習適應、到最后從中獲益。人們也不再局限于在數個(gè)定點(diǎn)定時(shí)、「集中」的工作與會(huì )議，分布式的職場(chǎng)勞動(dòng)力對企業(yè)運作的方式，可能帶來(lái)永久性的變化，成為后疫情時(shí)代的常態(tài)。

 
圖三 : Arm應用工程總監徐達勇

企業(yè)開(kāi)始根據應對當前危機的經(jīng)驗、重新評估其長(cháng)期的IT與網(wǎng)絡(luò )需求，邊緣運算的布署就越顯重要。隨著(zhù)功能不斷強化的微處理器、跨界應用處理器，與機器學(xué)習能力的快速進(jìn)展，將可持續創(chuàng )造效能更高、功耗更低、且電池續航力更強的邊緣裝置，以因應后疫情時(shí)代的各項需求，這些需求如下：

●遠程作業(yè)需求，如：遠距辦公、遠距教學(xué)、遠距醫療、居家照護、視頻會(huì )議工具、團隊協(xié)作工具等。
●零接觸商機需求，如：行動(dòng)支付、貨運物流、機器人倉儲、外送等。
●智能工廠(chǎng)、智能制造需求，如：工業(yè)監控、自動(dòng)化制造管理等。

AI對于智慧邊緣的幫助
徐達勇認為，云端運算是為連接設備賦予AI的基礎，助長(cháng)了AI在各個(gè)應用場(chǎng)景和技術(shù)領(lǐng)域的快速擴展。但因為某些特定應用可能無(wú)法與云端運算互相操作，導致AI對云端運算的依賴(lài)，反而造成某些AI應用的局限性。
因此，如果能將AI導入邊緣裝置，使AI在鏈接的裝置上直接進(jìn)行處理，以突破過(guò)去裝置的限制，并為那些過(guò)去未能完全發(fā)揮的應用領(lǐng)域，因為整合了智能而釋放出新的機會(huì )。過(guò)去云端AI處理遭遇的限制，未來(lái)可望在邊緣AI獲得突破。
智能邊緣運算在新的數字世界中將變得越來(lái)越重要。隨著(zhù)5G的商轉、IoT服務(wù)的布建，以及全球市場(chǎng)對個(gè)資保護的重視，許多全新的應用正快速崛起，它們對更低延遲、隱私保護、以及更客制化、個(gè)人化的要求日益嚴苛。傳統上對云端運算的依賴(lài)，可能不足以解決需要實(shí)時(shí)響應的安全關(guān)鍵使用場(chǎng)景。智慧邊緣不僅是科技上的突破，在企業(yè)應用方面也相當重要，它更能滿(mǎn)足全新應用的需求，使企業(yè)能更快的響應市場(chǎng)、更容易的調整商業(yè)模式、提供創(chuàng )新且合規的服務(wù)及強化客戶(hù)體驗。

結語(yǔ)
先進(jìn)制程將幫助打造更快速、更有效率的運算架構，能夠有效管理實(shí)時(shí)分析及運用大量由終端裝置所產(chǎn)生的數據數據，因應用戶(hù)在不同情境下的需求，在短時(shí)間內精確處理海量的數據，并做出最正確的判斷與實(shí)時(shí)的反應。
在未來(lái)，隨著(zhù)5G興起與AI的擴大應用，5G帶來(lái)更大的帶寬、更低的延遲，同時(shí)也帶來(lái)更多的應用場(chǎng)景，如AR/VR、工業(yè)以太網(wǎng)、智能交通等，而AI的擴大應用，對邊緣運算的安全性和時(shí)效性也提出了更高的要求。這些需求的產(chǎn)生，半導體方案供貨商也將會(huì )持續開(kāi)發(fā)新一代的產(chǎn)品線(xiàn)，來(lái)應對市場(chǎng)所需。