“計(jì)算”混用，會(huì)怎樣

謝開飛

在一場(chǎng)4×100的接力賽中，教練會(huì)分析每位隊(duì)員特點(diǎn)，讓其完成不同賽段，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，協(xié)同打贏比賽。

在萬物互聯(lián)的“賽道”上，云計(jì)算、霧計(jì)算等計(jì)算“選手”也各有所長(zhǎng)。然而，有時(shí)單個(gè)“選手”無法滿足需求各異的應(yīng)用場(chǎng)景，怎么辦？

“混合計(jì)算”就扮演著協(xié)調(diào)每位“隊(duì)員”的“教練”角色。在日前舉辦的2019年中國(guó)（北京）國(guó)際服務(wù)貿(mào)易交易會(huì)上，分享通信集團(tuán)董事局主席蔣志祥作了關(guān)于《“混合計(jì)算”賦能金融科技》的演講，引起熱議。

那么，“混合計(jì)算”究竟是什么？有何應(yīng)用？筆者就此采訪了相關(guān)領(lǐng)域的專家。

萬物互聯(lián)時(shí)代需要更強(qiáng)算力

據(jù)測(cè)算，到2020年，全球聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)量將達(dá)到500億臺(tái);到2025年，萬物互聯(lián)的銷售收入將達(dá)到1.6萬億美元;到2030年，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量將達(dá)到4.4ZB（澤字節(jié)）。

“當(dāng)前數(shù)據(jù)從消費(fèi)端到生產(chǎn)端、從設(shè)備到數(shù)據(jù)本身，萬物互聯(lián)市場(chǎng)已呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。而大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)處理能力的要求很高，這就需要充分挖掘算力?！睆?fù)旦大學(xué)大數(shù)據(jù)試驗(yàn)場(chǎng)研究院、上海市數(shù)據(jù)科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副研究員張帆在接受筆者采訪時(shí)說。

“‘混合計(jì)算就是試圖利用5G的萬物互聯(lián)能力，綜合利用云計(jì)算、霧計(jì)算、邊緣計(jì)算等計(jì)算方式，實(shí)現(xiàn)高效協(xié)同計(jì)算?！备＝üこ虒W(xué)院科研處處長(zhǎng)、福建省北斗導(dǎo)航與智慧交通協(xié)同創(chuàng)新中心主任鄒復(fù)民教授介紹道，“混合計(jì)算”這一概念最早由蔣志祥在WMIC 2018世界移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)上提出。這一概念的形成，歷經(jīng)了多年的發(fā)展。

談及其技術(shù)原理，張帆說，“混合計(jì)算”借鑒了異構(gòu)計(jì)算的思想——用不同的計(jì)算資源處理適合該結(jié)構(gòu)的任務(wù)。異構(gòu)計(jì)算的概念提出的時(shí)間很早，但受實(shí)現(xiàn)條件限制，直到近年才得到了巨大的發(fā)展。

隨著萬物互聯(lián)市場(chǎng)的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)界逐漸認(rèn)識(shí)到單一的計(jì)算方式不能解決所有問題，為此針對(duì)不同計(jì)算方法各大廠商展開了積極探索：英特爾公司在2015年收購阿爾特拉公司，同時(shí)著手開發(fā)芯片內(nèi)可重構(gòu)技術(shù);賽靈思公司在2015年實(shí)現(xiàn)了編程環(huán)境的統(tǒng)一;百度在2016年開始推進(jìn)“百度大腦項(xiàng)目”，試圖在一個(gè)計(jì)算體系內(nèi)實(shí)現(xiàn)多種算力的混合……

2018年1月4日，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟正式發(fā)布了《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)白皮書（2017）》，其中關(guān)于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)功能架構(gòu)圖的內(nèi)容，已經(jīng)初步陳述了邊緣計(jì)算和云計(jì)算進(jìn)行協(xié)同計(jì)算的理念。不僅如此，華為、西門子等公司也針對(duì)“邊云協(xié)同”不斷地進(jìn)行探索。

將各類計(jì)算方法進(jìn)行排列組合

在不同的應(yīng)用場(chǎng)景，云計(jì)算、霧計(jì)算、邊緣計(jì)算等計(jì)算方法展現(xiàn)出的優(yōu)勢(shì)也不同。

鄒復(fù)民以智慧交通應(yīng)用場(chǎng)景為例介紹道，車輛在自動(dòng)駕駛時(shí)，若要啟動(dòng)防碰撞緊急制動(dòng)裝置，需要計(jì)算平臺(tái)在毫秒內(nèi)做出判斷，這就要應(yīng)用到邊緣計(jì)算技術(shù);而交通擁堵分析及智能誘導(dǎo)功能，則應(yīng)用了云計(jì)算技術(shù)，通過云計(jì)算中心對(duì)交通大數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析與挖掘，得到最終的誘導(dǎo)方案。

張帆認(rèn)為，與早前單個(gè)計(jì)算方法不同，“混合計(jì)算”將各類計(jì)算方法進(jìn)行排列組合，構(gòu)建出某領(lǐng)域?qū)Ｓ玫母咝?yīng)用組件，從而更好地滿足無線互聯(lián)、視頻處理、圖像識(shí)別、智能制造等多領(lǐng)域的高效處理需求。

張帆舉例道，在網(wǎng)絡(luò)視頻業(yè)務(wù)場(chǎng)景中，工作人員就可以協(xié)同運(yùn)用邊緣計(jì)算和云計(jì)算這兩種計(jì)算方式。比如，在進(jìn)行直播推流（把直播內(nèi)容傳輸?shù)椒?wù)器）時(shí)，首先利用云計(jì)算技術(shù)將數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、收集，然后可利用邊緣計(jì)算在就近節(jié)點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)碼和分發(fā)，減少了對(duì)云計(jì)算中心的壓力，節(jié)省了中心帶寬成本，同時(shí)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)低時(shí)延，進(jìn)而提高了直播質(zhì)量和用戶觀看體驗(yàn)。

再如，在無人駕駛領(lǐng)域，可綜合利用邊緣計(jì)算、云計(jì)算和人工智能（AI）技術(shù)：用邊緣計(jì)算傳感器收集數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)發(fā)至云端，傳感器融合、虛擬世界模型更新都在云端實(shí)現(xiàn);AI在“云”中確定行動(dòng)計(jì)劃，并通過云端向汽車發(fā)布控制命令。

鄒復(fù)民說，“混合計(jì)算”的技術(shù)平臺(tái)可以部署在從消費(fèi)級(jí)各類應(yīng)用、到智慧城市級(jí)各類應(yīng)用、到農(nóng)業(yè)溯源區(qū)塊鏈的各類應(yīng)用、再到未來最具增長(zhǎng)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)各類應(yīng)用。

在技術(shù)和應(yīng)用層面存在諸多挑戰(zhàn)

“‘混合計(jì)算目前還主要停留在概念階段，未見成熟的技術(shù)方案和框架?！编u復(fù)民說，要真正實(shí)現(xiàn)各種計(jì)算協(xié)同的“混合計(jì)算”，在技術(shù)和應(yīng)用層面，還面臨著諸多挑戰(zhàn)。

隨著連接設(shè)備數(shù)量的劇增，網(wǎng)絡(luò)管理、靈活擴(kuò)展和可靠性保障等方面都面臨著巨大挑戰(zhàn)。張帆舉例說，以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為例，其存在大量的異構(gòu)總線和多種制式的網(wǎng)絡(luò)，它們?cè)诩嫒荻喾N連接的同時(shí)還需要確保連接的實(shí)時(shí)性和可靠性。在此基礎(chǔ)上，要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)協(xié)同，則需要跨廠商、跨平臺(tái)的集成與操作。

面對(duì)海量復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境，如何將任務(wù)準(zhǔn)確、完整地下達(dá)到各計(jì)算節(jié)點(diǎn);通過計(jì)算節(jié)點(diǎn)計(jì)算后，如何將有效信息整合到任務(wù)中進(jìn)行反饋……這些都是考驗(yàn)“混合計(jì)算”協(xié)同能力的重要指標(biāo)。

“不僅如此，在萬物互聯(lián)的場(chǎng)景下，涉及訪問控制與威脅防護(hù)等安全問題的挑戰(zhàn)大幅增多，安全和隱私如何得到保證、如何抵御攻擊，這些都是安全領(lǐng)域需要關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容?！睆埛f。

針對(duì)應(yīng)用層面存在的障礙，張帆認(rèn)為，“混合計(jì)算”中各種計(jì)算協(xié)同進(jìn)行工作后，其應(yīng)用場(chǎng)景將會(huì)越來越多、越來越復(fù)雜。如在車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，多種傳感器和采集器之間的協(xié)同、汽車之間的協(xié)同、汽車端與云端之間的協(xié)同等場(chǎng)景將會(huì)越來越復(fù)雜。

同時(shí)，張帆也指出，“混合計(jì)算”在萬物互聯(lián)時(shí)代要能保證在不同應(yīng)用場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)落地，僅依賴5G的高速率、低延時(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。在不久的將來，隨著網(wǎng)絡(luò)通信能力的提高、“混合計(jì)算”各種協(xié)同問題的解決以及產(chǎn)業(yè)鏈的完善，“混合計(jì)算”的能力才能被充分發(fā)揮出來，賦能各類應(yīng)用場(chǎng)景。