自1960年代至今,IT運算歷經了數次變革,從大型主機走向Client伺服器與分散式運算,而後1990年代,行動化以及雲端運算興起,運算架構又回到了集中式的運算模型。如今受到人工智慧、5G以及物聯網帶動,大量產生的資料需要被快速地處理與分析,邊緣運算(Edge Computing)因而崛起,從而引領IT進入第四次重大變革。這次,不只是從集中化走向分散式運算,而且更靠近資料源頭,為的就是就近處理與分析資料,以便讓使用者獲得更即時的回應,從而有更好的使用體驗。
調查研究機構Moor Insights & Strategy甚至觀察到,因為愈來愈多的即時分析需求,原先已經部署雲端模型的企業將開始接受分散式運算,而且在即時分析的效能要求下,邊緣裝置所具備的能力已不只是對本地資料進行儲存與收集,甚至還要轉化為可行動的智慧化與微觀策略。
三種邊緣部署模型
台灣Dell EMC技術副總經理梁匯華提到,邊緣(Edge)只是一個統稱,它是一種概念或方法,並不是指單一平台或是產品,因此,針對不同的應用場景與需求,Dell EMC將邊緣細分為Near Edge、Mid Edge以及Far Edge三種部署模型,Near Edge較靠近核心資料中心(Core Data Center),主要部署的位置可能是大樓的屋頂或園區,由於沒有資料中心設施,例如高架地板,所以會以模組化的資料中心來克服。而部署於模組化資料中心內的PowerEdge系列伺服器,主要用於資料收集後進行ETL/分析,因此伺服器本身也能支援GPU加速器以及針對機器學習與即時推論的FPGA。
Mid Edge主要是針對在工業廠房或是其他環境條件嚴苛或空氣中充滿微粒灰塵的環境,因此在產品設計上,通常都會考慮氣溫、溼度、防火、防塵等機制,並且將其集中在一個小型的機櫃中。Mid Edge還適用於電站、電信RAN基地台附近(有5G/NFV Content Delivery需求時)等不同的使用場域。
至於Far Edge通常是應用在透過無線存取網路(C-RAN)以及多接取邊緣運算(MEC)實現連網的環境。其部署的位置可能是樓層、機台或靠近感測器的位置,目的以處理感測器資料的記錄/發送與推送新的模型為主。目前Dell EMC也正針對Far Edge需求,著手開發一款新產品,僅有四分之一的機櫃高度,但可容許深度較深的伺服器,並且可以支援到6kW的IT工作負載。如此一來,絕大部份的工作負載便能在Far Edge完成,同時兼具監控與管理機制。
他提到,不少企業會用雲端來控制所有終端裝置,但這樣的架構範圍太大,而且產生的延遲與傳輸成本相對較高,邊緣的目的就是用來克服這些問題,從終端感測器或資料源所產生的資料可以先收攏在Far Edge,然後傳送到大樓或是小站點,然後到區域,最後才是資料中心。「但是這三種類型並不一定要同時存在,主要還是依據企業應用與規模屬性來規劃。Near Edge是以機櫃為單位進行擴充,目前以客製化形式提供,而Mid Edge則是標準42U機櫃加上冷卻、消防等基礎設施所組成,至於Far Edge可能就是一個很小的組合,例如釘在廠房牆壁上的小機櫃,也可以具有邊緣運算的能力。」
Plug-in vCenter單一 平台統包
在物聯網的應用場景中,僅僅一家全球企業,就可能擁有數千個邊緣的站點,藉此也不難想像,邊緣資料中心的維運與管理絕對會比過去企業已經習慣的集中式架構要來得龐雜,為了簡化管理,Dell EMC以VMware Cloud on Dell EMC來協助企業克服,這項服務不只具備公有雲的簡易與靈活性,同時還提供企業對於內部基礎架構的安全性與掌控性,而且不只適用在資料中心,還能擴展到邊緣據點。簡單地說,VMware Cloud Foundation不只能協助企業管理混合雲環境,還能統管邊緣資料中心,除了IT設備端的效能、資源使用率以及工作負載都能一目瞭然之外,基礎設施的相關資訊也可以透過Plug-in的方式,提供設施目前的健康狀態。
「Dell EMC VxRail超融合基礎架構的最新版本已經把基礎設施的Plug-in完全嵌在vCenter中,換言之,在vCenter的介面中就可以看到工作負載以及設施的所有健康狀態。」梁匯華指出,這樣設計的好處是,如果平台沒有脫節的話,企業將能一口氣從核心一路管理到Far Edge,「但還是要特別說明一下,有些應用場景企業會選擇其他平台或方案來部署Far Edge,例如製造業的可程式邏輯控制器(PLC)若是要連結到邊緣資料中心,因為平台不同,就只能單向資料抛接,而無法統一維運與管理。」
當然,邊緣資料中心的挑戰並不只於維運管理,安全性考量也是一大關鍵,否則對IT管理人員而言,大量設備加入很可能造就一場安全夢魘。這方面,除了實體安全的強化之外,針對網卡(NIC)也要提供更多的保護。另外,由於邊緣資料中心的部署環境可能是遠端辦公室/分支機構(ROBO)、醫院、軍事地區、工廠、甚至是石油鑽探平台,除了相關的基礎設備與設施需要提供更高的彈性之外,企業也應該尋求在上述環境中具有設計和部署經驗的供應商,以確保能夠符合如歐洲電信標準協會(European Telecommunications Standards Institute,ETSI)等等機構的特定規範。
他強調,邊緣資料中心能用最快的方式回應邊緣或感測器所採集到的資料,以往沒有邊緣層時,所有的資料收集後就要回傳至資料中心,一是傳輸時間的延遲,其二傳輸頻寬的壓力。有了邊緣層,就可以克服這些挑戰,資料中心也可以卸載負載,而不再像以往因為資料量太多,而必須有所取捨。「目前優先先行的產業可能會是與個人相關或是B2C的市場,例如零售業。現今的零售業,常見同一個品牌,但位於美國分店與台灣分店的資料庫基本上是不相通的,或者因為地理位置的因素,所建置的系統本來就是兩個不同的體系,藉由5G能不能讓這些資料在全球完整的連結,並且進行相關的應用,會是一個值得思考的方向。其他像是醫療或是金融這幾類與個人相關的產業,也可能因為5G演進而有不同的想法。」