网络边缘之旅

October 16, 2024

Christina Cardoza

迁移到网络边缘的优势极为明显：速度更快、安全性增强以及用户体验改善。但企业如何实际完成该动作？哪些功能最适合需求，以及需要多少费用？是否存在某种柏拉图式的理想解决方案可供企业搜索？

我们与 CK Chou 一起探讨网络边缘，他目前是 IT/OT 硬件解决方案提供商 CASwell 的产品经理。他谈到了向网络边缘过渡的难题、人工智能在其中扮演的角色，以及如何利用一点创意思维让旧技术指明方向，成为有价值的解决方案（视频 1）。

视频 1。CASwell 的 CK Chou 在 “insight.tech Talk”上谈及迁移到边缘的挑战以及网络边缘设备的作用。（资料来源：insight.tech）

为何如今企业要迁移到网络边缘？

谈及边缘计算，我们都知道，它只是在数据创建的地点进行处理，而不是将所有内容发送到中央服务器。这意味着响应速度更快、内部流量更少，因此非常适合需要即时响应的行业，如制造业、零售业、运输业、金融服务业等。

可以这样说：假设您坐在一辆自动驾驶汽车中，道路上行驶时突发意外。您需要汽车即时响应，因为每毫秒都很重要；您可能无法忍耐等待数据传输到远程服务器并返回时出现的延迟。这与您使用电脑时等待沙盒加载并不相同，对吧？在自动驾驶场景中，任何延迟都可能关乎生死。这就是边缘计算用于在源头处理数据，以做出即时决策的一个示例。

当然，这不仅关乎速度，还涉及确保信息安全。如果可以在本地处理财务信息等敏感数据，而并非通过互联网发送到中央服务器，则会降低被拦截或黑客攻击的风险。数据四处传输越少，安全性就越高。

通过在现场处理数据，边缘计算可帮助保持一切流畅运行，即使在互联网连接可能不可靠的地点也是如此。简言之，边缘计算意味着速度、安全和可靠性。它将数据处理能力带到最需要的地点，无论是在汽车中、医生办公室，还是在工厂车间。

但迁移到网络边缘并非一件易事。这是一个巨大飞跃，伴随着其本身一系列的挑战。企业面临的问题包括：管理系统复杂性日益增加、基础设施成本上升、处理能力有限、数据管理问题等。尽管存在这些挑战，但边缘计算的优势也非常显著，不容忽视。它可以真正提升基础设施性能、改善安全性并节省整体成本，最终值得付出努力去克服所有这些障碍。

网络边缘设备的哪些功能将有助于业务取得成功？

这是一个棘手的问题。我梦想中的边缘设备应该是小巧、紧凑的，还具备多个连接选项，例如针对不同应用的 SNA、Wi-Fi 和 5G。如果用户要在寒冷石山或炎热沙漠中安装设备，那么机架设计需能够在恶劣的环境中运行并适应合适的温度范围。此外，设备应具有强大的处理能力，且功耗低。当然，最重要的是，该一体机的成本必须非常低。

在一个设备中实现所有这些听起来很完美，对吧？但您真的认为这是有可能的吗？事实上，位于边缘的企业并不真正需要一体机。他们真正需要的是具有适合其特定环境和应用的功能的设备。那就是 CASwell 的真正作用。

我们的产品线可以提供多种选择，从基本型号到高端解决方案，从 IT 到 OT 应用。无论是小型办公室、工厂还是远程地点，我们都有针对不同条件和要求设计的选项，确保企业可以轻松找到合适的边缘设备，无需为不必要的功能付费。

AI 在网络边缘的作用是什么？

如今，AI 模型训练在云端完成，因为它需要海量的数据和强大的计算能力。但请想一想一个 AI 数据中心需要多大空间。想象一下，足球场大小的空间布满了数十个巨大的集群，每个集群都挤满了数百台服务器，所有服务器相互连接，持续进行模型训练。

类似的 AI 服务器听起来很神奇，但与我们的一般用例相去甚远，并且客户也无法负担。请记住：边缘计算的概念正是为了在创建的地点处理数据，而并非将所有数据发送到中央服务器。因此，如果我们想要用 AI 增强边缘解决方案，不可能将整个 AI 工厂搬到我们的服务器机房，除非您非常富有，并且服务器机房面积与足球场一样大。

相反，我们将繁重的深度学习任务保持在集中的 AI 中心，并将推理部分转移到边缘。这种方法的功耗和数据需求更少，非常适合边缘设备。我们已经观察到这种趋势，AI 集成到我们的日常设备中，例如手机和支持 AI 的电脑。这些设备使用云端训练的模型进行智能决策，提供个性化体验，并增强用户交互。

CASwell 目前正在构建面向边缘 AI 服务器的新产品线。它旨在将 AI 功能从数据中心带到边缘，为我们提供即时的 AI 能力。它将 AI 直接送到需要的人手中，恰好在他们需要的时候。

CASwell 如何帮助企业应对网络边缘挑战？

我们发现与我们最初的预期相比，边缘环境挑战有变得更具挑战性的趋势。更多最终用户正在寻找既可以在 IT 环境又可以在 OT 环境中工作的解决方案。他们希望不仅在办公室有空调和干净、有序的机架上，还希望在仓库、工厂车间等环境中，甚至在没有适当通风的机柜中安装边缘设备。

CASwell 决定开发一款入门级台式机产品，即 CAF-0121，该产品采用英特尔凌动^® 处理器，在性能和能效之间实现了良好的平衡。与通常的温度范围的 0ºC 到 40ºC 相比，CAF-0121 可在 -20ºC 到 60ºC 的更宽温度范围下工作。该小型一体机还可以提供 2.5G 支持，以实现基本的基础设施连接。此外，它结构紧凑、无风扇，采用适合边缘计算应用的被动散热设计。

我们推出这款新机型的目的是以 IT 友好的价格提供 OT 级规格。这意味着用户可以减少管理基础设施所需的资源并使部署变得更简单。他们可以在 IT 和 OT 应用中使用相同的设备，从而更轻松地标准化和维护技术设置。CAF-0121 采用的方法使企业能够适应不同的环境，无需为每个场景提供单独的解决方案，因此它确实是一款令人兴奋的产品。

创造 CAF-0121 面临哪些挑战？

围绕热电模块的技术（我们称之为 TEM）是我们在 CAF-0121 中所依赖的技术。TEM 已经是一种经过验证的过热组件散热解决方案，广泛应用于需要快速准确温度控制的医疗设备、汽车系统、冰箱、饮水机和其他设备。

这些设备的工作原理是在电流通过时产生温差，导致一侧发热，另一侧冷却。发送的电流越多，我们在两侧之间得到的温差就越大。

人们通常会使用 TEM 的冷却能力，但我们却有不同的想法：为何不同时利用冷却和加热能力帮助边缘设备在更宽的温度范围内运行？我们的总体理念是，利用 TEM 的加热能力，我们可以间接扩大系统运行温度范围至更低的水平。相反，通过利用冷却能力，可以在内部环境温度上升到特定高水平时为系统散热。当房间变冷时，TEM 作为加热器运行；当房间变热时，TEM 作为散热器运行。

有了 TEM，我们不再局限于单个组件的运行温度范围，能够将设备温度范围扩展到组件通常情况下允许的范围之外。利用 TEM，我们可以突破温度边界，同时设备仍然可以保持可靠性。

通过这个项目，我们获得了一些非常有价值的将老式技术转化为创新解决方案的专业知识，从而在这一竞争激烈的市场中为我们的产品赢得了更多的销量。我们还希望这一小小的成功能够激励我们的研发团队保持创造力和打破常规，而不仅仅是受缚于传统的行为方式。

CASwell 如何与技术合作伙伴展开合作，使其产品线可行？

可靠的边缘计算设备应具有恰好合适的处理能力、高效节能、包装尺寸紧凑、多种连接选项，且价格具有竞争力。这些实际上是任何边缘计算设备不可或缺的要素。

正因为如此，我们为 CAF-0121 项目选择英特尔凌动处理器。凌动处理器可以提供合适的性能水平，同时保持低功耗。并且英特尔 LAN 控制器帮助我们轻松将 2.5G 以太网支持添加到该一体机，确保其能力满足大多数基础设施的需求。

凌动处理器还内置可以加速 IPsec 流量指令，使其成为注重安全的应用的绝佳选择。无论是处理数据加密、安全通信还是其他安全工作，这款处理器都能够应对挑战。

如果要进一步增强安全性，凌动处理器还可集成 BIOS Guard 和 Boot Guard，以提供硬件信任根。因此，我们不仅追求出色的性能和效率，还要为 BIOS 和启动过程提供高水平的保护。这种安全级别至关重要，尤其适用于需要处理敏感信息和关键任务且不会影响保护的边缘设备。

在该市场中的众多厂商中，只有英特尔能够提供一站式服务来满足所有这些功能需求。英特尔不仅提供硬件，还可给予驱动程序和固件支持。这种集成水平使 CAF-0121 项目的开发变得如此简单，还极大地缩短了我们的上市时间。当您的处理能力、安全功能甚至软件支持都来自可靠的合作伙伴时，整个流程肯定会变得更加顺畅。这不仅简化了工程设计和开发工作，还能确保所有环节无缝协同。

然后，硬件设计机构（如 CASwell）可以更专注于性能优化，而非故障排除能力。这对我们和客户而言都是一次巨大的胜利，使我们能够更快和高效地提供高质量、可靠的边缘计算解决方案。

最后，我们的目标非常简单：我们旨在树立新的边缘计算设备标准并提供灵活的边缘解决方案，帮助客户应对从云端、网络一直到智能边缘的挑战。