早晨，你被一陣悅耳的鳥鳴聲喚醒，朦朦朧朧中，你覺得這可能是北方云雀的叫聲，然而，家中并沒有養(yǎng)鳥，怎么會(huì)有鳥鳴聲呢？

哦，原來，鳥鳴聲來自你的智能家居助手，它在播放起床音樂鬧鈴。想到這一點(diǎn)的你，一邊搖搖頭嘲笑自己的記性，一邊起床穿好衣服。此時(shí)，你的智能家居助手感知到你已經(jīng)起床，控制著臥室窗簾緩緩打開，讓陽光照進(jìn)來，并且打開了廚房的面包機(jī)和咖啡機(jī)，為你充實(shí)的一天準(zhǔn)備好營(yíng)養(yǎng)豐富的早餐……

等到傍晚，結(jié)束了一天繁忙的工作，你坐上自己的自動(dòng)駕駛汽車回家，來到家門口，無需鑰匙，房門自動(dòng)為你打開，空調(diào)已經(jīng)在汽車到家前的幾分鐘提前啟動(dòng)，并調(diào)整到你習(xí)慣的溫度。秋燥有時(shí)會(huì)讓你感到不適，因此家里的加濕器會(huì)將房間的濕度調(diào)整到最舒適的水平。

這樣的生活，存在于邊緣計(jì)算與AI相結(jié)合的萬物互聯(lián)時(shí)代。

萬物互聯(lián)的時(shí)代

隨著物聯(lián)網(wǎng)(InternetofThings)的再次崛起，以及4G/5G無線網(wǎng)絡(luò)的普及，萬物互聯(lián)(InternetofEverything)的時(shí)代已經(jīng)到來。相比于傳統(tǒng)意義的物聯(lián)網(wǎng)，萬物互聯(lián)除了“物”與“物”的互聯(lián)，還增加了更高級(jí)別的“人”與“物”的互聯(lián)，其突出特點(diǎn)是任何物件都將具有語境感知功能、更強(qiáng)的計(jì)算能力。上述生活片段描述的就是這樣一個(gè)場(chǎng)景。

簡(jiǎn)單概括，萬物互聯(lián)的核心就一個(gè)詞：連接。智能手機(jī)的廣泛普及已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了人與人之間隨時(shí)隨地的連接。從以前的電報(bào)，到后來的電話和短信，再到現(xiàn)在即時(shí)傳播圖片、音視頻等多媒體，人與人之間的連接手段已經(jīng)十分發(fā)達(dá)和豐富。

在我們的日常生活中，聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將不僅僅是電腦和手機(jī)，而是任何物件皆可聯(lián)網(wǎng)，比如家里的冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)，碼頭的集裝箱，倉(cāng)庫(kù)的貨架。甚至動(dòng)物也可以連接，大自然保護(hù)區(qū)里的所有珍稀野生動(dòng)物都聯(lián)網(wǎng)了，動(dòng)物保護(hù)協(xié)會(huì)的科學(xué)家們可以更方便地檢測(cè)它們的生命狀態(tài)，提供更好的保護(hù)。

在萬物互聯(lián)時(shí)代，很明顯的一個(gè)特征是，各種網(wǎng)絡(luò)邊緣設(shè)備的數(shù)量迅速增加。這導(dǎo)致傳統(tǒng)的以云計(jì)算為核心的集中式大數(shù)據(jù)處理方式無法滿足計(jì)算需求：

一方面由于海量邊緣數(shù)據(jù)爆炸式增長(zhǎng)帶來的網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬負(fù)載量的急劇增加，勢(shì)必導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)延遲；

另一方面多數(shù)網(wǎng)絡(luò)邊緣設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)涉及個(gè)人隱私，如不分青紅皂白都傳輸?shù)皆贫?，將使得隱私安全問題變得尤為突出；

還有一點(diǎn)不得不考慮的問題，那就是眾多網(wǎng)絡(luò)邊緣設(shè)備存在電能的限制，向云端實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)將消耗大量電能。

邊緣計(jì)算的崛起

基于上述問題，靠近設(shè)備端數(shù)據(jù)源頭的實(shí)時(shí)計(jì)算方式顯得十分必要，這種計(jì)算方式叫做邊緣計(jì)算。

邊緣計(jì)算并不是一個(gè)新的概念，早在2003年IBM的內(nèi)部項(xiàng)目中就已出現(xiàn)，本質(zhì)是一種去中心化的分布式計(jì)算模型。

相對(duì)于云計(jì)算來說，邊緣計(jì)算將智能計(jì)算轉(zhuǎn)移至邊緣設(shè)備端，計(jì)算過程在智能設(shè)備（如手機(jī)）或邊緣設(shè)備的分布式設(shè)備節(jié)點(diǎn)上執(zhí)行，而不都是在集中式的云環(huán)境中進(jìn)行?！斑吘墶敝傅氖蔷W(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算節(jié)點(diǎn)作為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的物理分布，位于各種網(wǎng)絡(luò)的邊緣，比如家用電器、汽車傳感器、城市攝像頭等等。

邊緣計(jì)算因?yàn)槠湓O(shè)備所處位置的獨(dú)立性，處理的數(shù)據(jù)和實(shí)現(xiàn)的功能往往更為聚焦，專注于實(shí)時(shí)、短周期的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)支撐本地業(yè)務(wù)的智能化處理和實(shí)時(shí)性任務(wù)。邊緣計(jì)算在本地網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行計(jì)算，采集到的數(shù)據(jù)不用上傳到云端，或者在本地處理加工過濾后只將少量數(shù)據(jù)傳至云端，大大減少了網(wǎng)絡(luò)傳輸占用的處理時(shí)間，也降低了帶寬成本，對(duì)于電能有限的邊緣設(shè)備來說也能更加節(jié)能，從而延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。

此外，因?yàn)橐韵?個(gè)優(yōu)勢(shì)，邊緣計(jì)算成為了萬物互聯(lián)時(shí)代的核心技術(shù)，被Gartner列為2019年十大戰(zhàn)略技術(shù)之一：（1）低功耗；（2）低時(shí)延；（3）數(shù)據(jù)安全，保護(hù)隱私；（4）支持本地交互；（5）自主獨(dú)立運(yùn)行。

不過，邊緣計(jì)算實(shí)現(xiàn)智能計(jì)算的邊緣化，比較依賴于集成在邊緣設(shè)備上的AI芯片。Gartner預(yù)計(jì)，在未來五年內(nèi)，專用AI芯片以及更強(qiáng)大的處理能力、存儲(chǔ)和其它先進(jìn)功能將被添加到更廣泛的邊緣設(shè)備中。

AI芯片的格局

AI芯片指的是針對(duì)人工智能算法做了特殊加速設(shè)計(jì)的芯片。現(xiàn)階段，這些人工智能算法一般以深度學(xué)習(xí)算法為主，也可以包括其它機(jī)器學(xué)習(xí)算法。

AI芯片可以讓人工智能軟件的效率達(dá)到最高，這對(duì)計(jì)算實(shí)時(shí)性要求高的邊緣計(jì)算設(shè)備至關(guān)重要。未來在AI領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)一定是“軟硬結(jié)合”，越來越多的公司開始布局AI芯片的架構(gòu)設(shè)計(jì)。可以預(yù)見的是，萬物互聯(lián)時(shí)代將掀起邊緣設(shè)備領(lǐng)域AI芯片產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的新浪潮。

今年上半年，CompassIntelligence公司發(fā)布了AI芯片組的指數(shù)排名（AIChipsetIndex）。該指數(shù)主要關(guān)注AI芯片組的軟硬件指標(biāo)，包括中央處理器（CPU）、圖形處理器（GPU）、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器（NNP）、專用集成電路（ASIC）、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）、精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)（RISC）處理器、加速器等。

根據(jù)AI芯片組應(yīng)用對(duì)象，可分為：云計(jì)算服務(wù)器和邊緣計(jì)算設(shè)備（手機(jī)、自動(dòng)駕駛、智能家居）等。云端服務(wù)器使用的AI芯片特點(diǎn)是性能強(qiáng)大、支持大量運(yùn)算并發(fā)、支持多種AI應(yīng)用，如自然語言處理、音視頻處理、圖像識(shí)別等。而在邊緣設(shè)備端，AI芯片的顯著特點(diǎn)是體積小、耗電少，通常聚焦有限的AI應(yīng)用。

借助于AI芯片，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以更快地運(yùn)行并且消耗更少的功率。Google在2016年發(fā)布了TPU（TensorProcessUnit），并且在今年五月份發(fā)布了第三代版本，這塊芯片專門為TensorFlow框架設(shè)計(jì)，運(yùn)行在Google的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器端。

針對(duì)邊緣計(jì)算，Google兩個(gè)月前發(fā)布了EdgeTPU，這是一款運(yùn)行在TensorFlowLite計(jì)算框架上，為移動(dòng)或物聯(lián)網(wǎng)邊緣設(shè)備運(yùn)行機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用程序的專用芯片。蘋果公司去年發(fā)布在iPhoneX手機(jī)上的內(nèi)置芯片A11Bionic具備雙核架構(gòu)NeuralEngine（神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理引擎），它每秒處理神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算需求的次數(shù)可達(dá)6000億次。

AI芯片的發(fā)展大大促進(jìn)了邊緣終端設(shè)備的發(fā)展，推動(dòng)了數(shù)據(jù)采集手段的增加以及計(jì)算能力的極大提升，進(jìn)而也帶來應(yīng)用場(chǎng)景的豐富，并反推AI芯片計(jì)算能力和制造工藝的進(jìn)步。

場(chǎng)景應(yīng)用的變革

邊緣計(jì)算技術(shù)與其所依賴的AI芯片相互促進(jìn)和迭代發(fā)展，在萬物互聯(lián)的時(shí)代，將帶來更多傳統(tǒng)應(yīng)用的變革以及新的應(yīng)用場(chǎng)景的出現(xiàn)。

（1）邊緣計(jì)算視頻監(jiān)控。針對(duì)新型犯罪及社會(huì)管理等公共安全問題，以云計(jì)算和萬物互聯(lián)技術(shù)為基礎(chǔ)的邊緣計(jì)算和視頻監(jiān)控技術(shù)，可以提高視頻監(jiān)控系統(tǒng)前端攝像頭的智能處理能力，進(jìn)而提高視頻監(jiān)控系統(tǒng)的防范刑事犯罪和恐怖襲擊的能力。

（2）智能家居。如本文開頭描述的生活場(chǎng)景，萬物互聯(lián)技術(shù)的普及將為家居生活帶來越來越智能化的應(yīng)用，比如智能照明控制系統(tǒng)、智能電視、智能空調(diào)、智能掃地機(jī)器人等。這些硬件不僅僅是在名字上添加上“智能”二字，實(shí)際上在智能家居環(huán)境中，除了依托聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，還需在房間角落、管道節(jié)點(diǎn)、地板和墻壁等部位部署眾多無線傳感器和控制器。此外，出于對(duì)家庭敏感數(shù)據(jù)的保護(hù)，智能家居系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理必須依賴邊緣計(jì)算來解決。

（3）智慧城市。如果將智能家居的應(yīng)用場(chǎng)景放大到一個(gè)社區(qū)或城市，將在公共安全、健康數(shù)據(jù)、公共設(shè)施、交通運(yùn)輸?shù)缺姸嗉?xì)分領(lǐng)域產(chǎn)生極大的應(yīng)用價(jià)值。這里應(yīng)用邊緣計(jì)算的初衷更多是出于成本和效率考慮，在一個(gè)八百萬人口規(guī)模的城市，每小時(shí)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量可能達(dá)到100PB，采用傳統(tǒng)云計(jì)算處理方式將給網(wǎng)絡(luò)帶寬帶來極大的壓力，城市各角落的邊緣設(shè)備實(shí)時(shí)處理和收集數(shù)據(jù)將帶來效率上的極大提升。

（4）自動(dòng)駕駛技術(shù)與智能交通。在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，邊緣計(jì)算至關(guān)重要，因?yàn)樽詣?dòng)駕駛汽車上數(shù)百個(gè)傳感器每小時(shí)將產(chǎn)生40TB的數(shù)據(jù)量。從安全性的角度而不是從成本的角度考慮，數(shù)據(jù)的處理必須實(shí)時(shí)完成，當(dāng)遇到緊急情況時(shí)，比如汽車前方突然出現(xiàn)踢球玩耍的小孩，這時(shí)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)必須依賴實(shí)時(shí)高效的邊緣計(jì)算給予決策支持，并作出應(yīng)急處理：剎車！

越來越多的城市已經(jīng)開始部署智能交通控制系統(tǒng)，這樣的智能控制系統(tǒng)，依賴于在各交通要塞部位部署的邊緣計(jì)算服務(wù)器，通過街邊數(shù)不清的攝像頭和傳感器對(duì)交通的實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控、預(yù)警和優(yōu)化調(diào)度。

（5）智慧金融。近年來，AI技術(shù)正在金融領(lǐng)域大放異彩：智能風(fēng)控技術(shù)、智能投顧、智能客服等。結(jié)合邊緣計(jì)算，AI將在賦能金融的道路上釋放出更多能量：

（1）智能身份認(rèn)證，人臉識(shí)別與聲紋識(shí)別技術(shù)可以通過邊緣設(shè)備的計(jì)算能力，為金融機(jī)構(gòu)提供更為高效的用戶身份認(rèn)證手段，提升金融服務(wù)的安全性；

（2）智能化的供應(yīng)鏈金融，邊緣計(jì)算能力的提升必然帶來智能倉(cāng)儲(chǔ)和智能物流的發(fā)展，這為供應(yīng)鏈金融提供安全保障以及場(chǎng)景依據(jù)，比如物流倉(cāng)庫(kù)和港口碼頭的質(zhì)押貨物監(jiān)控等。

場(chǎng)景的變革在不知不覺中發(fā)生，生活的節(jié)奏在悄無聲息地改變。無論是邊緣計(jì)算，還是AI，抑或是新技術(shù)革命下的物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、萬物互聯(lián)網(wǎng)，這些技術(shù)和概念帶給我們的不僅僅是體驗(yàn)的變化，還有認(rèn)知的爆炸。唯一無法改變的是技術(shù)的不斷進(jìn)步。

來源：蘇寧財(cái)富資訊;作者：蘇寧金融研究院研究員李加慶