ما هي الحوسبة المتطورة ولماذا هي مهمة؟

 تعمل الحوسبة المتطورة على تحويل كيفية تخزين البيانات التي يتم إنشاؤها بواسطة مليارات من إنترنت الأشياء والأجهزة الأخرى ومعالجتها وتحليلها ونقلها.

كان الهدف المبكر لحوسبة الحافة هو تقليل تكاليف النطاق الترددي المرتبطة بنقل البيانات الأولية من مكان إنشائها إلى مركز بيانات المؤسسة أو السحابة. في الآونة الأخيرة ، أدى ظهور التطبيقات في الوقت الفعلي التي تتطلب الحد الأدنى من زمن الوصول ، مثل المركبات المستقلة وتحليلات الفيديو متعددة الكاميرات ، إلى دفع هذا المفهوم إلى الأمام.

يرتبط النشر العالمي المستمر لمعيار 5G اللاسلكي بالحوسبة المتطورة لأن 5G تتيح معالجة أسرع لهذه الحالات والتطبيقات المتطورة وذات زمن الوصول المنخفض.

ما هي حوسبة الحافة؟

 يعرّف Gartner الحوسبة المتطورة بأنها "جزء من طوبولوجيا الحوسبة الموزعة حيث توجد معالجة المعلومات بالقرب من الحافة - حيث تنتج الأشياء والأشخاص هذه المعلومات أو يستهلكونها."

في أبسط مستوياتها ، تجعل الحوسبة المتطورة الحوسبة وتخزين البيانات أقرب إلى الأجهزة التي يتم تجميعها فيها ، بدلاً من الاعتماد على موقع مركزي يمكن أن يكون على بعد آلاف الأميال. يتم ذلك حتى لا تعاني البيانات ، وخاصة البيانات في الوقت الفعلي ، من مشكلات زمن الوصول التي يمكن أن تؤثر على أداء التطبيق. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للشركات توفير المال من خلال إجراء المعالجة محليًا ، مما يقلل من كمية البيانات التي يجب إرسالها إلى موقع مركزي أو مستند إلى السحابة.

فكر في الأجهزة التي تراقب معدات التصنيع في أرض المصنع أو كاميرا فيديو متصلة بالإنترنت ترسل لقطات حية من مكتب بعيد. في حين أن جهازًا واحدًا ينتج البيانات يمكنه نقلها عبر الشبكة بسهولة تامة ، تظهر المشكلات عندما يزداد عدد الأجهزة التي تنقل البيانات في نفس الوقت. بدلاً من أن تنقل كاميرا فيديو واحدة لقطات حية ، اضربها بمئات أو آلاف الأجهزة. لن تتأثر الجودة فقط بسبب الكمون ، ولكن تكاليف النطاق الترددي يمكن أن تكون فلكية.

تساعد أجهزة وخدمات الحوسبة المتطورة في حل هذه المشكلة من خلال توفير مصدر محلي للمعالجة والتخزين للعديد من هذه الأنظمة. يمكن لبوابة الحافة ، على سبيل المثال ، معالجة البيانات من جهاز الحافة ، ثم إرسال البيانات ذات الصلة فقط مرة أخرى عبر السحابة. أو يمكنه إرسال البيانات مرة أخرى إلى جهاز الحافة في حالة احتياجات التطبيق في الوقت الفعلي. (راجع أيضًا: بوابات Edge هي عوامل تمكين متينة ومرنة لإنترنت الأشياء )

ما هي العلاقة بين 5G والحوسبة المتطورة؟

بينما يمكن نشر الحوسبة الطرفية على شبكات أخرى غير 5G (مثل 4G LTE) ، فإن العكس ليس صحيحًا بالضرورة. بمعنى آخر ، لا يمكن للشركات الاستفادة حقًا من 5G ما لم يكن لديها بنية تحتية للحوسبة المتطورة.

يقول Dave McCarthy ، مدير الأبحاث لاستراتيجيات الحافة في IDC.

يوافق مهاديف ساتيانارايانان ، أستاذ علوم الكمبيوتر في جامعة كارنيجي ميلون ، الذي شارك في تأليف ورقة بحثية لأول مرة في عام 2009 مهد الطريق للحوسبة المتطورة. "إذا كان عليك العودة إلى مركز البيانات عبر البلد أو أي طرف آخر من العالم ، فما الفرق الذي يحدثه ذلك ، حتى لو كان صفرًا من المللي ثانية في القفزة الأخيرة."

مع انتشار المزيد من شبكات 5G ، ستستمر العلاقة بين الحوسبة المتطورة والشبكات اللاسلكية 5G معًا ، لكن لا يزال بإمكان الشركات نشر البنية التحتية للحوسبة المتطورة من خلال نماذج الشبكات المختلفة ، بما في ذلك السلكية وحتى Wi-Fi ، إذا لزم الأمر. ومع ذلك ، مع السرعات العالية التي تقدمها 5G ، لا سيما في المناطق الريفية التي لا تخدمها الشبكات السلكية ، فمن المرجح أن تستخدم البنية التحتية المتطورة شبكة 5G. 

كيف تعمل الحوسبة المتطورة؟

يمكن أن تكون البنية المادية للحافة معقدة ، لكن الفكرة الأساسية هي أن أجهزة العميل تتصل بوحدة حافة قريبة من أجل معالجة أكثر استجابة وعمليات أكثر سلاسة. يمكن أن تشتمل الأجهزة المتطورة على مستشعرات إنترنت الأشياء أو كمبيوتر محمول للموظف أو أحدث هواتفهم الذكية أو كاميرات المراقبة أو حتى فرن الميكروويف المتصل بالإنترنت في غرفة استراحة المكتب.

في بيئة صناعية ، يمكن أن يكون جهاز الحافة روبوتًا متحركًا ذاتيًا ، وذراعًا آليًا في مصنع سيارات. في مجال الرعاية الصحية ، يمكن أن يكون نظامًا جراحيًا متطورًا يوفر للأطباء القدرة على إجراء الجراحة من مواقع بعيدة. تعتبر بوابات الحافة نفسها أجهزة متطورة داخل بنية أساسية للحوسبة المتطورة. تختلف المصطلحات ، لذلك قد تسمع الوحدات النمطية التي تسمى خوادم الحافة أو بوابات الحافة.

في حين أن العديد من بوابات أو خوادم الحافة سيتم نشرها من قبل مزودي الخدمة الذين يتطلعون إلى دعم شبكة الحافة (Verizon ، على سبيل المثال ، لشبكة 5G الخاصة بها) ، فإن الشركات التي تتطلع إلى اعتماد شبكة حافة خاصة ستحتاج إلى النظر في هذا الجهاز أيضًا.

كيفية شراء ونشر أنظمة الحوسبة المتطورة

يمكن أن تختلف طريقة شراء نظام الحافة ونشره على نطاق واسع. في أحد طرفي الطيف ، قد ترغب الشركة في التعامل مع الكثير من العملية من نهايتها. قد يتضمن ذلك اختيار أجهزة متطورة ، ربما من بائع أجهزة مثل Dell أو HPE أو IBM ، وتصميم شبكة مناسبة لاحتياجات حالة الاستخدام ، وشراء برامج الإدارة والتحليل.

هذا كثير من العمل وسيتطلب قدرًا كبيرًا من الخبرة الداخلية في جانب تكنولوجيا المعلومات ، ولكن لا يزال من الممكن أن يكون خيارًا جذابًا لمؤسسة كبيرة تريد نشر حافة مخصص بالكامل.

على الطرف الآخر من الطيف ، يقوم البائعون في قطاعات معينة بتسويق الخدمات المتطورة التي سيديرونها لك بشكل متزايد. يمكن للمؤسسة التي ترغب في السير في هذا الطريق أن تطلب ببساطة من البائع تثبيت أجهزتها وبرامجها وشبكاتها الخاصة ودفع رسوم منتظمة للاستخدام والصيانة. تندرج عروض إنترنت الأشياء من شركات مثل GE و Siemens ضمن هذه الفئة.

يتميز هذا النهج بكونه سهلًا وخاليًا نسبيًا من المتاعب من حيث النشر ، ولكن الخدمات المدارة بشدة مثل هذه قد لا تكون متاحة لكل حالة استخدام.

ما هي بعض الأمثلة على الحوسبة المتطورة؟ 

تمامًا كما يستمر عدد الأجهزة المتصلة بالإنترنت في الارتفاع ، كذلك يزداد عدد حالات الاستخدام حيث يمكن للحوسبة المتطورة إما توفير أموال الشركة أو الاستفادة من زمن الوصول المنخفض للغاية.

على سبيل المثال ، تصف شركة Verizon Business العديد من السيناريوهات المتطورة بما في ذلك عمليات مراقبة الجودة في نهاية العمر الافتراضي لمعدات التصنيع ؛ استخدام شبكات 5G edge لإنشاء أنظمة إيكولوجية للشبكات منبثقة تغير طريقة بث المحتوى المباشر بزمن انتقال أقل من ثانية ؛ استخدام مستشعرات مزودة بحافة لتوفير تصوير مفصل للحشود في الأماكن العامة لتحسين الصحة والسلامة ؛ سلامة التصنيع الآلي ، والتي تعزز المراقبة في الوقت الحقيقي تقريبًا لإرسال تنبيهات حول الظروف المتغيرة لمنع الحوادث ؛ لوجستيات التصنيع ، والتي تهدف إلى تحسين الكفاءة من خلال العملية من الإنتاج إلى شحن البضائع النهائية ؛ وإنشاء نماذج دقيقة لجودة المنتج عبر التقنيات الرقمية المزدوجة لاكتساب رؤى من عمليات التصنيع.

ستختلف الأجهزة المطلوبة لأنواع النشر المختلفة اختلافًا جوهريًا. سيضع المستخدمون الصناعيون ، على سبيل المثال ، علاوة على الموثوقية وزمن وصول منخفض ، مما يتطلب عقدًا متينة يمكن أن تعمل في بيئة قاسية بأرضية المصنع ، وروابط اتصال مخصصة (شبكات 5G خاصة أو شبكات Wi-Fi مخصصة أو حتى اتصالات سلكية ) لتحقيق أهدافهم.

على النقيض من ذلك ، سيظل مستخدمو الزراعة المتصلون بحاجة إلى جهاز حافة متين للتعامل مع النشر في الهواء الطلق ، لكن قطعة الاتصال قد تبدو مختلفة تمامًا - قد يظل زمن الانتقال المنخفض شرطًا لتنسيق حركة المعدات الثقيلة ، ولكن من المحتمل أن تكون المستشعرات البيئية للحصول على متطلبات بيانات ذات نطاق أعلى وأقل. قد يكون اتصال LP-WAN أو Sigfox أو ما شابه هو الخيار الأفضل هناك.

تمثل حالات الاستخدام الأخرى تحديات مختلفة تمامًا. يمكن لبائعي التجزئة استخدام العقد الطرفية كغرفة مقاصة داخل المتجر لمجموعة من الوظائف المختلفة ، وربط بيانات نقاط البيع جنبًا إلى جنب مع العروض الترويجية المستهدفة ، وتتبع حركة المرور على الأقدام ، والمزيد لتطبيق إدارة المتجر الموحد.

يمكن أن تكون قطعة الاتصال هنا بسيطة - شبكة Wi-Fi داخلية لكل جهاز - أو أكثر تعقيدًا ، مع Bluetooth أو اتصال آخر منخفض الطاقة يخدم تتبع حركة المرور والخدمات الترويجية ، وشبكة Wi-Fi مخصصة لنقاط البيع والنفس. -الدفع.

ما هي فوائد الحوسبة المتطورة؟

 بالنسبة للعديد من الشركات ، يمكن أن يكون توفير التكاليف وحده دافعًا لنشر الحوسبة المتطورة. ربما اكتشفت الشركات التي اعتمدت السحابة في البداية للعديد من تطبيقاتها أن تكاليف النطاق الترددي كانت أعلى من المتوقع ، وتتطلع إلى إيجاد بديل أقل تكلفة. قد تكون حوسبة الحافة مناسبة.

على الرغم من ذلك ، فإن أكبر فائدة للحوسبة المتطورة هي القدرة على معالجة البيانات وتخزينها بشكل أسرع ، مما يتيح المزيد من التطبيقات الفعالة في الوقت الفعلي والتي تعتبر بالغة الأهمية للشركات. قبل الحوسبة المتطورة ، يحتاج الهاتف الذكي الذي يمسح وجه شخص ما للتعرف على الوجه إلى تشغيل خوارزمية التعرف على الوجه من خلال خدمة قائمة على السحابة ، الأمر الذي سيستغرق الكثير من الوقت للمعالجة. باستخدام نموذج الحوسبة الطرفية ، يمكن تشغيل الخوارزمية محليًا على خادم أو بوابة ، أو حتى على الهاتف الذكي نفسه.

تتطلب التطبيقات مثل الواقع الافتراضي والواقع المعزز والسيارات ذاتية القيادة والمدن الذكية وحتى أنظمة أتمتة المباني هذا المستوى من المعالجة والاستجابة السريعة.

الحوسبة المتطورة والذكاء الاصطناعي

تواصل شركات مثل Nvidia تطوير الأجهزة التي تدرك الحاجة إلى مزيد من المعالجة على الحافة ، والتي تتضمن وحدات تتضمن وظائف الذكاء الاصطناعي المضمنة فيها. أحدث منتجات الشركة في هذا المجال هو مجموعة أدوات تطوير Jetson AGX Orin ، وهو كمبيوتر عملاق مدمج وموفر للطاقة ، يستهدف مطوري الروبوتات والآلات المستقلة والجيل التالي من أنظمة الحوسبة المدمجة والحافة.

تقدم Orin 275 تريليون عملية في الثانية (TOPS) ، وهو تحسن بمقدار 8 أضعاف عن نظام الشركة السابق Jetson AGX Xavier. كما يتضمن تحديثات في التعلم العميق وتسريع الرؤية وعرض النطاق الترددي للذاكرة ودعم المستشعر متعدد الوسائط.

بينما تتطلب خوارزميات الذكاء الاصطناعي كميات كبيرة من قوة المعالجة التي تعمل على الخدمات المستندة إلى السحابة ، فإن نمو شرائح الذكاء الاصطناعي التي يمكنها القيام بالعمل على الحافة سيشهد المزيد من الأنظمة التي تم إنشاؤها للتعامل مع هذه المهام.

مخاوف الخصوصية والأمان

من وجهة نظر الأمان ، يمكن أن تكون البيانات الموجودة على الحافة مزعجة ، خاصةً عندما يتم التعامل معها بواسطة أجهزة مختلفة قد لا تكون آمنة مثل الأنظمة المركزية أو القائمة على السحابة. مع تزايد عدد أجهزة إنترنت الأشياء ، من الضروري أن يتفهم قسم تكنولوجيا المعلومات مشكلات الأمان المحتملة ويتأكد من إمكانية تأمين هذه الأنظمة. يتضمن ذلك تشفير البيانات واستخدام طرق التحكم في الوصول وربما نفق VPN .

علاوة على ذلك ، يمكن أن يكون لاختلاف متطلبات الجهاز الخاصة بطاقة المعالجة والكهرباء والاتصال بالشبكة تأثير على موثوقية جهاز الحافة. هذا يجعل إدارة التكرار وتجاوز الفشل أمرًا ضروريًا للأجهزة التي تعالج البيانات عند الحافة لضمان تسليم البيانات ومعالجتها بشكل صحيح عند تعطل عقدة واحدة.

مدير الموقع

تطوير المواقع والبرمجة وامن المعلوميات

فيسبوك

تويتر

انستغرام

شارك هذا المنشور

اشترك في بريدنا الالكتروني لتتوصل باشعار فور نشر موضوع جديد

مواضيع ذات صلة