“云計算”不夠用還要探索“霧計算”！全球首

張江，上?？萍即髮W(xué)，世界首個(gè)專(zhuān)門(mén)從事霧計算技術(shù)研究的上海霧計算實(shí)驗室坐落于此。有別于，霧計算通過(guò)分散的架構，更接近終端用戶(hù)，利用靠近服務(wù)需求的計算資源進(jìn)行數據處理?！办F計算已經(jīng)成為國際研究熱點(diǎn)?！敝锌圃簾o(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)與通信重點(diǎn)實(shí)驗室主任、上海霧計算實(shí)驗室聯(lián)合主任楊旸教授表示。

更符合物聯(lián)網(wǎng)應用

相較于家喻戶(hù)曉的云計算，“霧計算”可以說(shuō)是個(gè)新鮮詞。云計算通過(guò)大量數據搜集，解決的是智能集中化?！昂帽燃彝ブ?，媽媽是‘云’，孩子是‘需求端’，爸爸是‘管道’。管道負責將需求傳遞給云，云來(lái)做決策?！睏顣D打了個(gè)生動(dòng)的比方。過(guò)去十年，“云管端”的運行模式一直維持著(zhù)。

隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)應用的飛速發(fā)展，底層的傳感器數量、類(lèi)型和需求都爆發(fā)式增長(cháng)。再把所有的數據通過(guò)管道傳到云端，管和云都會(huì )不堪重負了，也會(huì )造成決策上的延時(shí)?！斑@種情況在無(wú)人駕駛等應用中是無(wú)法接受的?！睏顣D說(shuō)，“所以我們要對‘云管端’的模式做出改進(jìn)，而最好的方式就是讓管道由‘透明’變得‘智能’起來(lái)。霧計算因此應運而生?！?/p>

霧計算與我們的生活息息相關(guān)，它就存在于我們每天交互的眾多智能產(chǎn)品中。霧計算就處于云的邊緣和各個(gè)傳感器之間，既可以高到云端做決策，也可以在每一個(gè)終端上進(jìn)行分析。大部分情況下，霧計算是局部集中，這也更符合物聯(lián)網(wǎng)在諸多行業(yè)中的廣泛應用需求?！熬秃孟駤寢尠岩徊糠趾?jiǎn)單的決策權交給了爸爸，因為爸爸本身就有判斷和處理信息的能力?！睏顣D再次用到家庭的類(lèi)比。

據介紹，霧計算的概念最早由美國思科公司在2012年提出，隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速研發(fā)和推廣應用，學(xué)術(shù)界和工業(yè)界對于將計算下沉很快達成共識。

圖說(shuō)：霧計算節點(diǎn)與機器人協(xié)同配合避障實(shí)驗 來(lái)源/郜陽(yáng) 攝

霧計算是云計算的延伸

云計算是集中式的、不實(shí)時(shí)互通的、很難進(jìn)行數據遷移，霧計算卻恰好與之互補?！办F計算設計的初衷就是為本地的節點(diǎn)和應用做服務(wù)的，注定了它是一個(gè)分布式的計算系統，也是一個(gè)共享的計算平臺?！睏顣D說(shuō)。霧計算勝在數量龐大，盡管各個(gè)節點(diǎn)的計算能力有限，但都會(huì )發(fā)揮作用；云計算則強調整體計算能力，由集中的高性能計算設備完成計算。

“霧計算也是云計算延伸的，霧和云之間也有接口?！睏顣D介紹，“其實(shí)一直以來(lái)，大家都希望讓計算離用戶(hù)更近。更分散、更迷你、更貼近用戶(hù)的‘霧’無(wú)疑會(huì )受到對數據處理的本地化和實(shí)時(shí)性有要求的物聯(lián)網(wǎng)應用歡迎?！?/p>

在上海霧計算實(shí)驗室聯(lián)合主任、上?？萍即髮W(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院副教授羅喜良看來(lái)，霧計算最大的特點(diǎn)是“以小博大”?！爱斆恳粋€(gè)節點(diǎn)都有了計算能力，事實(shí)上就打造了一個(gè)類(lèi)似自然界蜂群的群體智能，通過(guò)互相協(xié)作表現出宏觀(guān)智能?！毕啾扔谠朴嬎?，霧計算還具備抗毀性和穩定性等特征?！叭绻票还テ?，就群龍無(wú)首了；霧計算由于是分布式架構，即使一些計算節點(diǎn)遭到破壞使得數量變少，但工作還能維持?！绷_喜良說(shuō)。

霧計算節點(diǎn)沖刺3.0時(shí)代

基于對霧計算廣闊前景的敏銳洞察，ARM、思科、戴爾、英特爾、微軟和普林斯頓大學(xué)于2015年11月建立了國際霧計算產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟，中科院上海微系統與信息技術(shù)研究所是大陸地區第一個(gè)加入此聯(lián)盟的單位。目前聯(lián)盟大中華區已有10多家成員，包括上?？萍即髮W(xué)、中興通訊和富士康等高校和企業(yè)。

去年4月24日，國際霧計算產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟大中華區在上海宣布成立。同日，上?？萍即髮W(xué)與中國科學(xué)院上海微系統與信息技術(shù)研究所聯(lián)合創(chuàng )辦“上海霧計算實(shí)驗室”，這也是世界上首個(gè)專(zhuān)門(mén)從事霧計算技術(shù)研究的實(shí)驗室。

去年7月，上海霧計算實(shí)驗室發(fā)布第一代霧計算節點(diǎn)原型?！八^霧計算節點(diǎn)，實(shí)際上是一個(gè)計算單元。它比底層的傳感器要強大，也可以共享，另外各節點(diǎn)和物聯(lián)網(wǎng)應用節點(diǎn)之間能夠通過(guò)不同無(wú)線(xiàn)技術(shù)互相通信?！睏顣D介紹。去年年底，第二代霧計算節點(diǎn)面世。在第一代的基礎上，第二代霧計算節點(diǎn)朝小型化、便攜式方向發(fā)展?！?.0時(shí)代，我們想把節點(diǎn)做成有指向性的SoC芯片，當然它同樣具有計算、通信和信號處理等能力?！绷_喜良表示。

據悉，實(shí)驗室在進(jìn)行技術(shù)研發(fā)的同時(shí)，還在積極推進(jìn)國內外標準化制定和商業(yè)模式探索。

前景廣闊但挑戰不小

有些用戶(hù)需求和數據經(jīng)過(guò)分布式的霧計算節點(diǎn)處理后無(wú)需再上傳云端，更好滿(mǎn)足了實(shí)時(shí)服務(wù)的需求，其特有的靈活配置、低成本等優(yōu)勢也讓其前景被普遍看好。 羅喜良表示，“‘雙十一’那天相信很多人都有網(wǎng)卡的經(jīng)歷，這就是數據集中到云端延時(shí)的一個(gè)典型表現。當數據處理分散到本地后，這樣的情況就會(huì )大大減少?！痹诮鉀Q交通擁堵、勘測復雜地形、視頻監控等方面，霧計算也都能大顯身手。

資源的共享是霧計算的創(chuàng )新之處，也是其面臨的挑戰。陌生人的節點(diǎn)是否值得信任、能否處于可控狀態(tài)是當前需要解決的問(wèn)題。如何在計算與通信之間謀求平衡也是下一階段要攻克的難題?！按送?，各行業(yè)應用各有所需，如何讓霧計算與應用適配，需要我們在實(shí)踐中摸索規律?！睏顣D表示。