Bạn đã nghe nói nhiều và đã rất quen thuộc với điện toán đám mây. Tôi biết chắc điều đó. Trong điện toán đám mây, chúng ta chỉ thực hiện các chức năng như quản lý dữ liệu, lưu trữ và truy xuất dữ liệu từ các thiết bị khác qua hệ thống mạng riêng ảo hoặc Internet. Hôm nay chúng ta sẽ tìm hiểu một chút tổng quan về điện toán biên (edge computing) và tính hữu ích của nó trong thế hệ công nghệ tiếp theo.
Lịch sử của điện toán biên?
Vào những năm 1990, khái niệm chủ đạo về điện toán biên đã được biết đến khi Akamai giải quyết thách thức tắc nghẽn lưu lượng truy cập web bằng cách giới thiệu giải pháp mạng phân phối nội dung (CDN). Công nghệ này bao gồm các node mạng lưu trữ phương tiện cố định trên các khu vực gần người dùng cuối nhất.
Ngày nay, điện toán biên đưa khái niệm này tiến thêm một bước nữa, mang sức mạnh xử lý đến các node ở rìa mạng để xử lý thông tin và cung cấp dịch vụ cho người dùng cuối.
Vậy, điện toán biên là gì?
Điện toán biên có thể xem như một dạng điện toán đám mây nâng cao. Cả hai đều là những công nghệ không thể đảo ngược và không thể thay thế lẫn nhau. Trong điện toán biên, thay vì được gửi đến trung tâm dữ liệu hoặc đám mây chính, nó được xử lý hoặc phân tích bởi chính thiết bị hoặc bởi máy chủ điện toán cục bộ. Quyền truy cập điện toán biên ở đầu cuối của khách hàng, chẳng hạn như máy tính của người dùng hoặc thiết bị IoT, hoặc bất kỳ máy chủ biên nào được kết nối với internet, để có thể chạy các tiến trình, ở đây chúng ta đưa tài nguyên xử lý đến rìa mạng để giảm kết nối từ xa giữa máy khách và máy chủ. Nó làm giảm độ trễ, mức tiêu thụ băng thông và mức độ căng thẳng trên các máy chủ điện toán lớn cung cấp khả năng xử lý dữ liệu theo thời gian thực nhanh chóng. Điều quan trọng cần rút ra là về mặt địa lý, biên mạng gần với máy của người dùng hơn so với máy chủ gốc hoặc máy chủ đám mây.
Máy tính biên (Edge computer)
Trong điện toán biên, bạn cần một thiết bị hoặc tài nguyên bên ngoài. Thông thường, với toán đám mây, chúng ta sẽ thấy có 2 máy tính (server) hoạt động, máy chủ trên đám mây và thiết bị của người dùng. Tuy nhiên, trong điện toán biên, chúng ta có 3 máy tính – có một node khác giữa máy của người dùng cuối và máy chủ đám mây được gọi là thiết bị biên (edge device).
Các ứng dụng của điện toán biên?
Xe tự hành: Vì công nghệ điện toán ranh giới có thể cung cấp cho chúng ta thông tin theo thời gian thực không chậm trễ, nên nó sẽ thực sự hữu ích trong ô tô tự lái, nơi cảm biến phương tiện hoặc thiết bị IOT yêu cầu thông tin thời gian thực về giao thông của khu vực xung quanh. Khi được triển khai, các phương tiện tự hành có thể giao tiếp và chạy liền mạch. Nó sẽ giúp quản lý giao thông thành phố hiệu quả.
Tại hiện trường: Cảm biến nhiệt tại hiện trường thu thập dữ liệu có giá trị. Nhưng dữ liệu đó không được phân tích hoặc sắp xếp theo thời gian thực. Các thiết bị biên có thể giúp lưu trữ, sắp xếp, phân tích sơ bộ dữ liệu đó, sau đó phân phối dữ liệu đó đến các ứng dụng tập trung hoặc một số hình thức lưu trữ dài hạn, trên đám mây hoặc tại chỗ. Hành trình này sẽ không nhạy cảm về thời gian hay bị trễ. Và bởi vì dữ liệu đó được sắp xếp trước tại biên, lưu lượng được gửi đi sẽ có khối lượng giảm đi đáng kể. Ưu điểm của điện toán biên là thời gian đáp ứng nhanh hơn cho các nhu cầu của ứng dụng. Nhược điểm có thể đó là mối lo ngại về bảo mật. Vì dữ liệu sẽ được truyền và phân tích một cách có hệ thống, cho nên điều quan trọng nhất là đảm bảo tính bảo mật cho thiết bị IoT.
Nhiều ứng dụng khác cũng có thể được thực hiện với điện toán biên như chăm sóc bệnh nhân trong bệnh viện, quản lý giao thông, giám sát từ xa trong ngành dầu khí, bảo trì dự đoán, v.v.
Những thách thức của điện toán biên là gì?
Cơ sở hạ tầng hiện tại của mạng viễn thông không thể hỗ trợ xử lý dữ liệu theo thời gian thực bằng IoT hoặc các thiết bị biên. Cần có một nền tảng mạng mạnh mẽ với nhiều trạm gốc nhỏ hơn với bước sóng cao hơn để vận hành trơn tru. Chúng ta cần các công cụ chính xác để cung cấp mạng. Và đây là điều khiến chúng ta đang hướng tới thế hệ mạng tiếp theo, mạng 5G. Triển khai mạng 5G thực sự là một trong những thách thức.
Một thách thức khác là sự an toàn của các thiết bị đầu vào. Để bảo vệ dữ liệu cá nhân hoặc thông tin theo thời gian thực trên các thiết bị biên, chúng ta cần đến một hệ thống an ninh mạng tiên tiến có thể phù hợp với các thiết bị biên.
Tuy nhiên, nhu cầu xử lý theo yêu cầu, xử lý dữ liệu thời gian thực và Internet of Things sẽ làm tăng việc sử dụng các công nghệ này và các nhà phát triển và cung cấp giải pháp điện toán biên chắc chắn sẽ tìm ra cách vượt qua những thách thức này.
Bài viết liên quan
- NVIDIA giới thiệu nền tảng microservice Metropolis để chạy ứng dụng Edge AI trên Jetson
- Phát triển ứng dụng AI tại biên với NVIDIA Jetson AGX Orin & Developer Kit
- NVIDIA Jetson AGX Orin 32GB Production Modules Now Available; Partner Ecosystem Appliances and Servers Arrive
- Xây dựng mô hình ngôn ngữ lớn (LLM) riêng tư, an toàn trên mạng 5G riêng
- Tăng cường sức mạnh cho Edge AI với nền tảng NVIDIA MGX
- Tăng cường năng lực cho các ứng dụng Edge AI với các giải pháp GPU tiêu thụ điện thấp