Điện toán biên – Edge Computing đang bùng nổ do lượng dữ liệu khổng lồ được tạo ra bởi các thiết bị IoT và IIoT. Khi mạng 5G phát triển và trở nên phổ biến hơn, sẽ có nhiều dữ liệu được tạo ra hơn bao giờ hết từ các thiết bị mới trực tuyến. Vì vậy, nhiều doanh nghiệp đang thấy rất hiệu quả khi sử dụng điện toán biên để thực hiện phân tích dữ liệu theo thời gian thực với độ trễ thấp. Tính toán biên đã cho phép xử lý cục bộ dữ liệu gần với nguồn tạo ra dữ liệu. Các chuyên gia ước tính rằng điện toán biên sẽ đạt đến đỉnh cao trong tương lai rất gần. Vì vậy, bạn có thể tự hỏi, điện toán biên là gì? Lợi ích của tính toán biên là gì? Và lợi thế trong điện toán biên là gì? Chúng tôi sẽ trả lời tất cả những câu hỏi này một cách chi tiết dưới đây.
Edge Computing là gì?
Edge Computing hay Điện toán biên là một khuôn khổ tính toán phi tập trung, nơi sức mạnh tính toán được đưa đến gần hơn với nguồn tạo ra dữ liệu. Máy tính Edge giống như các trung tâm dữ liệu mini xử lý và lưu trữ dữ liệu, chỉ gửi dữ liệu thiết yếu lên đám mây để lưu trữ hoặc xử lý hậu kỳ. Ví dụ: các giải pháp điện toán biên được triển khai gần với các thiết bị IoT và IIoT, mang lại khả năng thu thập, lưu trữ và xử lý dữ liệu theo thời gian thực. Điều này làm giảm độ trễ liên quan và giảm lượng băng thông internet yêu cầu của các thiết bị IoT.
Theo IBM, Gartner ước tính rằng 75% dữ liệu sẽ được xử lý bên ngoài các trung tâm dữ liệu truyền thống vào năm 2025
Điện toán biên đã thành công vì việc gửi tất cả dữ liệu được tạo ra bởi các thiết bị IoT và thiết bị IIoT đến một trung tâm dữ liệu tập trung để xử lý và lưu trữ dẫn đến các vấn đề về độ trễ và băng thông dễ dàng được giải quyết bằng điện toán biên.
Điện toán biên giảm bớt gánh nặng đặt lên các trung tâm dữ liệu bằng cách xử lý và lưu trữ cục bộ dữ liệu thiết bị IoT và IIoT tại nguồn nơi dữ liệu được tạo ra. Việc gửi ít dữ liệu hơn đến các trung tâm dữ liệu sẽ tiết kiệm cho các tổ chức triển khai các máy tính biên một khoản chi phí đáng kể về chi phí băng thông. Ngoài ra, xử lý dữ liệu cục bộ dẫn đến độ trễ ít hơn đáng kể vì dữ liệu không cần phải di chuyển khoảng cách xa từ thiết bị gốc đến trung tâm dữ liệu và quay lại. Khi 5G trở nên phổ biến hơn, điện toán biên sẽ trở nên phổ biến hơn và nhanh hơn, cải thiện trải nghiệm của các tổ chức vào điện toán biên.
Điện toán biên rất cần thiết cho các tổ chức và doanh nghiệp vì những hiểu biết sâu sắc được tạo ra bằng cách thu thập, xử lý và phân tích dữ liệu được tạo ra bởi hàng nghìn cảm biến và thiết bị được kết nối phổ biến trong các môi trường công nghiệp, chẳng hạn như các cơ sở sản xuất.
Phân tích dữ liệu được tạo ra bởi các thiết bị IoT và IIoT có thể cung cấp thông tin chi tiết sâu sắc về hoạt động của doanh nghiệp, cho phép các tổ chức hành động nhanh chóng trên dữ liệu thời gian thực. Khả năng phản ứng với thông tin chi tiết trong thời gian thực cho phép các doanh nghiệp và tổ chức cải thiện năng suất và chất lượng của sản phẩm hoặc dịch vụ do họ cung cấp. Điều đó nói lên rằng, để trích xuất những thông tin chi tiết vô giá từ dữ liệu của bạn, sức mạnh tính toán phải tiến gần đến nguồn tạo ra dữ liệu.
Điều đó nói lên rằng, mặc dù điện toán biên đang trở nên phổ biến rộng rãi, nhưng điện toán đám mây vẫn có vị trí của nó trong thế giới hiện đại ngày nay. Điện toán biên bổ sung cho điện toán đám mây bằng cách cho phép các ứng dụng yêu cầu xử lý dữ liệu thời gian thực, độ trễ thấp.
Edge trong Edge Computing là gì?
Trong ngữ cảnh của tính toán biên, Edge – Biên đề cập đến nguồn tạo ra dữ liệu. Ví dụ, nếu bạn có các thiết bị IoT hoặc cảm biến được triển khai để theo dõi sự phát triển của cây trồng, thì Biên sẽ nằm ở đâu đó gần với các cảm biến và thiết bị IoT tạo ra dữ liệu. Biên khác với đám mây, thường nằm cách xa các thiết bị tạo dữ liệu hàng nghìn km. Điều đó nói rằng, câu hỏi về đâu là Biên là khác nhau giữa ứng dụng này với ứng dụng khác vì nó phụ thuộc vào cấu trúc liên kết. Tuy nhiên, thông thường, Biên thường gần với các thiết bị tạo dữ liệu hơn là đám mây.
Lợi ích của điện toán biên là gì?
Độ trễ thấp
Một trong những lợi ích chính mà điện toán biên mang lại là nó mang lại độ trễ thấp hơn đáng kể so với điện toán đám mây. Độ trễ thấp là yếu tố quan trọng đối với các ứng dụng yêu cầu xử lý và phân tích dữ liệu thời gian thực trong đó mỗi phần nghìn giây đều có giá trị. Mặc dù một số ứng dụng có thể yêu cầu độ trễ 100 mili giây, nhưng có những ứng dụng quan trọng đòi hỏi độ trễ ít hơn đáng kể mà chỉ có thể đạt được bằng tính toán biên. Điện toán biên mang lại độ trễ thấp hơn vì các máy tính biên thường được triển khai gần nguồn tạo dữ liệu, giảm khoảng cách mà dữ liệu phải di chuyển để xử lý và phân tích.
Sử dụng băng thông thấp hơn
Lợi ích thứ hai của tính toán biên là nó làm giảm lượng băng thông internet cần thiết. Cần ít băng thông hơn cho tính toán biên vì dữ liệu được thu thập, lưu trữ và xử lý cục bộ trên các máy tính biên, phủ nhận nhu cầu chuyển tất cả dữ liệu thô đến trung tâm dữ liệu để xử lý và phân tích.
Điều đó nói rằng, xử lý dữ liệu cục bộ không có nghĩa là không có dữ liệu nào phải được gửi đến đám mây, mà là ít dữ liệu hơn phải được gửi đến đám mây. Điều này là như vậy bởi vì dữ liệu thiết lập các trình kích hoạt cụ thể được gửi đến đám mây để xử lý và phân tích hậu kỳ. Làm như vậy sẽ giảm lượng băng thông internet cần thiết. Đối với các doanh nghiệp và tổ chức đang sử dụng gói dữ liệu được đo lường, điều này sẽ giúp tiết kiệm chi phí đáng kể.
Giảm nhẹ gánh nặng cho các trung tâm dữ liệu
Với lượng dữ liệu ngày càng tăng theo cấp số nhân, các giải pháp thay thế đang được tìm kiếm để giảm bớt căng thẳng đặt lên các trung tâm dữ liệu. Tính toán biên có thể giảm bớt căng thẳng đặt lên trung tâm dữ liệu bằng cách lưu trữ và xử lý dữ liệu cục bộ trên các thiết bị tính toán biên. Edge computers đã trải qua một chặng đường dài và có thể được cấu hình với bộ vi xử lý mạnh mẽ và dung lượng lớn lưu trữ dữ liệu tốc độ cao, cho phép chúng xử lý và lưu trữ dữ liệu ở rìa thay vì đám mây.
Khối lượng công việc hợp nhất
Việc triển khai các thiết bị điện toán tiên tiến có thể tiết kiệm cho các doanh nghiệp và tổ chức một khoản tiền đáng kể bằng cách hợp nhất khối lượng công việc vào ít thiết bị hơn. Điều này cho phép các tổ chức giảm phần cứng của họ và giảm lỗi vì ít thành phần hơn có thể bị lỗi. Ngoài ra, bằng cách hợp nhất khối lượng công việc bằng cách sử dụng máy tính biên, các doanh nghiệp và tổ chức sẽ có ít thiết bị hơn để bảo trì và giám sát.
Bảo trì dự đoán
Một trong những lợi ích của việc triển khai máy tính biên là chúng cho phép bảo trì dự đoán. Tức là, các Máy tính cạnh chuyên dụng có thể giám sát dữ liệu được thu thập từ các thiết bị và cảm biến khác nhau để đảm bảo rằng máy móc và thiết bị đang hoạt động bình thường và tối ưu. Hơn nữa, các máy tính biên có thể sử dụng thuật toán AI và Machine Learning (ML) để phát hiện khi nào có khả năng xảy ra lỗi, thúc đẩy ban quản lý thực hiện bảo trì hoặc thay thế các thành phần trước khi xảy ra lỗi. Điều này có thể giúp doanh nghiệp tiết kiệm đáng kể thời gian và tiền bạc vì việc bảo trì có thể được thực hiện một cách thuận tiện mà không cần đột ngột ngừng sản xuất.
Bảo mật dữ liệu
Điện toán biên cung cấp bảo mật dữ liệu vì ít dữ liệu phải đi đến trung tâm dữ liệu hơn, giảm nguy cơ dữ liệu bị xử lý sai hoặc bị chiếm đoạt khi nó truyền đến trung tâm dữ liệu. Ngoài ra, các máy tính biên được trang bị TPM 2.0, bảo vệ thiết bị thông qua xác thực và quản lý khóa. Ngoài ra, việc phân phối quá trình xử lý, lưu trữ và ứng dụng trên nhiều thiết bị máy tính khác nhau khiến cho một sự cố gián đoạn khó có thể phá hủy toàn bộ mạng.
Độ tin cậy
Phần cứng cho điện toán biên được tăng cường, làm cho máy tính cạnh trở nên đáng tin cậy hơn bao giờ hết. Các máy tính này với thiết kế nguyên khối, không quạt được triển khai trong các môi trường từ xa và đầy thử thách trong khi chúng chịu được các yếu tố môi trường khắc nghiệt mà máy chủ và máy tính để bàn thông thường không thể chịu đựng được. Ngoài ra, máy tính Edge được trang bị nhiều tùy chọn kết nối có dây và không dây khác nhau, đảm bảo rằng các thiết bị cạnh vẫn được kết nối với internet ngay cả trong môi trường từ xa nơi không phải lúc nào cũng có kết nối internet ổn định.
Tại sao Edge Computing lại quan trọng?
Điện toán biên rất quan trọng vì nó cần thiết để đáp ứng sự gia tăng đáng kể của dữ liệu được tạo ra bởi các thiết bị IoT và IIoT. Tất cả dữ liệu thô được tạo phải được xử lý và lưu trữ, đòi hỏi các thiết bị tính toán biên xử lý và lưu trữ dữ liệu cục bộ để giảm bớt gánh nặng cho các trung tâm dữ liệu.
Máy tính Edge giống như các trung tâm dữ liệu mini nằm gần nguồn phát sinh dữ liệu. Máy tính Edge có thể giảm bớt căng thẳng cho các trung tâm dữ liệu bằng cách xử lý và lưu trữ dữ liệu cục bộ, chỉ đẩy dữ liệu thiết yếu cụ thể lên đám mây. Điện toán biên khác với điện toán đám mây ở chỗ hầu hết dữ liệu được xử lý và lưu trữ cục bộ, chỉ một số dữ liệu có liên quan hoặc quan trọng được gửi lên đám mây. Điều này làm giảm đáng kể lượng dữ liệu mà các trung tâm dữ liệu phải xử lý hoặc lưu trữ.
Lấy ví dụ như hệ thống giám sát. Trong các hệ thống cũ, tất cả các video thô đã được tải lên đám mây để theo dõi từ xa. Tuy nhiên, các hệ thống giám sát thông minh được trang bị các máy tính Edge lưu trữ, xử lý và phân tích video, chỉ tải lên video quan trọng gây kích hoạt cụ thể lên đám mây để theo dõi và điều khiển từ xa. Việc chỉ gửi một số video so với gửi toàn bộ cảnh video làm giảm đáng kể sự căng thẳng đặt lên các trung tâm dữ liệu. Vì vậy, không có nghi ngờ gì rằng điện toán biên sẽ đóng một vai trò quan trọng trong tương lai để giảm bớt căng thẳng đặt lên các trung tâm dữ liệu từ sự bùng nổ dữ liệu.
Computing At The Edge: Rugged Edge Computing
Các máy tính biên được triển khai ở rìa thường được thiết kế chắc chắn để chịu đựng các môi trường đầy thử thách mà chúng được triển khai. Các hệ thống được triển khai trong các nhà máy, cơ sở sản xuất và ngoài trời phải có khả năng chịu được việc tiếp xúc với các điều kiện môi trường khắc nghiệt mà các máy tính để bàn thông thường cấp cho người tiêu dùng không có khả năng xử lý.
Các Máy tính Edge có thiết kế chắc chắn và không có quạt, có nghĩa là chúng được làm mát thụ động thông qua việc sử dụng các bộ tản nhiệt. Máy tính cạnh làm mát thụ động cho phép các nhà sản xuất hệ thống loại bỏ tất cả các khe hở, khiến bụi và các hạt nhỏ khó xâm nhập vào hệ thống và làm hỏng các bộ phận nhạy cảm bên trong.
Ngoài ra, các máy tính Edge được trang bị dải nhiệt độ hoạt động rộng, từ -40 °C đến 85 °C. Có nhiệt độ hoạt động rộng cho phép người triển khai triển khai chúng trong môi trường cực kỳ lạnh hoặc nóng.
Hơn nữa, những PC này được trang bị khả năng chống sốc và chống rung. Hệ thống có khả năng chịu va đập 5G và rung 50GRM theo tiêu chuẩn MIL-STD-810G. Điều này cho phép các tổ chức triển khai hệ thống trong môi trường mà máy tính công nghiệp sẽ phải chịu va đập và rung lắc thường xuyên và liên tục.
Ngoài ra, các giải pháp điện toán biên cũng được trang bị các tính năng kết nối phong phú giúp các máy tính công nghiệp bền bỉ kết nối với internet cho dù môi trường triển khai ở xa đến đâu. Hệ thống được trang bị Wi-Fi 6 cho kết nối cực nhanh, độ trễ thấp và ổ cắm SIM, cho kết nối 4G, LTE hoặc 5G dự phòng.
Ứng dụng của Điện toán biên – Edge Computing
Quản lý phương tiện, đội xe
Các Máy tính Edge chắc chắn thường được triển khai trong đội xe để quản lý đội xe một cách thông minh vì chúng có thể khai thác vào mạng CANBus của xe, thu thập và chuyển tiếp nhiều loại thông tin phong phú, chẳng hạn như tốc độ xe, tốc độ động cơ, góc lái, số dặm đã lái, nhu cầu bảo trì. Khi thông tin được chuyển tiếp đến đám mây, người quản lý đội xe có thể theo dõi hiệu suất của đội xe của họ và cải thiện chúng bằng cách sử dụng những thông tin chi tiết có giá trị thu thập được từ lượng dữ liệu khổng lồ được thu thập từ các phương tiện của đội. Người quản lý đội xe có thể sử dụng dữ liệu để tối ưu hóa các tuyến đường, tối ưu hóa lịch trình và thực hiện bảo trì dự đoán trên các phương tiện của đội. Điều này cải thiện hiệu suất của đội xe và giảm chi phí hoạt động.
Tự động hóa & Điều khiển Công nghiệp
Máy tính Edge cũng thường được sử dụng trong các cơ sở sản xuất sản phẩm cho mục đích tự động hóa và điều khiển công nghiệp. Ví dụ, máy tính Edge cho phép giao tiếp giữa máy móc, cảm biến và thiết bị. Ngoài ra, chúng cho phép giao tiếp giữa các thiết bị như vậy và internet, cho phép chúng tải thông tin quan trọng lên đám mây để theo dõi và điều khiển từ xa. Ngoài ra, các máy tính biên có khả năng hợp nhất khối lượng công việc bằng cách nhóm nhiều hoạt động vào một hệ thống duy nhất. Điều này đơn giản hóa hệ thống và mang lại hiệu quả tốt hơn.
Giám sát từ xa dầu khí
Các máy tính Edge thường được triển khai trong các mỏ dầu khí để theo dõi và kiểm soát lượng tài sản khổng lồ được khai thác trong các mỏ dầu khí. Ví dụ, các PC được sử dụng để theo dõi lưu lượng của nhiên liệu trong các đường ống, cung cấp cho các cơ sở sản xuất khí đốt và dầu mỏ những hiểu biết vô giá về hoạt động của họ. Điều này cho phép họ phát hiện ra các vấn đề quan trọng và phản hồi chúng một cách nhanh chóng.
Nông nghiệp thông minh
Máy tính Edge cũng thường được triển khai như cổng kết nối IoT cho các ứng dụng nông nghiệp thông minh. Ví dụ, các giải pháp tính toán biên thường được sử dụng để thu thập, xử lý và phân tích điều kiện thời tiết, độ ẩm của đất, ánh sáng mặt trời và các biến số khác để cải thiện sự phát triển của cây trồng. Ngoài ra, những thông tin chi tiết do dữ liệu thu thập được từ các máy tính công nghệ IoT có thể được nông dân sử dụng để dự đoán sản lượng cây trồng, cho phép nông dân lập kế hoạch phân phối cây trồng của họ tốt hơn khi chúng đã sẵn sàng được gieo trồng và bán.
Hệ thống giám sát thông minh
Các giải pháp điện toán biên cũng được triển khai như một phần của hệ thống giám sát thông minh nhờ khả năng triển khai chúng trong nhà và ngoài trời trong các điều kiện môi trường khắc nghiệt. Máy tính công nghiệp Edge được sử dụng để thu thập, xử lý và phân tích các cảnh quay video, chỉ gửi các cảnh quay thiết lập các trình kích hoạt cụ thể lên đám mây để theo dõi và điều khiển từ xa. Điều này khác với các hệ thống giám sát không thông minh tải tất cả cảnh quay video lên đám mây. Các hệ thống giám sát thông minh được cung cấp bởi các PC cạnh làm giảm lượng băng thông internet mà hệ thống yêu cầu vì chỉ một số cảnh quay được gửi lên đám mây.
Kiosk – Bán lẻ thông minh
Các giải pháp tính toán cạnh được triển khai trong các máy kiosk giống như các máy mà bạn đi qua trong các cửa hàng tạp hóa, sân bay và các địa điểm công cộng khác. Máy tính Edge thường được sử dụng vì chúng được trang bị I/ O phong phú cho phép chúng kết nối với nhiều loại thiết bị ngoại vi thường thấy trên các máy kiosk. Các thiết bị ngoại vi bao gồm: máy quét mã vạch, máy quét vân tay, máy ảnh, màn hình, máy in hóa đơn và các thiết bị ngoại vi khác thường thấy trên các máy kiosk. Ngoài ra, chúng có thể chịu đựng các điều kiện môi trường đầy thách thức, làm cho chúng trở thành giải pháp lý tưởng để triển khai trong các kiosk. Ngoài ra, họ còn được trang bị kết nối không dây phong phú, giữ cho các máy ki-ốt được kết nối internet để phục vụ khách hàng.
Chúng tôi – MC&TT – Nhà cung cấp máy tính công nghiệp hàng đầu tại Việt Nam với nhiều chủng loại gồm: Máy tính công nghiệp, Máy tính nhúng công nghiệp cho IoT, Máy tính công nghiệp chuyên dụng cho xử lý ảnh và AI, Máy tính công nghiệp Edge (Edge Computer), Máy tính công chuyên dụng cho vận tải, Máy tính công nghiệp màn hình cảm ứng,…vv. Nếu bạn cần hỗ trợ tìm kiếm giải pháp điện toán tiên tiến, vui lòng liên hệ với chúng tôi. Một trong những chuyên gia máy tính tiên tiến của chúng tôi sẽ hỗ trợ bạn tìm ra giải pháp đáp ứng các yêu cầu cụ thể của bạn.
