Поскольку промышленный Интернет вещей (IIoT) продолжает развиваться и расширяться, объемы данных, собираемых, организуемых и анализируемых в центрах обработки данных и в облаке, продолжают увеличиваться. Ожидается, что общий объем данных, передаваемых по всему миру, увеличится более чем вдвое в ближайшие три года. Обработка такого большого объема данных требует значительной пропускной способности и вычислительной мощности и может привести к зависанию и замедлению вычислений.
Периферийные вычисления призваны облегчить нагрузку на центральную вычислительную систему за счет выполнения простых операций на интеллектуальных устройствах или узлах сетевых шлюзов, тем самым снижая задержку и высвобождая ценную полосу пропускания для более сложных вычислений. Периферийные вычисления в настоящее время внедряются в различных сценариях использования и отраслях.
- Здравоохранение – хирургические роботы, которым требуется меньшая задержка для принятия решений и корректировок в реальном времени, а также интеллектуальные медицинские носимые устройства, такие как мониторы сердца и артериального давления
- Розничная торговля и производство – управление запасами и цепочками поставок с помощью RFID-трекеров и интеллектуальных датчиков
- Мультимедиа – анализ видео в реальном времени для улучшения модерации контента и расширения игровых функций за счет уменьшения задержки и кэширования контента ближе к периферии для более быстрого доступа
- Транспорт – автономные транспортные средства с возможностью самостоятельного вождения используют периферийные вычисления, чтобы максимально быстро и эффективно реагировать на дорожное движение и погодные условия
- Сельское хозяйство – фермеры внедряют интеллектуальные датчики на свои культуры, чтобы контролировать уровень гидратации и питания и помочь предсказать, когда погодные условия могут ускорить получение раннего урожая
Перемещение логики и хранения данных в периферийные устройства создает проблемы конфиденциальности, поэтому сеть беспроводных устройств требует мощного шифрования, чтобы гарантировать, что данные, передаваемые и получаемые на периферии, безопасны и надежны. Однако периферийные вычисления могут снизить риск потери или кражи данных за счет уменьшения объема данных, передаваемых в облако. Основное преимущество периферийных вычислений – это распределение ответственности: другими словами, больше рук – меньше работы. Снижение задержки и увеличение пропускной способности может привести к сокращению времени отклика и передачи, что является критическим фактором в некоторых приложениях.
Условия на периферии IIoT могут быть требовательными к интеллектуальным устройствам, интеллектуальным шлюзам и узлам. Датчики и исполнительные механизмы могут подвергаться воздействию высоких температур, переменной влажности, сильных и периодических вибраций, а также электромагнитных помех, которые могут повредить устройства и отрицательно повлиять на передачу данных. Интеллектуальные устройства, используемые в определенных отраслях или производственных условиях, должны быть прочными и надежными в суровых физических условиях, например, акустические и температурные датчики, предназначенные для улучшения профилактического обслуживания промышленных роботов или тяжелой техники.
Размер и форм-фактор также могут иметь решающее значение, поскольку во многих приложениях IIoT физическое пространство имеет большое значение, а периферийные устройства, оснащенные процессорами, могут быть больше, чем их более простые предшественники. В некоторых реализациях инженерам и менеджерам объектов может потребоваться взвесить относительные плюсы и минусы более крупных шлюзов с большей производительностью обработки по сравнению с меньшими устройствами, которые оказывают большую нагрузку на передачу и обработку данных в облаке.
Еще один фактор, который следует учитывать – это то, какая вычислительная мощность требуется для удовлетворения потребностей приложения и как распределить ответственность, поскольку центры обработки данных испытывают все большую и большую нагрузку. В результате они увеличивают плотность вычислений, но эта нагрузка может создать значительные проблемы с задержкой. Перенесение ответственности за хранение данных на периферийные устройства освобождает полосу пропускания для передачи в центр обработки данных и из него, а также увеличивает общее время отклика системы.
Чтобы IIoT продолжал расти и развиваться, разработчикам придется использовать все средства из своего арсенала, чтобы снизить задержку и уменьшить использование полосы пропускания в различных сценариях использования и приложениях. Перенос части вычислительной нагрузки с центральной вычислительной системы на периферийные устройства может помочь в этом, но не без создания новых потенциальных проблем. Надежность в суровых условиях окружающей среды, таких как сильная жара или вибрация, имеет первостепенное значение, особенно для COM-устройств или периферийных устройств со встроенными процессорами.
Сетевая безопасность также является серьезной проблемой, особенно когда одновременно используются несколько беспроводных протоколов, надежное шифрование и сетевая безопасность имеют жизненно важное значение. Учет этих факторов может сделать периферийные вычисления секретом раскрытия эксплуатационного потенциала IIoT. Поскольку центры обработки данных становятся больше и плотнее, обработка данных на периферии может стать ответом на обеспечение бесперебойной работы сетей.
© digitrode.ru