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投资者关系

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利用边缘计算
实现业务增长

什么是边缘计算?

边缘计算只是在优化数据处理流程。

企业创建的海量数据不能总是等到网络或云提供商在异地进行处理。由用户设备、机器或机器到机器 (M2M) 连接所产生的这些数据可以在边缘收集和分析,为无法接受任何延时耽搁的企业和应用提供即时的洞见。

边缘计算使内容、数据和处理更贴近使用它们并与其交互的应用、事物和用户。”

报价标志

‘边缘计算’采用经典的 IT 工作负载基本要素,即‘什么到哪里?’ 并鼓励部署能够为从超大型数据中心到家庭恒温器优化延迟、带宽、自动化和安全性等一系列选项之间平衡的工作负载和功能。

- Gartner

报价标志

“全球边缘计算的支出将在 2024 年达到 2,500 亿美元。”

Vertiv 数据中心 2025的调查参与者预计边缘站点将增长 400%。

快速交易、高清内容交付和自动驾驶汽车都取决于近乎实时的计算能力。若没有这种计算能力,这些应用程序将会遭遇毁灭性的性能问题,其中包括从经济损失到糟糕的用户体验,甚至导致生命损失。同样地,像医疗保健组织和零售商这些面向消费者的公司,也可能会想向消费者的移动设备和可穿戴设备推送产品或服务,但是必须遵守数据隐私法规。因此,这些公司更愿意在边缘站点(即他们可以控制的现场位置)来处理和存储数据,而不是通过云来简化监管合规流程。

边缘计算可满足多种组织需求和应用要求,为世界打开了无限可能性。

了解有关 Vertiv 边缘计算解决方案的更多信息。

边缘计算的优势

数据呈指数级增长,数据数量、种类、速度和可变性都在增加。除业务数据外,组织还可以利用在线和移动用户数据、社交媒体、交易、M2M 数据、日志数据和其他来源来获取新的洞见。然而,大部分数据都未曾收集或使用。

您组织当前的数据使用可能类似于用蜡笔画图,但是如果您能利用大数据的潜力,则可以创建丰富的 3D 全彩数据模型。通过利用人工智能 (AI) 和机器学习 (ML) 逐步提高您的洞察力,您可以发现新的 B2B 和 B2C 业务机会、加深客户关系、提高投资回报率 (ROI),并增加市场份额。

行业飞速发展,增加了对数据和分析能力的需求。这些趋势包括数字化转型、混合工作模式、自动化、高级机器人、物联网 (IoT) 应用以及增强现实/虚拟现实 (AR/VR) 等等。

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来源:Analysys Mason

分析师估计,到 2023 年,50% 的企业数据将在数据中心之外生成。

5G 网络是解决难题的最后一步,能为企业提供他们所需的带宽和超快处理速度,以近乎实时的方式向消费者和业务用户提供数据密集型应用。虽然云工作负载可能需要 100 毫秒才能处理完成,但边缘计算和 5G 最终能够将处理时间压缩到不到 1 毫秒。

由于不断推出新标准及缓慢的普及速度,5G 还需要一段时间才能充分发挥其潜力,因此边缘计算本质上是处理数据和保持低延迟(目前约为 10 到 50 毫秒,具体取决于站点的位置)的“最后一公里”。

由 5G 网络支持的边缘计算将帮助组织获取、处理并利用业务、移动、社交、M2M 和其他类型的数据。因此,边缘计算的重要性将在未来几年内呈指数级增长。

通过利用边缘计算在源头处理数据工作负载,组织可以推动新的业务价值。他们能够自动执行关键流程,使用新的分析能力为战略决策提供信息、定制数字产品和服务,并提供卓越的最终用户体验并实现其他战略目标。

“2019-2022 年期间,企业平均会将 30% 的 IT 预算用于边缘计算。”

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边缘计算涵盖广泛的行业应用、用例和计算机基础设施。边缘计算的意义,会因企业而异,可能存在巨大差异。

探索边缘计算生态系统

边缘应用的多样性可能会造成一些混淆,因此在深入用例之前首先需要考虑场景。Vertiv 分析了 100 多个行业用例,按照带宽、延迟、安全性和可用性要求等开发了以下四种场景:

  • 数据密集型:由于数据量、成本或带宽问题,数据量过大,使得在网络上传输不切实际
  • 延迟敏感型:针对人类消耗而优化服务
  • 传输优化型:针对机器到机器的通信服务进行优化
  • 生命关键型:直接影响人类健康和安全的用例场景

“到 2022 年,90% 的工业企业将使用边缘计算。”

边缘用例和应用

数据
密集型

  • 连接受限
  • 智慧城市/工厂
  • 智能家居/建筑
  • 高清内容分发
  • 高性能计算
  • 虚拟现实
  • 石油和天然气数字化
  • 较高的网络基础设施成本

带宽

延迟

如何获取

安全性

机器到机器
延迟敏感

  • 智能安保
  • 智能电网
  • 低延迟内容分发
  • 实时分析
  • 国防模拟系统

延迟

带宽

如何获取

安全性

生命
保障型

  • 数字医疗
  • 联网/自动驾驶汽车
  • 无人机
  • 智能交通
  • 自主式机器人

延迟

带宽

如何获取

安全性

人类延迟
敏感型

  • 网站优化
  • 增强现实
  • 智慧零售
  • 自然语言处理

延迟

带宽

如何获取

安全性

高需求
中等需求

边缘计算变革

边缘计算并不是新生事物。它始于 20 世纪 90 年代末,当时几家组织启动了内容交付网络 (CDN) 和点对点 (P2P) 网络,其建立在早期文件共享项目之上。

边缘计算应真正归功于云计算,由 Amazon Web Services (AWS)、Microsoft 进行了极大推动。采用云计算的组织前期进行了大量资本投资,并针对按需服务、现收现付、创新服务等改进了当时难以现代化的技术,而这些服务现在依旧在不断发展。借助云计算,组织可以实时响应业务增长和需求高峰,并随着时间的推移降低成本。虽然云一段时间后才能迎头赶上,但组织越来越多地采用云优先的 IT 策略。

雾计算连接边缘和云,或者更准确地说,将物联网互联设备和远程数据中心相连接。雾计算通常由边缘服务器组成,边缘服务器在“小云片”(或叫作微数据中心)中聚集在一起,以提供本地存储和处理能力、增强数据收集和控制功能。雾计算与边缘计算不同,因为雾将处理推送到局域网,而边缘则将大部分处理推送到设备本身。然而,由于所有处理都基于本地而非基于云,因此一些分析师将术语“雾”和“边缘”计算混为一谈。

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视频:Vertiv™ VRC-S:您的边缘专用微型数据中心解决方案(北美)

“边缘互联网不是云或 5G 子集的扩展。边缘互联网是计算方式的根本性转变。我们正在从集中式云架构转向支持边缘计算或边缘计算主导型架构,这意味着您需要按需将节点部署在距离用户更近的地方。”

- Chetan Sharma,分析师

与此同时,与芯片、电池、服务器、精密电源和冷却技术的相关市场不断壮大,促进了先进微型数据中心和 IT 机柜的开发。这些小型计算能力可根据需要随时随地灵活安装。

此外,远程监控和管理软件可帮助 IT 团队监督边缘站点,从而无需亲自前往异地进行例行维护或故障排除。IT 部门可以使用安全连接和远程工具配置、升级和维护设备。

本地基础设施和云计算将工作负载处理集中化,而边缘计算则将其分散化。边缘网络能够从本质上支持某些类型的应用,而此类应用无法通过其他方式来实现。

那么,您该使用云、雾还是边缘计算呢? 答案可能是全部都需要,一个不落。边缘和雾计算不能取代云计算。它们扩展并增强了云计算。

考虑多种业务和技术要求,为您的业务选择最佳计算模型。如右侧图片所示,答案并不那么地显而易见。

IT 团队、策略师和创新专家可以帮助您了解现在和将来应该投资哪种技术和工作负载

这一点很重要,因为与其他新兴技术一样,标准、功能、工具和连接方式正在迅速变化。了解边缘计算的发展方向可以帮助您设计具备可互操作性而不是无法兼容的网络。

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来源:Business Insider

边缘站点类型

边缘技术广泛部署在多个站点。这些站点通常遵循四种部署模式:

  • 地理分散式:分布在国家或地区中相似规模的位置。示例包括零售店和银行分行。

  • 中心和分支式:多个小型“分支”站点围绕一个国家或地区的较大“中心”站点。示例包括通信和物流网络。

  • 局部集中:本地网络,小型站点连接到大型中央设施,通常位于校园环境中。示例包括医疗保健、教育和工业运营等。

  • 自给型前沿:大型单个边缘站点,分布在区域或全球范围内。这些通常都是模块化的数据中心,服务于广大区域。示例包括云服务和自然灾害恢复活动。

边缘站点可根据技术和环境要求进一步分类。当以这种方式分类时,它们包括:

  • 可调节和可控站点:专用空间,气候可控,安全可靠。唯一的区别是每机架密度。边缘数据中心属于此类别。

  • 商业及办公站点:占用空间,存在气候控制,但有限。这些站点通常安全性较低。医生所在的办公综合大楼属于这一类别。

  • 粗糙坚固的站点:此类站点需要设置需要坚固的系统和壳体,以防止空气污染。它们通常是容易接触水的场所,并且靠近主干道路或重型机器。它们缺乏气候控制措施,并且安全性低得多。大学水处理厂属于粗糙坚固的场所。

  • 户外独立站点:这些站点无人看守,暴露在外部环境中,需要设置遮蔽物或壳体。它们可能位于难以提供维护服务的偏远位置。手机信号塔是该类别的典型示例。

了解边缘架构

在设计边缘架构时,可能从所需的电源架构开始,您将需要处理其他各种考虑因素,其中包括:

时延需求:虽然许多业务应用可以容忍 100 毫秒或以上的延迟,但有些业务应用则无法容忍。这将影响您所构建的边缘网站类型及位置。

环境条件:如果边缘站点不在专门的数据中心,而位于商业设施中,您将需要考虑诸如热量、湿度、气流、安全等问题。

空间:虽然有许多行业拥有可以部署边缘站点的空间,但其他行业可能没有。例如,电信公司可以租赁蜂窝塔,但无法拥有蜂窝塔。

可拓展性:贵组织需要部署了一个边缘站点还是数千个? 这将影响您所使用的网络架构模式、技术以及监控和管理流程。

自动化:考虑自动化以简化常规流程,如设备配置和在多个异地边缘位置的更新。

单一管理平台:集中式仪表板将使得监督边缘计算运营变得更简单,尤其是随着边缘计算不断发展。

远程管理:远程监控和设备管理功能简化了日常 IT 职责。凭借带外管理功能,IT 团队可以在网络中断时直接访问边缘设备。

弹性:与其他 IT 网络一样,在构建边缘计算站点应考虑弹性。例如,使用不间断电源 (UPS) 充当备用电源,以便在电源故障的情况下继续运行。

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来源:Analysys Mason

使用 5G 扩展

电信提供商正在全球推广 5G 网络。相比于当今的 4G 网络,这些新型蜂窝电信网络可提供指数级的带宽和更快的处理速度。它们还支持多接入边缘计算(MEC,有时也称为移动边缘计算),其能够使应用程序执行和其他处理任务更接近用户,从而提高性能。

这些创新技术将帮助组织充分利用移动数据的力量,从而更全面地了解用户行为和需求。它们还将为数据和分析密集型应用提供支撑,例如高级机器人、智能应用(城市、工厂、安防、运输、可穿戴设备)、VR/AR 等。

“相比于 4G 网络,5G 网络速度将提高 10倍。”

到 2024 年,全球预计将有超过 40% 的人口接入 5G 网络。因此,各大组织正在为即将到来的新商机做足准备。那些能率先利用 5G 用例的公司,很有可能会抢占市场份额大头。

边缘机会和目标

行业组织正在迅速利用不断涌现的大量新数据。边缘计算可以帮助您推动业务增长、减少延迟、扩展混合云基础设施,并充分利用人工智能 (AI) 和机器学习 (ML) 的强大功能。

您还可能实现针对边缘站点的目标,包括部署、升级、扩展以及管理和监控这些计算资源。与所有技术类似,要了解您的全部选择、尽可能采用标准解决方案,并采取生命周期方法进行投资和管理,您需要付出一定的代价。

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边缘计算增长机会

疫情加速了边缘计算方面的支出,而各家公司也在积极投资数字产品和服务。现在,是时候一决胜负了。那么在未来,我们将在哪里看到最显著的“边缘”增长?

硬件、软件和服务:IDC 预测,随着各家企业投资基础设施建设,在边缘计算和存储方面的支出到 2024 年将达到 333 亿美元。企业还将投资于远程监控和合作伙伴服务,以管理边缘站点。

区域采用:不足为奇的是,鉴于亚太地区在自动化、机器人和智能应用方面的大量投资,亚太地区正在引领边缘技术的应用。到 2028 年,亚太地区将占全球基础设施边缘计算覆盖率的 37.7%。紧随其后的是欧洲,占全球份额的 29%。据 Linux Foundation 报告,美国将占 20.5%,拉丁美洲占 7%,非洲和中东占 5.8%。

B2C 与 B2B 应用:约 36.5% 的全球基础设施边缘计算份额将专注于移动和家居消费,其中 11.9% 将转向企业 IT 用途。通信服务提供商 (CSP) 也被称为电信公司,将另外占全球份额的 10.4%。

云:疫情期间云增长速度飞快。Nutanix 研究表明,约 86% 的 IT 决策者认为,混合云基础设施是理想的模式,而 46% 的 IT 决策者认为在 2020 年其投资速度得到了加快。然而,边缘计算增长势头日趋强劲,甚至云提供商也将边缘计算看做可能啃食其市场份额的竞争产品,也在提供边缘计算产品。

物联网:随着 5G 和边缘计算的增长,物联网将飞跃一大步。许多组织都拥有可获得新洞见的互联设备,但缺乏数据集成能力、处理能力以及实现这一目标的预算。边缘计算很好地解决了这些问题。在 B2C 领域,消费者对互联体验越来越满意,并愿意放弃他们的数据以享受个性化的服务。因此,B2B 和 B2C 物联网应用将蓬勃发展。

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来源:Linux Foundation

延迟:消费者对延迟的等待时间越来越抗拒。eCommerce 研究证实,即使 0.1 秒的改进,也会提高页面参与度和销售额。同样,对于生命攸关或贸易等关键业务的应用,延迟意味着一切都“玩完”。在未来几年里,各个企业将在一毫秒以下的竞赛中展开激烈的角逐,并势必分出胜负。最终,接近于零的延迟将成为行业标准。

分析和自动化:分析、自动化和流程优化由 AI 和 ML 提供支持,它们依靠对海量数据集进行近乎实时处理的能力。边缘计算消除了将工作负载转移到云的需求,能够实现近乎实时的决策,使得这一切成为可能。此外,边缘计算能够帮助组织分析敏感数据(例如消费者交易、或健康或税务数据),同时保护数据隐私。

延迟如何损害用户体验

加载时间(毫秒

用户影响

0 至 16

用户对画面中的运动踪迹十分敏感,画面不流畅时,他们便会心生不满。只有当达到每秒 60 帧时,用户才会觉得画面是流畅的。即每帧 16 毫秒,包括浏览器将新帧显示到屏幕上所需的时间,这就为应用程序留下了 10 毫秒左右生成帧的时间。

0 至 100

在此时间段内响应用户操作,用户即认为得到了立即响应。时间再长一些的话,行动和反应行动之间的联系就会中断。

100 至 300

用户可感受到轻微的延迟。

300 至 1,000

在这个时间范围内,感觉起来像是任务自然持续推进的一部分。对于上网的大多数用户来说,加载页面或更改视图便是一个任务。

1,000 及以上

超过 1,000 毫秒(1 秒),用户就无法关注他们手头的任务。

10,000 及以上

超过 10,000 毫秒(10 秒),用户感到不悦,很可能放弃任务。它们可能会稍后再回来,也可能不会。

来源:Deloitte


边缘计算的机会无穷无尽,这将推动对该领域的重大投资。在这场竞赛中,各企业将不甘落后,而是希望从已经拥有的数据中增加更多的收入。

边缘计算如何为物联网赋能

5G 和边缘计算将释放物联网的潜力,提供交付 B2B 和 B2C 应用所需的带宽、低延迟和本地处理能力。

这一点尤为重要,因为公司正在连接比以往更多的设备,努力获取更多见解、实现自动化并打造智能互联系统。

430 亿 – 到 2023 年,物联网设备数量将达到 430 亿。”

消费者已经看到物联网对智能家居系统的影响,包括安全、健康和健身可穿戴设备、商店的移动营销和零售自助结账等其他最终用途。

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来源:Ez En Route

物联网将在商业和政府服务领域产生极其重大的影响。物联网已经被制造业公司运用,以实现自动化流程、机器人技术以及预防性和预测性维护。物联网需要在设备上投资数百万美元,可帮助组织避免代价高昂的故障或意外中断。

物联网传感器可收集大量互联设备信息,包括其气流、温度、湿度、化学成分、水平、湿度、动作、速度、与其他设备的距离、水质等等。因此,物联网传感器可以帮助用户准确了解设备性能和周围状况。

传感器、万物万联和瞬时处理功能将实现智能交通,同时具备同步照明、交通管理和通行费管理等功能。智能楼宇将提高用户舒适度,帮助员工管理和优化空间。在智慧城市场景中,智能系统将简化居民的工作、休闲和旅行方式。自动驾驶汽车将使日常通勤更安全、更愉快。显然,随着物联网应用变得越来越复杂、互操作性变得越来越高,世界在短短的几十年内将发生翻天覆地的变化。

产品团队可以使用 VR/AR 开发和测试新产品,协作并轻松纳入消费者的反馈。医疗、制造和其他行业的一线员工可以使用 VR/AR 来远程获取他们完成工作所需的专业知识。

物联网设备安装有传感器,可连续传输健康、性能和状态的信息。这些数据使用云或边缘计算来进行整合处理。当进行边缘处理时,互联的系统可以近乎实时地利用智能功能。他们还可以利用良性的反馈回路,随着时间的推移改进流程。

“到 2025 年,物联网将会产生 4 万亿美元至 11 万亿美元的潜在经济影响。”

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视频:Vertiv™ WSN 无线传感器网络

组织如何使用边缘网络来赋能物联网应用?

物联网应用

  • 使用智能设备:传感器收集有关设备状况的多个数据点,以便与物联网应用一起使用。
  • 实施物联网网关:网关有助于适当地对工作负载进行路由,将数据保持在边缘,或发送到云或企业数据中心进行处理。
  • 依靠强大的连接性:高速连接确保无缝数据传输,将延迟最小化。

边缘计算

  • 使用复杂事件处理 (CEP) 系统:CEP 系统能够集成数据、查找模式,然后自动采取操作。这些开源系统在云和边缘设备中运行。
  • 利用机器学习和人工智能:您的 IT 团队可以使用现有的算法,或自行构建,所有这些都旨在于提高其识别特定条件并自动执行关键操作的能力。这些功能越来越多地在边缘设备中执行,而不仅仅是在云中。
  • 助力物联网边缘应用:供应商将 CEP、AI 等核心功能和其他工具捆绑到设备中,以便加快部署、升级和变更。
  • 提供离线数据存储:通过本地存储,设备可以在网络中断的情况下继续运行。
  • 提供强大的数据管理功能:智能功能决定要在哪个时间段内收集和处理哪些数据。

边缘 IT 目标

数字化的快速发展推动了边缘计算增长。因此,IT 团队正在完善技术策略,使计算模型与业务和技术目标保持一致。以下是一些针对边缘计算部署的共同目标。

部署边缘基础设施
您希望改进混合/云基础设施,以启用新的边缘应用。这些目标包括:

1. 合理分配工作负载:根据延迟、成本、安全性、数据隐私或其他问题决定在何处运行关键工作负载。

方法: IT 合作伙伴可以提供支持,根据应用确定独特需求,并制定整体边缘策略。

2. 创建应用程序配置文件:为不同应用类型开发标准边缘基础设施可为部署带来一致性,并确保运行达到预期效果。

方法: 开发标准化文档(包括规格)将是扩展您边缘计算能力的关键。

升级边缘计算基础设施
您希望支持新的应用和更多数据,这就需要升级现有的边缘计算技术。您的目标包括:

3. 确保基础设施的高可靠性:分布式网络有助于支持您不断发展的业务。确保所有边缘站点能正常运行,并具备高吞吐量,这是重中之重。

方法: 评估在线交互式与双变化式的 UPS 拓扑、实现远程监控,并确保 UPS 服务有足够的可用资源。

4. 简化边缘计算基础设施:借助标准化流程和技术,增长更容易。它们有助于加快订购、部署和管理的速度。

方法: 尽可能考虑将基础设施标准化,并订购具备内置灵活性的设备,以满足业务增长或兼容需求。

5. 快速实施新型基础设施以支持边缘站点的更新:面向数据密集型应用的先进技术需要边缘功能并驾齐驱。这意味着需要更新 IT 设备和保护此类设备的支撑基础设施。

方法: 确定使用工厂集成服务接收基础设施(支持 IT 管控)的可行性。最后,您需要确定负责安装边缘计算技术的员工或合作伙伴的时间和技能水平。

扩展边缘计算基础设施
您可能希望将 IT 布置在前所未有的新位置上。这意味着需要设计正确的计算、存储和网络资源,以及选择支持它们的机架、电源和冷却设备。您的目标包括:

6. 获取更多容量:增加现有站点的产出,以支持业务增长。

方法: 考虑 UPS 设备的容量,以满足不断变化的要求,评估热负荷以确定对专用冷却设备的需求,并配置远程监控连接。

监控和管理边缘站点
您希望获得边缘站点的集中可视性和管控能力。您希望确保设备能正常运行及其可用性,同时保护设备不受未经授权的访问。

7. 管理不断增长的边缘计算网络:管理 IT 设备的可扩展方法将最大程度降低日益增加的痛点,同时保持高性能。

方法: 确定需要监控的所有内容,确保已配备电源和热管理基础设施可供连接,并确定哪些个人可以监控并响应警报。

8. 启用远程管理:密切监控 IT 设备的状况,这将提高其可用性、利用率和效率。

方法: 远程监控和管理软件和工具可为授权用户赋能、限制或锁定可执行的操作,并监控环境条件和设备性能。

9. 管理边缘站点温度:IT 设备温度会升高,尤其是在狭小空间(如 IT 机柜)中。如果不调整的话,过热可能会损坏设备。

方法: 评估技术设备的热负荷,以确定是否需要专门的冷却设备。远程环境监控可帮助 IT 识别热点,并主动解决。

10. 扩展 IT 团队的人才:让 IT 团队随时现场访问边缘站点,这不切实际且无法满足。

方法: 利用远程监控和管理软件来进行例行的配置、升级和故障排除。在需要时考虑与当地合作伙伴合作,安装新技术和电池这样的关键基础设施。

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边缘计算解决方案

IT 团队通常希望在数天或数周内找到并部署边缘解决方案。容器化解决方案,如集成基础设施、微型数据中心和预制化模块数据中心可提供强大的计算和其他功能,同时加快上市并提供物理安全功能。

边缘计算 IT 解决方案集成了冷却装置和气候控制、配电和网络连接等。它们还可能包括物理安全、灭火、减震、电磁干扰保护、功率调节以及 UPS 或电池等设备。IT 团队通常也会选择远程监控和管理软件和设备,以帮助确保边缘解决方案按预期运行。

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集成基础设施

此设备允许用户在可用空间内创建数据中心。例如,学校可以在边缘站点或在校园内部署模块化单元。甚至在走廊中亦可部署。

集成基础设施已经过预验证,可在数天内快速完成部署,因此无需设计解决方案或集成组件。它们是安全的一体化装置,采用紧凑型设计,集成了灭火系统,是各种空间场景的理想、安全之选。

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微型数据中心

微型数据中心能在狭小的物理空间内提供强大的计算能力。例如,医疗机构或医院可以部署微型数据中心,为远程医疗应用提供支持。

这些一体化解决方案结合了电源、冷却装置、监控设备和机架,可部署在建筑物内部或外部,甚至互为一体。

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预制化模块数据中心

当需要更多的计算资源或灵活性时,IT 部门可以部署一个预制化模块数据中心,该数据中心可轻易在现场组装。借助强大的计算功能,这些数据中心可用于启用任何关键业务流程。示例包括关键政府基础设施的数据中心,可管理边境、电力和水资源等。

这些解决方案经过预设计、组装、集成和测试,这意味着它们具有极低风险并且可快速实施。

其他边缘计算注意事项

您正准备设计和开发您的边缘计算基础设施。您了解您的应用需求和站点类型,以及您即将部署的技术。

您可以使用参考设计来加快技术部署。在选择基础设施之前,您还应考虑一些其他关键问题,包括边缘站点处理效率、可持续性、能耗和隐藏的运营成本。我们来看一下。

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视频:Vertiv™ Liebert® PSI5 锂离子 UPS

边缘计算基础设施的设计

为边缘计算应用设计基础设施似乎令人生畏。计算需求、物理环境、电源和热管理要求、物理安全性、远程监控和管理能力,都必须全盘考虑。接着,还有一个棘手的问题,技术需要具备未来适应性。边缘计算标准和设备的变化日新月异。如果您没有针对边缘计算的增长和可拓展性进行设计,这很可能是错误的决定,并意味着,您可能需要比预期更早对 IT 进行再次投资。

此外,如果您没有随时就绪的 IT 团队,则可能需要自行研究并做出采购决策。

幸运的是,供应商正在简化采购流程并将其标准化。他们可能会提供参考设计,为实现特定目标而提供解决方案建议。他们通常会为机架提供集成的冷却设备、智能配电设备和备用电源。其他组件将根据应用要求而有所差异。还可以借助其他设备和服务进行定制化。

参考设计提供一体化的专业解决方案,以应对各种环境中的常见挑战。每个设计都可以根据个人需求进行定制,以满足独特的业务需求。还可提供安装和维护服务,以简化部署,在产品生命周期内让您安心无忧。

参考设计可以快速访问边缘计算,以便 IT 合作伙伴可以最大限度地缩短部署时间、保护关键基础设施并连接到远程 IT 监控。

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边缘计算效率和可持续性

全世界正积极应对气候变化的影响,而边缘计算可以提供一个更高效、更可持续的流程。尽管边缘处理的优势尚未完全呈现,但边缘计算的最大贡献是为行业大规模优化流程提供洞见。

由于技术进步,包括超大型计算以及高性能电源和热管理系统的开发,云计算的效率比起常人所知更出色。

从 2010 年到 2018 年,对数据中心计算(云和本地)的需求增长量是预期的五倍。到 2018 年,89% 的计算实例都由云数据中心托管。据 Data Center Knowledge 的研究,尽管有如此“野蛮”的增长,但全球数据中心在 2018 年仅消耗了 205 兆瓦时的电力,仅占全球电力消耗的 1%。

但边缘计算可以进一步提高收益并加快收益获取速度。考虑这些益处:

边缘计算提高效率

  • 数据在源头处理和存储: 无需将数据传输到云,提高处理效率,降低能耗。
  • 边缘计算可用于扩展或替换 IT 基础设施: 现在,组织可以选择是将计算需求外包给异地云供应商,还是在边缘站点内部署 IT 基础设施。这样,它们便拥有了灵活性,能够调整工作负载,以满足关键目标和要求。
  • 边缘站点可远程管理: 强大的远程监控和管理功能帮助 IT 团队配置、更新设备和排除设备故障。凭借带外管理功能,即使公司网络中断,他们也能执行这些功能。
  • 液体冷却方式为边缘计算操作员提供更多选项: 边缘计算通常支持高性能工作负载,如数据分析和 ML。这增加了所需的机架数量,而传统风冷解决方案的冷却功能可能无法处理所产生的高温。液体冷却可以有效地维持温度,即使在缺乏供水的边缘站点也是如此。

边缘计算提高可持续性

  • 边缘站点使用现有的硬件: 超大型数据中心使用先进技术蓬勃发展。边缘计算通常利用主流技术,包括服务器、智能手机、以及像生产设备、台式计算机和互联网网关这样的操作技术。您很可能已经拥有一些可以帮助您利用边缘计算的组件。
  • 边缘应用可提供强大的洞见: 物联网/边缘应用漏水、未优化的流程以及其他可节省数十亿美元并减少碳排放的问题。例如,根据美国能源部的数据,美国商业建筑消耗了 30% 的能源。因此,利用物联网和边缘计算减少浪费有助于打造一个更环保的地球。
  • 边缘计算赋能智能系统: 边缘计算支持大规模应用,如供应链和电网优化或能源需求管理,可为组织提供可简化流程并最大限度降低能源消耗(甚至使用可再生能源)的工具。这一点很重要,因为许多组织已承诺在未来几年实现碳中和。
  • 专用基础设施可优化用电和冷却性能: 基础设施公司已开发出集成机架解决方案和模块化数据中心等一体化系统,以降低功耗并提高冷却效率。这意味着您的技术会消耗更少的能源,同时仍然能免受高温、湿气和其他环境条件的影响。

管理能源成本

电信公司正在部署 5G 网络,他们将在较小的边缘数据中心部署数百万台服务器。因此,他们需要处理大规模的能量效率问题。STL Partners 对此表示,电信电力成本已占其运营成本的 5-7%。现在,5G 将增加这些成本。

根据 STL,电信公司可通过实施以下最佳实践来提高能量效率:

  • 实施先进网络技术:部署为提高效率而设计和运行的硬件和软件。
  • 延伸边缘:实施新的边缘数据中心,以支持云原生 IT。
  • 优化基础设施管理:测量、监控、管理、改进关键流程,并将其自动化。
  • 加强投资流程:全面审视成本和投资的生命周期。
  • 与他人合作:合作采用创新的商业模式和标准。
  • 赋能客户:以身作则,电信公司可展示由客户开发、5G 赋能的服务如何减少碳排放。
  • 建立良好的治理框架:电信公司可利用公共承诺、战略合作伙伴关系、有效的政策、激励措施、员工目标和关键绩效指标 (KPI) 来推动变革。

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来源:PWC

随时在线的计算资源

边缘站点通常支持关键服务,如高清内容、数据密集型分析、医疗保健和制造流程等。它们还提供可跨越本地和云基础设施而亟需的工作负载处理能力。

边缘站点必须能够连续运行。但是,与数据中心一样,边缘站点可能容易受到由网络攻击、IT 设备故障、人为错误或 UPS 设备或电池故障而引起的意外宕机事件的影响。

由于这些原因,所有地区的边缘数据站点在 24 个月内平均会发生 5.39 次意外中断。据 Ponemon Institute 数据显示,这些中断平均持续 45.4 分钟。

如果设备未得到监控和主动维修,成本限制也可能导致设备停机。但是,如果边缘站点为重要的 B2B 和 B2C 服务提供支持,服务成本往往会造成潜在的收入损失。

幸运的是,IT 部门可以采用多种最佳实践来降低中断服务的可能性。请观看右侧的画面了解这些步骤。

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视频:对数据中心宕机采取零容忍态度

边缘计算的隐藏成本

边缘站点需要备用电源。投资合适的 UPS 将有助于确保应用的可靠性和高可用性。管理 UPS 基础设施需要考虑一些隐藏成本:

  • 部署、安装和启动 UPS 系统:初始成本包括购买 UPS 和电池的成本。但是,安装将包括人工成本,因为合作伙伴需要部署和配置 UPS,并启动和测试附件。

    购买即装即用的备用电源系统有助于降低劳动力成本。此外,您可能还希望与为 UPS 和配电资产(包括软件和硬件支持)提供生命周期支持的供应商合作。

  • 电池和设备的处置:电池寿命和容量会随时间的推移而下降。您需要移除、更换并妥善处置它们。需要考虑监管、法律和财务问题。即使是最小的单个 UPS 的处置成本也可能超过 100 美元

    选项包括与经认证的回收商合作,且这些回收商可以证明其合规,或确保新的 UPS 提供商能提供此类服务。

  • 未能正确评估 UPS 的容量:仔细计算每个 UPS 系统的真实容量,这是优化操作的关键。请考虑功率因数以确认 UPS 可能承受的负载。

    正确评估容量将有助于解决效率低下问题,并确保边缘站点不会出现意外延迟。此外,真正的在线 UPS 可提供连续、高质量的交流电源,在传输到电池时不会中断,有助于保护 IT 设备。
  • 执行持续的监控和管理:对于保护昂贵的 IT 设备来说,务必采取主动监控措施。智能控制系统可提供主动的警报和洞见,以便 IT 能在出现问题时及时解决,避免造成代价高昂的中断。

    投资具有网络通信、环境站点监控和数据中心基础设施管理功能的 UPS,将有助于提高性能,节省长期成本。

  • 获取服务和支持:发生紧急情况时,您需要快速响应,以防止或减少代价高昂的宕机。但是,服务协议可能还包括隐藏成本。审查协议,了解哪些部件和人工费用为标准费用以及哪些是现场紧急支持费用。

    提供全天候支持的合作伙伴将在您需要的时间和地点提供服务。涵盖 100% 人工、差旅和零件费用的服务协议将有助于保护边缘资产和投资,确保它们如预期那样运行。

各个行业的边缘计算

边缘计算应用丰富,可满足几乎每个组织的需求。边缘对组织的意义不尽相同,这取决于其行业、业务模式、目标和技术要求以及其他变量。

以下是边缘计算对教育、医疗保健、政府和零售等行业的影响。

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教育行业的边缘计算

教育机构使用的技术数量远超以往。尤其是在疫情期间,这种趋势得以加速,为广大学生提供了远程学习的机会。虽然高等院校和研究中心可以运营自己的数据中心,但 K-12 学校可能不会。

边缘计算支持远程和移动学习,以及 VR/AR 这样的创新技术以及创客空间,使教育工作者能够打造互动式个人体验,从而激发学生的学习兴趣。

教育机构可以通过部署 IT 基础设施轻松建立或扩展其边缘计算版图。参考设计可以帮助指导选择部署关键用例所需的设备,以便尽可能快速、无缝地启动和运行。他们可设置网络和服务器机柜或独立、安全的智能机架,以较小尺寸获得多种功能。或者,IT 团队可以在校园中快速部署模块化数据中心,以支持大规模的在线学习。所有这些解决方案均具有可靠的性能和集成的电源和制冷装置。此外,它们可以放置在通常不是专为 IT 所用的空间中。

教育行业页面了解更多信息。

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视频:教育领域 IT 基础设施的演变

医疗保健领域的边缘计算

医疗机构,包括医院、诊所、医生网络、保险公司、政府实体等,专注于提高患者成果。这些组织希望提供更出色的服务,从而提高患者健康水平、降低再入院率,同时降低成本。

同时,技术正在彻底改变护理服务的提供方式。医疗保健机构正在使用远程健康应用、可穿戴设备、传感器标记药物和其他工具,以改善患者护理和依从性,同时让个人更全面地参与他们的健康旅途。但是,这些关键服务依赖于持续连接性和较长的正常运行时间来实现其承诺。

边缘计算和物联网能够赋能这些新应用,并提供所需的性能。Edge 还能在本地存储和处理数据,从而简化了对美国《健康保险携带与责任法案》(HIPAA) 和国外类似法规的合规流程。此外,边缘分析还可以创建人口数据,帮助提供商根据新趋势调整资源和投资。

医疗机构可以使用参考设计,在需要的时候有效部署服务器和网络柜或模块化数据中心。他们还可以使用智能机架,在医院走廊等非传统空间内放置安全、独立的装置。

医疗保健行业页面了解更多信息。

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视频:医疗保健行业 IT 基础设施的演变

政府部门应用边缘计算

政府机构正在寻求对其 IT 基础设施进行现代化改造和维护服务。在疫情期间,他们需要使用本就紧张的网络资源来应对前所未有的需求激增。同时,许多 IT 和业务人员开始远程办公,需要安全地远程访问本地应用程序和系统。

政府机构面临的要求比许多其他企业更为严格,而且必须应对复杂的采购流程。作为国家关键基础设施的一部分,必须保持持续运行时间,并且必须需要采取保密操作,且必须确保系统和数据安全。政府预算经常在变化。今年的预算可能在下一年被缩减。因此,政府机构需要迅速行动,在处理复杂预算流程的同时获得他们所需的解决方案。


边缘计算可以帮助政府工作人员访问他们需要的系统。IT 人员可以使用远程监控和管理功能来帮助确保边缘站点的正常运行。

供应商可以提供符合公共部门要求的边缘解决方案,遵守美国联邦政府法规,并帮助政府机构实现美国数据中心优化计划 (DCOI) 和现代化目标。

政府业务页面了解更多信息。

零售领域的边缘计算

零售商希望兑现全渠道商务的承诺。使用技术可以更充分地利用实体店这一资产,将产品交互转化为真正的探索和研究体验。购物者正在使用移动设备、网站和商店来考虑购买哪些商品,并期待无缝的购买之旅。一些对零售商流程和系统构成挑战的关键趋势包括购物者会选择在线预订店内取货 (ROPIS)、在线购买店内取货 (BOPIS) 以及在线购买店内退货 (BORIS) 等行为。

此外,高级分析功能可以帮助零售商改进几乎一切,包括从准时制造流程到分销和库存管理。门店越来越多地承担了分销中心的功能,而零售商也了解提供在线履单服务的重要性,其可以保证客户满意度并实现利润最大化。

边缘计算可帮助零售商满足这些需求。智能机柜等边缘技术可以灵活地放置在商店中,为新应用提供动力,而仓库中的模块化数据中心可以实现复杂的分析,以优化供应链流程的各个方面。零售商可以自己选择解决方案或使用参考设计,将技术与其物理空间、安全需求和现场环境条件相匹配。