过渡炒作？边缘计算电力供给压力与计算能力占比不高

边缘计算是一个微型数据中心的网状网络，可以在本地处理或存储关键数据，并将所有接收的数据推送到中央数据中心或云存储库。

它通常在物联网用例中被提及，其中边缘设备收集数据，并全部发送到数据中心或云进行处理。边缘计算在本地对数据进行分类，由于其中一些数据在本地处理，从而减少了到中央存储库的回程流量。

通常，这是通过IoT设备将数据传输到本地设备来完成的，本地设备包括小尺寸的计算、存储和网络连接。数据在边缘处理，它们全部或部分被发送到公司的数据中心、协同定位设施或IaaS云中的中央处理或存储库。

边缘计算很重要，但它的功能也被夸大了。网络边缘计算只是整个云计算领域的一小部分。由于它很小，它可能只是网络规模云平台的补充（并与之集成）。我们不太可能看到主流的提供商推出“下一代Amazon AWS，仅分发”这样的名号。

从功耗看边缘计算

为什么网络边缘计算的领域很小？下面从不同的角度来观察：功率。边缘计算是计算行业顶端和底端人员使用的指标，但很少被中间的人使用，例如网络所有者。这意味着它们忽略了几个数量级。

数据中心的大功率负载

云计算涉及大量数据，比如服务器、处理器、标准尺寸设备机架、占地空间之类的数量指标。但数据中心用户使用最多的数字可能是以瓦特为单位的功耗，或者更常见的是kW、MW和GW。

功率不仅包括计算CPU和GPU的需求，还包括数据中心的存储和网络元素。

粗略地说，全球大数据中心的总功耗约为100GW，典型的数据中心可能有30MW的容量，但是世界上最大的数据中心单独使用的容量已经超过100MW，甚至有计划扩展到600MW甚至1GW。但它们并非全部都在全力运转，任何计算平台都是如此。

这种功耗增长一部分是由于所需服务器和设备机架数量的增加（这也导致了占地面积增加），另一方面也与单个服务器的功耗有关，因为芯片变得更强大。大多数设备机架使用3-5kW的功率，如果可以提供电源和冷却，有些可以高达20kW。

因此，为“云”提供动力需要100GW，并且这个数字正在持续快速增长。我们也看到二线和三线城市的小型区域数据中心有所增长，公司和政府通常也拥有私人数据中心，这些不同区域所需的功率相差很大，通常1-5MW的基准是比较合理的。

“边缘设备”的功耗

除了数据中心，设备本身及其内部的组件也将消耗功率。特别是对于需要电池供电的设备，将功率控制在瓦特或毫瓦是至关重要的。比如：

传感器在空闲时的使用可能不到10mW，在主动处理数据时可能使用100mW Raspberry Pi可能会使用0.5W 智能手机处理器可能使用1-3W 物联网网关（控制各种本地设备）可能是5-10W 一台笔记本电脑可能需要50W 一个不错的加密设备可能会使用1kW

创新正在改变功耗阈值。一些研究人员正在研究亚毫瓦视觉处理器，比如ARM的设计能够在功耗极低的设备上运行机器学习算法。

但也许最有趣的“边缘设备”是未来的高端Nvidia Pegasus主板，针对自动驾驶汽车。它是一台500W的超级计算机。这可能听起来很大，但实际上还不到大多数汽车发动机功率的1％。高端的特斯拉P100D以“ludicrous mode”为车轮提供超过500kW的功率，或1000x。汽车空调可能会使用2kW。

当然，边缘设备计算平台有很多。当我们拥有数十亿的手机、数以亿计的车辆以及个人电脑时，潜在的，我们也将会有数十亿的传感器，但大多数并不协调。

网络中间层的功耗

在分布式计算中，接近网络边缘的一端是毫瓦，而在另一端，从设备到云有千兆瓦。那么网络的中间呢？

很多公司都在谈论MEC（多接入边缘计算）和雾计算产品，服务器设计在蜂窝基站、网络聚合点、固定网络节点和其他地方运行。

有些是“微型数据中心”，能够在最大的蜂窝塔附近容纳数个服务器机架。最大的可能是50kW的容器大小的单元，但这些是非常罕见的，并且需要专用的电源。

值得注意的是，典型的宏蜂窝塔可能具有1-2kW的功率。因此，如果我们考虑也许其中10％可以用于计算平台而不是无线（一个慷慨的假设），理论上我们可以得到100-200W。或者换句话说，一个蜂窝塔边缘节点的功率还不到单个车载计算机的一半。

其他是较小的服务器单元，旨在连接到小型蜂窝、家庭网关、电缆街道侧机柜或企业“白盒”，对于这些来说，10-30W更合理。

想象一下2023年

想象一下未来5年，届时，可能会有150GW的大型数据中心，加上相当数量的中型区域数据中心，以及私营企业设施。

我们可能拥有100亿部手机、个人电脑、平板电脑和其他小型终端，为分布式边缘做出贡献，但显然它们会在闲置模式下浪费大量时间。我们也可能拥有1000万辆近乎自动驾驶的车辆，这需要很大的计算量，即使不是完全自动驾驶。

现在，假设我们有1000万“深度”网络计算节点，在大大小小的蜂窝站点上，内置到WiFi AP或控制器中，或者在电缆/固定的街边柜机中。它们的额定功率可能在10W到300W之间，尽管很少有能够达到300w的。大多数都选择100W，以便进行更简单的计算。（坦白地说，这是一个慷慨的预测，但让我们先看一下。）

我们添加20000个容器大小的50kW单元，或者重新设置中央办公室作为数据中心。

换句话说，我们最终可能会有：

150GW大型数据中心 50GW区域和企业数据中心 20000 x 50kW = 1GW大/聚合点“网络边缘”迷你DC 10m x 100W = 1GW“深度”网络边缘节点 1bn x 50W = 50GW的PC 100亿x 1W = 10GW“小”设备边缘计算节点 10m x 500W = 5GW的车载计算节点 100亿x 100mW = 1GW的传感器和低端设备

这是一个非常粗略的分析。许多设备大部分时间都处于空闲状态，可能需要卸载功能以节省电池电量。笔记本电脑通常完全关闭。但同样，网络边缘计算机也不会以100％，24x7运行。

边缘计算1％的计算能力

因此，在粗略的、数量级的水平上，乐观地讲，总体实际“网络边缘”占总的计算能力还不到1％。而悲观的假设，它可能只有0.1％。

除非对网络基础设施的电力供应进行大规模升级，同时安装5G的回程升级或部署FTTH，否则再也无法供电了。

基于区块链的边缘“雾”也不可能真正解决这个问题，即使它们也使用分散的、基于区块链的供电和管理。

这0.1%-1％的计算工作量将具有如此重要的作用，它们需要把所有的东西带入其轨道和间接控制。 “边缘”真的可以成为新的前沿吗？

（编辑：济南站长网）

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