人工智慧 5G 物聯網 邊緣資料中心 Edge Data Center eDC 資料驅動

新興技術將運算推向邊緣 IT重塑推動分散式架構崛起

積木式組裝部署快速 小而美站點維運成關鍵

2019-11-06
邊緣運算崛起後,邊緣資料中心的關注度也跟著日漸攀升,企業需要在邊緣端建立資料處理與儲存的能力,藉由EDC更貼近終端設備與用戶,來縮短系統回應時間,同時減輕網路傳輸與集中式資料中心/雲平台的負擔。

 

隨著人工智慧、5G以及物聯網發展日益加速,邊緣資料中心(Edge Data Center,EDC)的角色也愈益重要。原因無它,身處於資料驅動的時代,「快速回應需求」已成為企業重塑競爭力的重要關鍵。對於企業來說,將物聯網(IoT)流量導到雲平台或是集中式的資料中心,不僅可能面臨傳輸延遲挑戰,例如自駕車、智慧醫療等相關物聯網應用涉及生命安全因而必須更快速地回應,同時也可能因為集中式架構而拖慢了創新速度與服務上市時程,並且支付較高昂的成本。

這也是為何,邊緣運算(Edge Computing)崛起後,邊緣資料中心的關注度也跟著日漸攀升的原因,企業需要在邊緣(Edge)端建立資料處理與儲存的能力,藉由EDC更貼近終端設備與用戶,來縮短回應時間,同時減輕網路傳輸與集中式資料中心/雲平台的負擔。希捷在《Data Age 2025》的研究報告中便曾預估,到了2025年,將近兩成的資料會即時產出,而不再是送到網路核心進行處理。

Uptime Institute 行銷高級副總裁Mark Harris認為,物聯網和雲端架構等新技術將運算推向了邊緣,如今企業必須接受這種趨勢才能生存。過去數十年來,IT基礎架構不斷變革,以往大型傳統資料中心一直是IT的重要支柱,但行動化、經濟以及技術的融合組成了一場完美風暴,進而從根本上重新定義了IT挑戰以及依據這些挑戰所需要的解決方案。而這種改變正在迫使IT重塑。

新興應用對於低延遲的要求愈來愈高。(資料來源:TIA)

他提到,多年來,已經有不少企業將IT技術部署在邊緣,例如零售業或金融業的每家商店或分行都會擁有許多IT建置,這些分支機構都具備各自的IT架構與網路設備,但最終全部都會回流到集中式的資料中心,不管是企業內部核心資料中心或者公有雲上。但這一切已經在改變,物聯網以及5G正在推動分散式基礎架構設計的發展,新的設計架構不僅配備網路功能,也包含完成工作或交易所需要的處理能力和儲存空間。

邊緣樣貌多元

但平心而論,「邊緣」並不是一項解決方案,而是一種概念或方法,凡是介於終端與核心資料中心之間,廣泛地來看都可以視為邊緣。也因此,在邊緣提供的運算可能貼近終端裝置,也可能較為靠近雲平台或是集中式的資料,Dell EMC甚至將邊緣區分為Far Edge、Mid Edge以及Near Edge,分別對應到資料收集、清洗以及分析。台灣Dell EMC技術副總經理梁匯華解釋,Far Edge最接近資料的源頭,目的主要在處理感測器資料的記錄/發送與推送新的模型,而Near Edge的型態則近似傳統資料中心,重點在資料收集後做ETL/分析。若從邊緣資料中心的規模來看,愈靠近傳統資料中心,規模愈大,反之,愈接近資料源,規模愈小,甚至可能只是一個很小的機組。

有鑑於企業對於邊緣可能還存在一些誤解,希捷也針對邊緣運算常見的三個迷思,包含邊緣是否會吞噬雲端?邊緣只有一個?以及雲端的縮小版就是邊緣?分別進行說明,本篇後續另有專文介紹。但希捷全球業務及業務營運資深副總裁鄭萬成在其中也特別提到,不少企業正在轉向邊緣資料中心,這類型資料中心的特色是小型、具區域性、能自給自足、可降成本、自動化且設置在網路邊緣,通常設置於以往少見的地點,例如停車場、市區馬路或基地台底部等。

維運管理是未來關鍵

顯然地,依據應用場景的不同,邊緣資料中心可能有著不同的設計樣貌與型態,但若仔細歸納,大致上具有幾項共同的特徵。首先EDC通常都不會配備專人駐點,而為了有效減少延遲、網路流量與成本,其所處的位置會盡量靠近資料來源。

其次,邊緣資料中心通常會比傳統資料中心的規模要小,雖然都採用了相同的零組件,但是EDC所佔用的樓地板空間將會少很多,而且會考量PUE設計,以降低電力成本。第三,雖然邊緣資料中心能透過遠端進行監控與管理,但若是數量龐大,很可能帶來資料中心的故障排除與維護管理挑戰。

伊頓台灣區電氣事業部行銷與技術支援協理江嘉倫指出,5G通訊技術雖然可望帶來很多好處,但受限於訊號易被建築物遮蔽以及覆蓋範圍較小等因素,預期邊緣資料中心的密度將會提高,在這樣的情況下,企業會需要應用預測服務來降低維運的負擔,因為EDC會分散在各個地區,企業不可能用人工進行定期維護,人力與物力的耗費太高,勢必會採取更有智慧的方法,預期未來EDC應用預測服務的情況將會更普遍。

基礎設施設計略有差異

關於邊緣資料中心與傳統資料中心的差異,美國電信產業協會與技術工程委員會(TIA)的EDC工作小組也進行了完整的比較與說明,包含前期的計畫思維、設計理念、部署與維護都有些許不同之處,完整內容可至「https://reurl.cc/ObVn5A」詳閱。TIA認為,下一波技術創新浪潮已經來臨,企業必須提供更多的資料容量以及更高的運算速度,而這個差距也迫使企業必須重新思考網路以及資料中心的設計與部署方式,而小型的分散式資料中心似乎是一個可行的方案。未來,企業將同時需要兩種類型(集中式與邊緣)的資料中心。

儘管傳統資料中心和邊緣資料中心之間有許多相似之處,但也有許多新的考慮因素,舉例來說,邊緣資料中心因為規模較小,冷卻空調的考量就會有所差異,在傳統的資料中心,常會見到落地式的冷卻空調設備,但在邊緣資料中心就不適合採用。表1也摘錄傳統資料中心與邊緣資料中心在規模、標準以及常見的基礎設施的差異化說明。

TIA同時也提到了許多新興應用對於低延遲的要求愈來愈高,例如自駕車、醫療、無人機以及各種公共安全系統,都需要更快速地回應,另外AR與VR也需要低延遲才能提供可接受的用戶體驗,然而長距離傳輸從原理上就無法避免延遲,解決此問題的方法是將資料中心移到更靠近最終用戶的位置。另外隨著5G的發展,5G行動網路也可能使用EDC來提供高效的數據服務,例如作為本地內容的快取(Local Content Caching)或是讓網路流量分流,以減少核心網路的負載,換言之,5G也可望成為未來分散式資料中心的主要需求驅動力之一。

多供應商搶進布局

根據調研機構Market Research Future(MRFR)觀察,全球邊緣資料中心呈指數增長,預估在2017年至2023年的年複合成長率可到13%,而到了2023年,相關市場營收可望上看到1,740億美元。由於目前EDC的解決方案有稱為微型資料中心(Micro Data Centers,MDC)或是模組化資料中心(Modular Data Center,MDC),但這兩者均聚焦在邊緣市場,因此在本文中統一歸為邊緣資料中心範疇。

這份調查報告也提到了幾個主要的市場參與者,包含Anixter International、思科、Dell、Elliptical Mobile Solutions、華為、泛達(Panduit)、威圖(Rittal)、Zellabox等等,從中不難發現,邊緣資料中心的主要供應商,除了設施業者之外,IT解決方案供應商也早早投入在此一市場。除了MRFR提到的參與者之外,2019年在巴塞隆納舉行Innovation Summit的施耐德電機(Schneider Electric)也是其中一家解決方案供應商,除了既有24U、42U的選項之外,也預計於年底推出6U壁掛式EDC產品,用以大幅減少樓地板面積;而專注在動力領域的伊頓,2018年也推出微型資料中心方案來滿足市場需求。

伊頓台灣區電氣事業部行銷與技術支援協理江嘉倫預期因應5G通訊技術發展,邊緣資料中心的密度將會提高,未來EDC應用預測服務的情況將會更普遍。

值得留意的是,設施業者推出的解決方案,通常是整合了IT基建所需的冷卻、空調、不斷電系統,甚至還有消防設計,在防水防塵方面也多有強化,能夠遠端監控,而IT架構方案的供應商則強調All in One設計,包含上述所有的基礎設施之外,還整合了伺服器、儲存與網路,維運管理則整合到IT的管理介面中,從軟、硬體到設施的健康狀況,都能在單一平台呈現。

5G加持電信產業先行

台達資通訊電源方案事業部台灣區業務經理林士基觀察,5G趨勢已非常明確,目前各國也都在積極發展中,不過市場可能至少需要再2、3年之後,才會有較明顯的能見度。一般預估,5G先行的產業會以電信業為主,一旦從原本的4G基地台升級到5G基地台,光是電力需求就會提高2至3倍。

台灣Dell EMC技術副總經理梁匯華指出,因應邊緣需求,Dell EMC也推出Far Edge、Mid Edge以及Near Edge等三種不同方案,分別對應到資料收集、清洗以及分析。

「那麼在這些基地台中,有沒有可能同時也具備邊緣運算的能力?」他認為,極有可能實現,目前在歐洲已有城市採用這樣的方式在建置5G的環境,而且一個城市就有數萬個點進行部署。但即使不與5G基地台整合,目前市面上的解決方案也都足以應付邊緣資料中心的需求,以台達本身為例,邊緣資料中心的範圍可從3kW到175kW,足以應付絕大多數的環境。「模組化資料中心有三大特色,快速佈建、成本低以及標準化,也因為有這些特色,企業在部署時可以很容易地擴展,就像組積木一樣,輕鬆就能使用。」

 


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