作者：京東數科戰略部 數據與科技戰略顧問 張洪海；前中科院信息工程研究所助理研究員 前百度資深算法工程師 胡立

【前言】近日，據悉雲計算市場或將通過自貿區試點模式對外開放，這也使得其他利益的對弈焦慮感倍增。作爲5G落地部署的直接受益者以及雲計算息息相關的“孿生胞弟”邊緣計算，也可能捲入其中，但完全不會影響其未來在行業中快速脫穎而出，成爲助力國家產業數字化的重要動力。

伴隨5G落地部署的國際大環境，A股資本市場風雲變幻，5G拉動一波主力行情，這波行情快速席捲柔性屏、物聯網、智慧城市等概念。邊緣計算也毫不例外，在公募基金市場邊緣計算概念基金上季度（2019Q1）平均漲幅35.14%，排入Top 10最火概念板塊且後勁十足。無獨有偶作爲流量聚集地的“百度搜索指數”顯示（圖1），近90天邊緣計算搜索指數移動端同比增長457%，環比增長178%，其搜索絕對值更是在3月初達到峯值，甚至超過5G。

【圖1】百度搜索指數（邊緣計算+5G）

5G與邊緣計算技術發展和深度融合

談5G和邊緣計算的內核技術，必須撥開現象看本質，正所謂歷史是面鏡子，所以往往物質的本質都是蘊藏在其本身的成長路徑之中。回顧1G到5G的發展，底層網絡基礎設施不斷經歷着一次次革命性的進化。從1G的頻分多址（FDMA）模擬調製方式到2G的時分多址（TDMA）和碼分多址（CDMA）共存，再到3G中碼分多址（CDMA）的徹底引領，標誌高速IP的數據網絡時代來臨，手機上網變成了一件稀鬆平常的事情。然而，進化仍在繼續，4G研發被迅速提上日程，上網速度提高到3G的50倍，實現了三維圖像高質量傳輸。但是面對服務場景的多樣化、複雜化、專業化，場景本身對網絡的時延、帶寬、計算和存儲等全維度提出了立體化挑戰，遂5G應運而生。據聯合國國際電信聯盟(ITU)對5G的標準要求，可實現增強型移動寬帶（eMBB）、超高可靠低時延通信（URLLC）以及海量機器通信（mMTC）三大應用場景，並給出了高挑戰的量化指標定義：峯值吞吐率10Gbps、時延1ms、連接數100萬、高速移動性500km/h。可見其以“大容量、大帶寬、大連結、低延遲、低功耗”爲訴求，不僅實現了跨場景的用戶體驗，且打開了萬物互聯應用的“魔法之門”。

5G在萬物互聯場景下的各類應用，均難以與終端計算問題分而治之，而邊緣計算技術毫無疑問承載了終端計算能力幾乎全部。參考邊緣計算聯盟（ECC）與工業互聯網聯盟（AII）在 2018 年底發佈的白皮書中對邊緣計算的定義：連接物理世界與數字世界間的橋樑，邊緣計算具有連接性、約束性、分佈性、融合性和數據第一入口等基本特點和屬性，並擁有顯著的“CROSS”（即：連接的海量與異構、業務的實時性、數據的優化、應用的智能性以及安全與隱私保護）價值。從谷歌學術上以邊緣計算爲關鍵詞的文章數量來看，可以將邊緣計算的成長軌跡劃分爲三大階段，蓄力期、增長期以及平穩期（圖2）。

【圖2】邊緣計算發展歷程核心三階段

在蓄力期，1998年Akamai公司提出的CDN網絡（即：通過負載均衡、內容分發等模塊將用戶訪問導向距離最近的緩存服務器，從而降低網絡擁堵，提升訪問響應率）成爲邊緣計算的雛形，後經歷Cloudlet（又被稱爲“小朵雲”）概念，從內容緩存過渡到了功能緩存，強調的是雲服務器上功能下行至邊緣服務器，邊緣計算便開始有了基本形態。此後技術研究員開始關注萬物互聯服務功能的上行，移動邊緣計算（MEC）成爲了最具有代表性的一種。在移動邊緣計算中，終端設備被認爲不具有計算能力，邊緣服務器建立在終端與雲計算中心之間，同時接近移動終端用戶的無線接入網範圍，可通過低延時、高帶寬等特點提升用戶體驗，併成爲5G發展中的關鍵技術。隨後美國太平洋西北國家實驗室的一份內部報告提出，邊緣計算既包括了雲服務功能的下行，同時也包括了萬物互聯服務的上行，並且邊緣計算終端急需具備計算能力。2015年增長期到來，邊緣計算在美國政府、學術界、工業界炙手可熱，國內的發展速度也未滯後，華爲、中科院、ARM、Intel等在北京成立了邊緣計算產業聯盟，不斷整合資源，加強合作，引導該領域進入“深水區”。2018年後，迎來平穩期，邊緣計算被推向了大衆，雲計算公司、CDN公司、通信運營商、設備廠商、核心研究機構紛紛開始發聲，這也導致我們現在看到的資本熱潮和流量熱潮的匯聚。

近日兩會提出的5G+AIoT概念，更是在5G和邊緣計算之間架起了一座有型的橋樑，也標誌着“超級智能網絡”時代的來臨。未來5G部署，輔以AI和IoT的雙翼協同，使得連接設備數量激增，邊緣側數據量也同步呈現指數級增長態勢。如果這些數據都交由云爲核心的管理平臺來處理，則會在實時性、敏捷性以及安全隱私上出現問題，但採用終端邊緣計算，可就近處理海量數據，各種設備便可實現高效協同，諸多問題迎刃而解。這麼看來，5G反過來也推動了邊緣計算的發展，兩者的發展始終相輔相成。

5G部署將以邊緣計算爲觸角，攜手助力產業數字化進入快車道

5G結合邊緣計算是新一輪科技革命和產業變革的重要驅動力量，事關我國能否抓住新一輪歷史性科技革命和產業變革的重大機遇。國家戰略從“互聯網+”升級至“智能+”，意在進一步幫助傳統企業從互聯網化轉型至數字智能化。5G實現落地部署提供從上至下的助力，整個底層科技環境或將發生較大的基礎設施和模式交互的升級，從4G時代的人機交互（人與智能終端交互）到未來的萬物互聯（智能終端之間的交互）。可以想象以往我們使用手機，每天使用4-8小時，手機終端爲物理空間網絡產生4-8小時的數據信息，未來終端之間的交互可能是7天24小時，而5G無疑加速瞭如此海量數據信息的生成和交互效率，數據體量將迎來新一輪大爆發，而產業也會從互聯網化走向以數據驅動的智能化。

相比4G時代，現如今邊緣計算市場已拓展至萬億級，雲計算公司、CDN公司、通信運營商、設備廠商、核心研究機構紛紛入場，市場出現百家爭鳴的局面。在此羣雄逐鹿之際，邊緣計算對於產業應用的巨大助力已伴隨5G的到來初現端倪，未來5G成功部署，可能快速推動行業進入規範化的高速成長期。從另一視角來看，5G部署和商用使得基礎設施全面升級、通信網絡架構同步調整，更重要的是助力萬物互聯所帶來的智能產業應用將出現“井噴效應”。萬物互聯之下，邊緣計算是實現互聯互通的重要連接觸角，其基本特質與5G相互呼應且形成彼此協同，在服務產業場景應用時，邊緣計算存在諸多優勢，可大致總結爲兩大類：1）分佈式和低時延計算、高效率、實時協同保障等優勢，可支持自動駕駛、智能製造、智能城市（交通、環保、能源、安全等）、AI行業應用等場景，可實現實時數據處理、分析、反饋，並在終端做出決策指導行動。以智能製造爲例，中樞智能機器人在雲計算中心負責總體控制，流水線終端協作機器人不斷交換、分析數據以實現實時決策，指導流水線上下游其他終端機器人開展協同，以便高效、低時延完成自動化生產流程。未來智能製造的最終目標是實現智能化工廠，機器終端設備均具有自感知能力，獨立完成終端計算、數據處理，以及終端設備間數據同步、協同，並做出最優決策，完成複雜流程操作，儘可能減少人工干預。2）邊緣計算可協助緩解數據流量壓力，減少從設備到雲端的數據流量，據統計“邊雲”協同之下，成本只有單獨使用雲計算的39%。其高效節能的特質可支撐類似AR/VR、無人機、全景直播、自動駕駛等在終端產生海量、多維、異構數據的場景。以自動駕駛爲例，車內外環境需進行實時監控，過程中產生的車聯網數據、車主行爲數據、道路交通數據等多維動態詳細數據信息體量巨大，出於安全性考慮，無人車在道路行駛需要及時針對車內外環境和各維度數據做出實時決策，並指導車輛安全行駛或及時向車主預警風險，最大限度保障行駛安全。

從產業服務的視角和實際場景落地情況，邊緣計算在5G驅動下服務垂直產業和特定場景，離不開與雲計算的緊密協同、互相補足。具體來說，雲計算偏重全局性、非實時、長週期的大數據處理與分析，而邊緣計算適用於局部性、實時、短週期數據的處理與分析，可以說我們正進入了一個“邊雲協同”的時代。隨着5G技術的進一步推動，多元化的應用將促進邊緣計算的快速迭代升級，傳統數據中心會越來越向邊緣側延伸，邊緣側承擔的計算任務也將持續增加，同時與通用服務器相比，邊緣計算服務器可面向5G和邊緣計算特定場景進行個性化、差異化定製，能耗更低、溫度適應性更寬、運維管理更加方便。因此，可以預見技術發展趨勢將以雲計算爲核心的“中心化計算架構”向以邊緣計算爲核心的“去中心化計算架構”轉化。

5G與邊緣計算相融：實現基礎科學技術突破，成爲大國勝負手的壓軸底牌

國際尖端基礎科技競爭日趨激烈，資源爭奪的根源值得探究，或是科技驅動下的資源增量市場增長乏力，或是存量資源已面臨枯竭和無有效替代資源所帶來的國家層面的心理危機。在這裏我們不如大膽假設而小心求證。

近年，受限於基礎科學理論的長期停滯的大環境，基礎科學技術已儼然成爲名副其實的“存量市場”，市場蛋糕很難繼續做大。幸而基礎科學應用仍保持着創新和活力，呈現出百花齊放的姿態，依稀能看到“增量市場”的影子。基礎科學技術的角逐始終面臨技術壁壘極高的現實，專利、研發資源長時間和持續投入、專業人才的儲備和培養等不斷提出新挑戰。中國5G技術的突破，開始在世界基礎科學技術領域嶄露頭角，也開始分食這塊巨大的存量市場蛋糕，這種良性競爭也或多或少給存量市場其他玩家帶來壓力、不安和焦慮，美國的過激反應顯得尤爲明顯。這種突破是具備歷史意義的，以華爲爲代表的中國企業過去數十年的堅持，爲這一歷史時刻打下烙印。

衆所周知，在基礎科學應用的增量市場，中美早已平分秋色、並駕齊驅，以AI應用爲例，AI技術方面，如計算機視覺、語音技術、基礎硬件領域中美幾乎無差，但AI在垂直行業的應用，也就是基於AI的產業化能力還存在較大差距，但這種差距不在於AI科技能力本身，而是國內產業本身軟硬件基礎設施落後以及信息化和自動化程度不足而導致的。產業本身的這些基礎設施的短板，邊緣計算的成熟和出現，某種程度配合5G的落地部署可以助力其有效改善。

可以預見未來5G成功部署，以AIoT核心技術爲動力，萬物互聯的海量生產數據爲原料，邊緣計算爲終端觸角，定能實現驅動各個產業的數字化轉型變革和升級迭代，更快速、更安全、更穩健的實現屬於中國獨有的工業4.0，迎來引領世界的智能製造時代。

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原文發於-FT中文網