當物聯網憑藉「堅固型邊緣運算」拓展其影響力與智慧時

物聯網化身「智慧物件」—能夠運用資料聚合和即時分析

在過去十年中，物聯網或「IoT」的熱潮和話題迅速爆發，成為製造、運輸和公共事業等特定產業中數據驅動資產的數位轉型。直到最近，這些產業中許多都沒有經歷任何重大技術顛覆，直到領先的創新組織率先提出業務目標，探索數據的價值及其巨大潛力。物聯網的這一轉變，加上運算處理、大容量數據儲存和行動高速連接等新技術的結合，使這些產業成為數據中心自動化和效率的完美典範。例如，為了提供一些整體商機的背景，國際數據資訊 (IDC) 在其全球預測中報告指出：「物聯網 (IoT) 支出預計在 2019 年達到 7,450 億美元，較 2018 年的 6,460 億美元增長 15.4%……IDC 預計全球物聯網支出在 2017-2022 年預測期間將保持兩位數的年增長率，並在 2022 年突破 1 兆美元大關。¹」物聯網對有價值的洞察力持續不斷的趨勢和需求現在是戰略目標的首要任務。儘管這些統計數據預示著物聯網的光明未來，但評估企業組織如何在其營運基礎設施中實施和部署新的創新和流程以取得成功至關重要。因此，透過清楚了解物聯網解決方案的預算和投資花費在哪裡，從硬體和軟體解決方案的整個生態系統可以為下一波物聯網技術和連接性提供更好的想法。

在評估受物聯網影響的產業或市場時，突出那些斥巨資領先的特定產業至關重要。根據 IDC 的預測，2019 年的整體專案支出預計將達到 7,450 億美元，其中很大一部分來自製造業。例如，IDC 報告還列出了 2019 年特定產業的支出，例如離散製造業（1,190 億美元）、流程製造業（780 億美元）、運輸業（710 億美元）和公用事業（610 億美元）。這些預測清楚表明，製造業和工業自動化約佔物聯網解決方案預期支出的四分之一；這對許多專注於工業自動化設備的解決方案來說是一個重要的機會。因此，IDC 還指出，重點在於「支援製造營運和生產資產管理的解決方案，」這是該行業的一個主要目標。總體而言，製造業作為一個整體，是積極尋求利用更新的物聯網解決方案以提高現有舊基礎設施的生產力和效率的關鍵市場之一——現在也被稱為「工業物聯網」或 (IIoT)。

「IDC 的預測清楚表明，製造業和工業自動化約佔物聯網解決方案預期支出的四分之一。」

在此數位化和數據中心化轉型的背景下，製造市場正在採用 IIoT 技術，以在各自的競爭中保持領先地位。IIoT 設備不同於其他物聯網應用，因為它專注於連接更堅固耐用的行業中的機器，並彌合舊有基礎設施與新技術之間的差距。傳統上由技術驅動的行業，如製造業和自動化，已開始將 IIoT 設備整合到其日常營運中，據 IDC 分析師稱，這項成本高達 2,000 億美元。¹基於這個原因，領先的 IT 研究公司如 IDC 正在研究必要的硬體和軟體工具，以提供市場上成功的 IIoT 整合，因為「硬體支出將緊隨其後，達到 2,500 億美元，其中模組和感測器採購超過 2,000 億美元，」並且「物聯網軟體支出在 2019 年將達到 1,540 億美元，並在五年預測期內實現最快的增長，複合年增長率為 16.6%。¹」。這些統計數據證明，對適合 IIoT 的硬體和軟體解決方案存在著高度需求。但最重要的是，這些升級和利用現有數據管理基礎設施的直接決策，代表著對專注於工業堅固性、穩定性和可靠性，並具有更長使用壽命的新 IIoT 硬體有著顯著的需求。

目前，工業物聯網（IIoT）硬體或設備在自動化和工業 4.0 的整體發展中扮演著至關重要的角色。工業 4.0 是一個革命性的框架，透過數據和即時連接，推動工廠自動化環境中的機器對機器智慧。舉例來說，想像數百甚至數千個獨立端點即時相互通信，但現在具備了運算能力和高品質的視覺功能，以驅動即時自動決策。這使得企業應用程式能夠在細微層面追蹤和分析營運狀態，以提高營運效率；同時也讓企業主管能夠提高生產力，以獲得更好的業務成果。透過實施 IIoT 並部署將物理和數位世界連接在一起的新技術，企業現在擁有原始數據，可以獲取洞察力並即時快速回應變化。為了強調這一變化的重要性，另一項 IDC 研究指出：「在橫跨 15 個國家/地區的 2,300 位高階主管中，48% 的決策者已在其組織內部部署了物聯網解決方案，另有 58% 表示物聯網是其業務戰略的核心。²」

 圖片來源  - IDC²

賦能「邊緣運算」及其對硬體製造商市場的影響？

如今，過去未經聚合的數據正以指數級的量從設備中策略性地收集，用於分析趨勢並最大限度地提高業務成果。數據的爆炸式增長及其已被證明的價值正在推動現有商業模式以驚人的速度變化；這種轉變不僅評估數據的重要性，還評估其在生成源附近處理的效率。「邊緣」或「邊緣運算」正成為諸如即時機器智慧、電腦視覺和透過 5G 網路實現高速無線連接等功能的名詞。邊緣運算市場探索了在變革性商業模式中實現新機會的獨特需求，該模式利用了集中式「雲端運算」的力量，但現在賦予了去中心化「邊緣運算」的移動性和靈活性。根據領先的 IT 研究公司 Gartner 的說法，「預計到 2025 年，75% 的數據將在集中式數據中心或雲端之外進行處理。³」最重要的是，隨著大量數據現在從雲端轉移，嵌入式硬體製造商存在新的機會，可以在一個爆炸性市場中解決堅固運算解決方案帶來的挑戰。這些解決方案的範圍可以從低功耗閘道到高性能邊緣伺服器，它們都具有本地運算的共同能力和高速快取的框架。但有一點是明確的，這些解決方案將設計用於即時洞察和強大的本地運算，以實現移動性和遠端部署。在最近的 Gartner IT 研討會上，這家領先的 IT 研究公司發布了其「2020 年十大戰略技術趨勢。」其中一個突出的趨勢是邊緣運算，因為它具有去中心化運算拓撲的能力。根據 Forbes.com 上一篇關於 Gartner IT 研討會的文章，Gartner 副總裁 David Cearley 在談到邊緣運算時說：「目前對邊緣運算的大部分關注來自於物聯網系統需要在嵌入式物聯網世界中為特定行業（例如製造業或零售業）提供斷開或分佈式功能的需求。然而，隨著邊緣被賦予越來越複雜和專業的運算資源和更多數據儲存，邊緣運算將成為幾乎所有行業和用例的主導因素。複雜的邊緣設備，包括機器人、無人機、自動駕駛汽車和營運系統將加速這一轉變。⁴」

邊緣運算最近一直是科技領域的熱門話題，尤其圍繞 5G 連線的優勢。首先，「邊緣」在許多討論中被提出作為補充雲端優勢的新模型，同時也在本地運算能力方面具有其獨特的價值。根據 Gartner 的定義，邊緣運算是「促進數據生成點或其附近進行數據處理的解決方案……例如，在物聯網 (IoT) 的背景下，數據生成源通常是帶有感測器或嵌入式設備的物件」，它們與數據中心基礎設施或雲端分離。5這種新的邊緣運算概念與過去十年中的討論截然不同，當時大部分投資和思想領導力都將其長期戰略放在雲端巨大的儲存容量和運算能力，或人工智慧的最終承諾上。當然，這是理所當然的，雲端的優勢顯然是不可否認的，這歸功於 Amazon 的 「AWS -Amazon Web Services」 和 Microsoft 的 「Azure」等主要雲端服務供應商的爆炸式增長，許多企業如今都在使用這些服務。但最重要的是，邊緣運算模型對許多行業之所以具有如此大的變革性，是因為它能夠智慧地分析數據並即時行動以獲取更深層次的洞察力，同時也能夠以低延遲速度平衡和卸載各種工作負載。

由於多核心處理器中專業運算能力的快速創新以及提供機器智慧和即時決策的巨大資料儲存，這些關鍵優勢正變得可在當今的環境中部署。特別是隨著 5G 連接的推出，邊緣運算在許多產業的應用案例擁有巨大的市場和新機會（圖 1）。因此，硬體設備製造商正準備提供專業的邊緣運算解決方案，以滿足生成有意義資料的互聯設備需求。有幾個關鍵因素正在推動邊緣運算及其不斷擴大的市場，尤其是在新技術方面。在 McKinsey & Company 的一篇文章中，這家領先的研究顧問公司認為有 5 個關鍵因素推動邊緣運算：

1. 多樣的連接和數據移動性 – 邊緣運算將依賴利用無線連接的遠端網路；這將使數據能夠自由高效地移動，而不會產生來自雲端的延遲問題
   
   
2. 即時決策能力 – 自主和行動部署中的邊緣運算需要即時處理聚合數據。隨著更新的多核心處理器和 GPU 技術，分析和關鍵任務工作負載現在可以即時處理
   
   
3. 分散式和本地化運算能力 – 邊緣運算設備將無法依賴像雲端及其龐大資源那樣受控的環境；這些堅固耐用的電腦將具備強大的運算能力，同時在低功耗工作條件下運行
   
   
4. 大容量儲存和數據安全 – 以安全方式儲存和存取數據將是邊緣運算的關鍵要素；具有高密度多位元選項和大容量固態硬碟以及更快的讀/寫協議（如 NVMe 技術）將允許在需要時進行存取。
   
   
5. 寬電壓輸入支援間歇電源 – 隨著邊緣運算部署推向行動和遠端位置的邊界，許多這些邊緣設備將需要在電源可能不穩定的環境中運行。

圖 1 圖片來源 - McKinsey and Company⁶

邊緣運算，但在「堅固的邊緣」—為什麼需要專用堅固邊緣電腦？

數據收集和處理方式的網路拓撲結構的這種新轉變，正在推動邊緣運算發生重大變化，尤其是在行動和遠端部署中。由於資料中心或雲端基礎設施實際上是保留用於依賴網路傳輸的特定功能，因此邊緣運算解決方案的市場目前是無限的，並為堅固和遠端應用的新型專業解決方案開放。

邊緣運算中「堅固的邊緣」的背景已在先前的部落格文章中提到，其中詳細說明了從雲端到邊緣的明顯市場轉變。在此處閱讀更多資訊7總之，整合邊緣運算的優點是顯而易見的，然而，當部署在對電子元件有害的現實世界環境中時，需要專用的堅固工業電腦才能將行動邊緣運算能力帶到新的領域。

舉例來說，堅固型邊緣運算領域中一個獨特的、充滿機會的領域是嵌入式工業電腦和閘道器，這些設備需要在極端環境條件下運作。智慧物聯網設備或邊緣電腦的一個顯著特點是其獨特的使用條件，與辦公室或資料中心的受控環境不同。除了環境壓力之外，邊緣運算設備或電腦還需要具備完整系統層面的特定技術功能和特性。

堅固型邊緣電腦專為承受嚴苛的使用條件而開發，並透過在其整體產品設計中整合堅固型功能，實現高水準的耐用性。從外部機殼到內部組件，堅固型邊緣電腦的每個部分都透過機械和熱工程的組合專門打造，以解決強烈振動、極端溫度以及潮濕或多塵環境等問題。

堅固型邊緣運算必備的 5 個硬體要求：

1. 無線連接

2. 行動性和遠端部署

3. 效能加速器

4. 各種 I/O 連接埠和 PCIe/PCI 擴充插槽

5. 堅固性和安全性

了解更多關於堅固型邊緣運算必備的 5 個硬體要求（可提供資訊圖表）

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