Điện toán biên: Giải pháp cho tương lai !

Điện toán biên là gì?

Điện toán biên (Edge Computing) là một kiến trúc được thiết kế và xây dựng nhằm tối ưu hoá hệ thống điện toán đám mây bằng cách cho phép xử lý, tính toán dữ liệu tại vùng biên – nơi gần với nguồn phát sinh dữ liệu và nhận yêu cầu xử lý nhất (các thiết bị IoT).

Mô hình điện toán biên được thiết kế và xây dựng như hình dưới đây:

Trong đó:

• Lớp trên (Lớp Cloud) là một nền tảng dữ liệu lớn giúp phân tích các tác vụ phức tạp và tốn nhiều thời gian như Big Data, Machine Learning, v.v.
• Lớp ở giữa là lớp điện toán biên (Edge Computing): Có thể thấy lớp điện toán biên nằm ngay cạnh hoặc gần các thiết bị IoT để kết nối và xử lý dữ liệu cục bộ của hàng tỷ thiết bị IoT. Thuật ngữ “Điện toán biên” được sử dụng để mô tả các trung tâm tính toán nằm giữa đám mây (Cloud) nhưng gần các thiết bị (Devices), gọi là biên. Ngoài ra, nó còn chỉ ranh giới tính toán giữa môi trường internet và môi trường mạng cục bộ. Một số tài liệu hay bài báo sử dụng thuật ngữ “Điện toán ranh giới” hay “Điện toán cạnh” nghe có vẻ không thuận tai hoặc khó hiểu hơn so với thuật ngữ “Điện toán biên”.
• Lớp cuối cùng là các thiết bị IoT: các cảm biến (Sensors), các thiết bị đo đạc, điều khiển (Controller), v.v.

Trên thực tế, các doanh nghiệp lớn đều phát triển theo hình thức xây dựng, triển khai các chi nhánh, cơ sở sản xuất kinh doanh ở nhiều nơi, khác biệt về địa lý. Các hệ thống điện toán biên sẽ được thiết kế để dễ dàng thu thập và quản lý các thiết bị IoT trong một khu vực nhất định. Qua đó, các doanh nghiệp có thể kết hợp các khối lượng dữ liệu đã phân tích ở nhiều vị trí địa lý khác nhau để phân tích chuyên sâu hơn nữa tại tầng Cloud nhằm tìm ra các khoảng trống (gaps) và tối ưu phương thức sản xuất/kinh doanh theo thời gian.

Lợi ích của điện toán biên là gì?

Điện toán biên cho phép làm rõ phạm vi và tài nguyên tại biên để tối ưu hoá việc phân tích, xử lý, làm giảm các chi phí vận hành, từ đó làm tăng biên lợi nhuận. Bên cạnh đó, điện toán biên giúp các thiết bị IoT có thể hoạt động mà không cần đến kết nối internet, một cụm tại biên có thể coi như một nút mạng trong mạng lưới. Dưới đây là 5 lợi ích quan trọng chính của điện toán biên:

1. Phản hồi nhanh: Điện toán biên cho phép các bộ xử lý cục bộ, với năng lực phù hợp (sở hữu khả năng tính toán riêng), dễ dàng xử lý những tác vụ yêu cầu thời gian phản hổi nhanh và đòi hỏi phải đưa ra hành động xử lý ngay lập tức sau khi gặp phải một tình huống nào đó.

2. Cho phép xử lý dữ liệu gần nguồn: trước khi đưa lên đám mây tập trung, điện toán biên có thể xử lý dữ liệu gần nguồn và chỉ gửi đi những dữ liệu phù hợp, có liên quan. (tuy nhiên trong trường hợp này, sẽ có độ trễ khi truyền dữ liệu vì phải thực hiện phân tích xử lý dữ liệu trước khi gửi đi thông tin)

3. Tối ưu chi phí, thời gian và chất lượng: Các dịch vụ ứng dụng điện toán biên cho phép khoanh vùng những tác vụ cần xử lý, liên tục làm hài hoà dữ liệu qua mỗi giai đoạn, làm giảm đáng kể lượng dữ liệu cần được lưu trữ, xử lý, tiết kiệm băng thông, giảm thời gian trễ và nâng cao chất lượng dịch vụ.

4. Giảm thiểu hiện tượng “nút thắt cổ chai”: Điện toán biên làm giảm sự ảnh hưởng lẫn nhau trong toàn bộ hệ thống, bằng cách phân tải và khoanh vùng phù hợp, giúp hệ thống dễ dàng đối ứng với những lỗi xảy ra khi xử lý dữ liệu, hay những sự cố không mong muốn về virus, lỗ hổng bảo mật thông tin và an ninh mạng.

5. Khả năng mở rộng không giới hạn và bảo mật: Điện toán biên cho phép doanh nghiệp dễ dàng thêm vào các nút mạng/ thiết bị biên để mở rộng phạm vi quy mô và năng lực mạng IoT mà không làm ảnh hưởng đến toàn bộ phần còn lại.

Điện toán biên giải pháp hứa hẹn trong tương lai

Theo dự báo của marketsandmarkets, thị trường điện toán biên toàn cầu được sẽ đạt giá trị 3,6 tỷ đô năm 2020 và sẽ tiếp tục tăng lên 15,7 tỷ đô vào năm 2025 với tốc độ tăng trưởng luỹ kế hàng năm (CAGR) là 34,1% trong giai đoạn dự báo. Trong đó, từ năm 2018 đến 2025, thị trường điện toán biên (tính trên số tiền đầu tư) sẽ phát triển mạnh mẽ nhất tại bắc Mỹ, tiếp đó là châu Âu và thị trường APAC đứng ở vị trí thứ ba.

Trong một báo cáo khác của grandviewresearch về thị phần của các ngành nghề trong việc triển khai và ứng dụng điện toán biên trong năm 2019 thì đứng đầu là ngành năng lượng & tiện ích, đứng thứ hai là ngành công nghiệp, theo sau là các ngành vận tải & logistics, khối ngành đô thị thông minh, và ngành chăm sóc sức khoẻ 

Lượng dữ liệu tạo ra trong mỗi giây ngày càng lớn và nhu cầu truy cập tài nguyên, ứng dụng máy tính mọi lúc, mọi nơi mà vẫn đảm bảo yêu cầu lưu trữ và bảo mật dữ liệu ngày một gia tăng. Bên cạnh đó, nhu cầu về các giải pháp hỗ trợ ra quyết định tự động theo thời gian thực và xử lý độ trễ ngày một nhiều hơn, cùng với nhu cầu tính toán dữ liệu lớn và lưu lượng mạng ngày càng tăng, đã thúc đẩy nhu cầu về điện toán biên.

Song hành với sự phát triển của công nghệ IoT, điện toán biên có xu hướng phát triển lớn dần. Chúng đã và đang được áp dụng, cũng như đầu tư ngày càng lớn và phạm vi cũng không ngừng được mở rộng.