#边缘计算##数字经济# 【边缘计算,为什么一定会迎来大爆发?】#甘靖数字经济[超话]#
以满足无处不在的高质量运算为最终目标,需求与成本的博弈不断颠覆计算机软件服务的形态架构,并逐步形成了我们当前所讨论的边缘计算模式。

如果我们从“计算任务在何处完成”这个角度来看待计算形态,那么可以看到历史上计算形态经历了几次重要变化,即先是任务汇聚到大型机上集中处理,而后分散到用户终端设备处理,再然后相当一部分的计算任务重新汇聚到云计算中心处理。

如前所述,这一变化过程的影响因素相当纷杂,如硬件成本的降低、计算需求的提升、通信网络的飞跃、传感器技术的丰富等。而究其本质原因,则是人类对计算形态或者说计算方式的需求,即“无处不在的高质量计算服务”:既要无处不在,又要保障服务质量。

“无处不在”需要通过各式各样的网络通信技术、嵌入式技术来实现,“高质量”则需要通过计算机软硬件技术的不断迭代来实现。

如本地计算成本低于通信成本时,计算模式由分时共享的方式迅速转变为本地计算的方式(第一个翻转点)。

当网络技术的发展使得通信成本再次低于计算成本时,开始出现由本地计算向云计算的过渡,并且随着通信成本的不断降低,越来越多的计算需求由本地转到云端(第二个翻转点)。

随着以苹果手机为代表的智能手机的快速发展迭代,以及以3G/4G为代表的移动通信技术的普及,云计算模式得到了进一步强化;然而,随着各类新型的、要求更高的计算业务(如AR/VR)的出现,对很多计算任务而言,本地计算成本再次低于云计算成本(第三个翻转点)。

5G/6G通信技术的出现,则再次大幅拉低了通信成本,使得这些新出现的复杂任务可以使用远程的方式来执行,并形成了边缘计算的模式。

可以看到,几个阶段的共同特征是不断地将硬件负担远离用户,不断地将计算服务贴近用户,用户既要“无处不在的高质量服务”,又要“不承担额外的软硬件开销”,这也是计算形态变化的内在逻辑。按照计算模式的变化,我们将网络计算形态大致分为以下三个阶段。

01 第一阶段:共享计算模式
在共享计算模式中,由于大型机的计算成本过于昂贵,普通用户无法负担,因此通过分时系统批处理、ARPANET等方式将用户任务汇聚到大型机上进行集中处理。这一过程与现在的云计算很类似,但是任务传递和任务计算的过程均十分低效。此阶段形成的重要原因是任务传递和通信的成本要显著低于用户本地配备一台大型机的成本。

随着集成电路技术的快速发展,个人计算机的出现使得计算形态从“共享计算”的方式快速进入“本地运算”的形态,即多数消费者计算任务在其个人计算机上进行处理。这一变化的直接原因是硬件成本的大幅降低和人们对计算要求的逐步提升。

02 第二阶段:本地计算过渡到云计算
随着通信网络技术的发展,计算形态逐步走向了“将一切交给网络”这条路。伴随着窄带互联网、宽带互联网以及移动通信网络的出现,部分数据开始通过Web的方式共享,一些数据量较小的信息系统(如电子邮件)也开始通过Web服务器的方式提供服务。此时,以文本为主的低数据要求的数据共享和计算服务开始从本地走向服务器端。

随着光纤宽带网络和3G/4G技术的进一步普及,以及以智能手机为代表的移动智能设备的出现,越来越多数据量较大的计算任务开始从本地走向云端,如音视频多媒体业务、直播业务等。此时仍有相当一部分对于计算实时性要求较高的计算业务(如高画质3D游戏)需要在本地执行,这是由于本地计算的延迟要小于通过网络传输的延迟。

在第二阶段,一个显著特征是随着用户需求的不断提升,计算成本和通信成本交替成为成本瓶颈,导致越来越多类型的计算任务被转移到网络当中,从而在整体上形成了“本地与云计算混合”的计算模式。

03 第三阶段:云计算到边缘计算
随着5G/6G技术的到来,通信延迟和通信速率的性能表现再次迎来成倍的提升,与此同时,集成电路进入了“后摩尔时代”,在本地计算环境实现成倍的性能提升变得越来越困难。这使得在完成一个计算任务时,远程计算成本显著低于本地计算成本。

这一成本差异有可能会持续数年,伴随着更多类型的需求进入计算机世界,越来越多的本地计算将从本地转移到服务器上,直至出现大量足够复杂的计算任务,使得通信成本再次成为任务执行的瓶颈。

这一阶段的关键技术是边缘计算,也必然是边缘计算的形式。这是由于:

超低的网络通信延迟一方面是通信技术的革新,另一方面也是由于用户和服务器之间的距离被拉进。
随着物联网技术的爆发,计算需求持续指数级增长,将全部的计算和数据均交由集中式的云计算中心来处理既不合理也不现实。而边缘服务器则扮演了“分布式迷你云计算中心”的角色,通过广泛的边缘服务器的部署承接绝大部分计算任务。很多前沿研究用“雾计算”来定义这一形态,本质上与边缘计算是同一思想。
这一阶段中,用户设备仅保留传感与通信的硬件模块,所有的计算任务、数据访问任务等均交由边缘服务器进行。

04 为什么一定是边缘计算
接下来我们通过标志性的技术驱动过程,再来理解“网络化计算服务”是如何一步步发展到边缘计算形态的。

如果我们关注计算需求(或者说计算完成的过程)在边缘设备和计算中心分布情况,可以看到自计算机出现以来,越来越多的计算任务通过网络化的方式来执行。图1-5展示了驱动网络化计算服务不断演进并成形的关键技术,从中我们可以观察到边缘计算背后的技术必然性。

伴随着硬件能力与计算需求的发展,网络化计算服务的形态也不断地发生进化,从多用户分时批处理的方式逐步发展到边缘计算的形态上来。

具体而言,最初的网络计算可以看作是通过低效的传输方式(卡带、软盘等形式)将任务集中到中心化的大型计算机上进行处理;
随后在个人计算机和宽带网络逐步普及后,开始出现以Web服务为代表的网络化服务;
伴随前端技术的发展和网络速率的进一步提升,更加复杂的计算任务可以通过网络计算的形式来解决,也导致网络化计算形式从单向转变为接近于本地程序的网络应用形式;
进一步地,随着智能手机和3G/4G移动网络的到来,网络化计算服务进入到云计算的模式;
而随着物联网和5G/6G时代的到来,网络化计算机服务将快速进入到边缘计算的模式,为智能万物提供无处不在的算力服务。
1. 传统集中式云计算方式不可持续

在云计算时代,数据的集中导致了计算的集中,海量用户的数据集中在少数云计算服务器上,使得计算随之迁移到云计算中心。而随着智能化、嵌入式设备的发展,越来越多的设备开始接入网络,产生无处不在的计算需求,这使得网络带宽逐渐成为服务瓶颈,为计算过程带来不必要的延迟开销。

前端智能设备涌现的各类超低延迟服务,由于云计算的广域网传输延迟而无法被满足;不仅如此,所有数据汇聚到少数的云计算中心,在增加网络的流量承载压力的同时,也造成了大量的能源浪费。

2. 摩尔定律已经失效

想要达到“无处不在的高质量运算”,广泛铺设的算力网络并非唯一思路。

特别是当我们回顾过去几十年的计算机发展历程,在最理想的状态下,只要计算机一直沿着摩尔定律发展下去,硬件最终会变得非常小,而算力却又特别强,加之近年来能量采集(Energy Harvesting)技术的发展,可以做到随时具有充沛的能源、算力和通信能力,从而形成无处不在的高质量运算。

但随着半导体制程逐步逼近原子半径,量子计算又暂时无法实现实用系统,边缘计算就成了唯一选择——广泛、大规模地部署算力,将物理环境改造为“算力场”,从而使得身处其中的用户可以享受无处不在的高质量运算服务。

3. 历史机遇:5G与物联网的需求形成合力

一方面,海量的物联网设备产生的计算需求逐渐无法被满足;另一方面,计算服务质量的要求也使得通信网络不堪重负,网络传输延迟成为计算服务的性能瓶颈。

两方面的共同需求,使得将计算下沉到网络边缘成为历史必然。一方面可以显著降低数据传输的延迟,另一方面通过分散地处理物联网设备的海量计算需求,也可以疏解云计算中心的计算压力。

不仅如此,5G、Wi-Fi 6等技术的发展,使得前端设备的单跳延迟可以降到个位毫秒级,在满足现有计算需求的前提下,势必催生各类实时计算服务。卡内基-梅隆大学的Mahadev Satyanarayanan教授也指出:“没有边缘计算的5G大规模部署是没有意义的”。

4. 人类计算需求的增长不会停滞

通过技术和需求的交替发展,我们可以观察到:人类的计算需求会不断涌现,并快速填满算力的天花板。当本地执行效率高时,新型业务会以本地执行的方式出现;当远程执行效率高时,新型业务会以远程执行的方式出现。

虽然在过往的经验中,新型的计算需求通常是先在本地执行,待通信成本降低后,逐步转变为远程执行;但可以预见,当远程执行成本持续低于本地运算成本,边缘计算模式成熟时,新型的业务会直接以边缘运行的方式出现,并且由于边缘算力充沛,新型业务的出现将有望迎来井喷。

5. 边缘计算可能会是算力的最终形式

过去的经验告诉我们,计算模式呈现了“合久必分,分久必合”的发展过程,那么计算模式的下一站会是怎样的形式呢?运算过程会不会重新回到任务发起的设备上去呢?

如果按照上述梳理的以“无处不在的高质量计算服务”为驱动,边缘计算很可能是最终的计算形式。我们设想当本地算力和通信延迟逼近极限时,本地运算和在直接相连的另一台边缘设备上进行远程运算的整体性能极可能是相仿的,而本地资源永远是有限的,边缘设备的资源却是持续增长的。

因此边缘计算极有可能是算力的最终形式,前端设备仅保留必要的传感器、通信模块以及少量的计算和存储资源,利用环境中的边缘算力完成计算过程。 https://t.cn/RI7nYAL

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照见五蕴皆空,到底是哪“五蕴”?

诵经时,经常听到“五蕴”,《般若波罗蜜多心经》上说:“观自在菩萨,行深般若波罗蜜多时,照见五蕴皆空,度一切苦厄……”,那这个“蕴”到底是什么意思呢?“五蕴”又是哪五蕴呢?
蕴,意义是积聚,五蕴即是五种聚合。五蕴包含了色、受、想、行、识这五种类的法,各个合为一集,都是因缘和合的,它们相续不断的生灭,故五蕴的意思是五种不同的聚合。五蕴也被翻译为五众或五阴。“五众”是五种众多的法聚合在一起;“五阴”是五种法遮盖住智慧之意。
色蕴
色蕴:即物质的积聚。色是有质碍,占有一定的空间,久后会变坏。色所指的是一切物质,以及一切物质的活动现象。比如:矿物是物质,它肯定是属于色蕴;但是声音,并非物质,是物质所震动的现象,故它也属于色蕴。
色蕴包含内色与外色。内色就是所依靠生活的根身(身躯):眼、耳、鼻、舌、身--五根;外色就是所知的外境:色、声、香、味、触--五境。
受蕴
受蕴:受即领取纳受之意,对于顺境与逆境的领纳感受,它可分为身受和心受。身受由五根和五境所引起,它有苦、乐、舍(不苦不乐)三种感受;心受由意根所引起,有忧、喜。故受有苦、乐、舍、忧、喜五种性质。
1.苦受:领纳逆境,身心逼迫,刺激太强,身心感受到苦。
2.乐受:领纳顺境,我们所喜爱的境,身心适悦。
3.舍受:领纳中庸性的境,身心处在不苦不乐的感受。
4.忧受与喜受:忧受是担心、忧虑种种事务;喜受就是对事务产生快乐的心情。忧受与喜受是一念一念的心,心心相续而产生,并非由六根而来。与忧受与喜受不同的是,苦、乐、舍三受是六根“接触外境后“,加上烦恼而生起的感受,所以忧、喜是烦恼,苦、乐、舍不是烦恼。
受蕴是无量无数相续不断的受心所集为一聚。这个受心所是无量无数刹那生灭的苦、乐、舍三种感受,它们生生灭灭不已,称为受心所。
想蕴
想蕴:心执着于外境的形象。也就是看、听、接触东西时,会认定所对的境有一定的相貌,然后为它安立名称,生起认识的心理。
六根与外境接触,内心构画出种种外境的相状,对外境起决定的心理,并且安立种种的名称,既是所谓名相的安立。这个名相是众生主观的安立,而在这名相中执着有一个实有的个体。
想蕴跟受一样,也是从六根而来。眼睛接触的境所生的这个想,即是颜色的相貌,称为色相;耳朵分别声音的相貌;鼻子分别气味的相貌;舌头分别味道的相貌;身体分别接触的相貌,那么意则分别心念想的相貌。
这些种种的相貌都是内心把它构画出来的。这个想与受一样重要,因为在受的同时,意识——心,就来回不停地在六根那儿作想,由这个想分别外境是如此这般,如此那般。在日常生活中,所看、所听到的事事物物,过后心中区别它们,都是由想得来的。
行蕴
行蕴:“行”是造作之义,行蕴是驱使心造作诸业,所造作的行为有善、恶、无记三种心理,称为心所生法,又称为心所。
行蕴是很复杂的,大家心所生的种种心念,称为心所。心所除了受与想之外,皆是有造作的,并且念念迁流变化,都称为行,这种种的“行”聚合在一起,则称为行蕴。
在心念中,除了识、受和想以外,其他的心念都是行。这些心会造业,是有造作的。行蕴所生的心是造业的主要力量与原因,因为这些心念驱使身、口、意去造业,所以行蕴是五蕴中造业的主要心理作用。
识蕴
识蕴:佛教对识蕴的解说有大、小乘的区别,在此依据大乘的分类来解说:识蕴可分为三种类:一者为心,它集起诸法,并能生起种种的法。二者为意,它恒思量我——末那识。也就是有一种心念,它一直执着有一个“我”,称为意。三者为识,既是了别外境;能够知觉外面境界的心,称为识。有时候,心、意、识总称为心,也称为识蕴;识能够知道外境,所以是能知的心,因为由它带动其他的心念,以它为主,故称为心王,随它而生起的心念称为心所。
五蕴中的色蕴,分为内色与外色,就是根与境(尘)。尘是所知道的境,根是识依靠它来知道外境。心与境接触的时候,那个接触的心理称为触。触当时能知外境的是识,心、境接触之后,就会连续的生起受、想、行。苦、乐、舍三种受即生起,同时心构画种种的形相,而且给它们种种名称,此既是所谓的想。安立名言后,加上烦恼,就生起善、恶之心,甚至发动身、口、意去造业,这就是五蕴——色、受、想、行、识之间的关系。生命就是这样一直连续不断的活动。
五蕴的真相是无常、苦、空、无我。因为五蕴中的每一念都在生灭变化,故它是无常的;因为它无常,每一念生起后,终归会消灭,故苦;因为在五蕴的聚合中,任何的一个东西都不是常的,不是独立的,不是单一的,非常非一,而且没有主人,没有人控制,它一直随着因缘生灭,故无我;因为五蕴是因缘所生,因缘所生的东西没有自性,即是没有自己的性能,所谓没有自性,五蕴故空。
佛陀在《五蕴譬喻经》中教导大家要怎样观察五蕴,经曰:“观色如聚沫,受如水上泡,想如春时焰,诸行如芭蕉,诸识法如幻。”
佛陀教导大家观察五蕴中的“色”如河水冲击时形成的肮脏的泡沫,虚有其形,实无一物,保留片刻,旋即破灭。
“受”如水中一个一个浮上来的气泡,一下子就破灭了,受的心念也是这样,比如:一念一念用眼睛得到的感受,一次一次地飞逝过去了。
“想”如春天或夏天时阳光照在潮湿的地面上,水分蒸发成为水蒸气,有时会反射,形成各种影像。它是一种幻象。想蕴就有如春时焰那样,虚幻不真实。
诸“行”如芭蕉,就是一念一念的心行好像香蕉树,一片一片的剥开来是空心的,里面什么都没有,大家的心念亦复如是。比如说:阿弥陀佛,你看“阿”里面有东西吗?没有。“弥”里面有东西吗?没有……但是你把它组合起来,你看到“阿弥陀佛”四个字所代表的东西。
诸“识”法如幻,“识”就是大家能够知觉的心,它如幻如化,就好像魔术师,它变化出一些东西,大家因它迷失,以为真的有这些东西,同样的,大家也认为有一个心存在,但是心是如幻如化的。


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