Điện toán biên là gì?
Điện toán biên là quá trình mang khả năng điện toán và lưu trữ thông tin đến gần hơn với các thiết bị tạo ra thông tin đó và người dùng sử dụng thông tin. Thông thường, các ứng dụng truyền dữ liệu từ thiết bị thông minh như cảm biến và điện thoại thông minh đến trung tâm dữ liệu để xử lý. Tuy nhiên, độ phức tạp và quy mô chưa từng có của dữ liệu đã vượt xa khả năng của mạng. Bằng cách chuyển khả năng xử lý đến gần hơn với người dùng và thiết bị, hệ thống điện toán biên cải thiện đáng kể hiệu năng của ứng dụng, giảm yêu cầu về băng thông và tăng tốc độ cung cấp thông tin chuyên sâu theo thời gian thực.
Tại sao điện toán biên lại quan trọng?
Điện toán biên đang trở nên phổ biến hơn vì giúp các doanh nghiệp thu thập và phân tích dữ liệu thô của họ hiệu quả hơn. Hơn bao giờ hết, các tổ chức cần truy cập tức thì vào dữ liệu của họ để đưa ra quyết định sáng suốt về hiệu quả hoạt động và các chức năng kinh doanh. Khi được sử dụng một cách phù hợp, điện toán biên có tiềm năng giúp các tổ chức cải thiện độ an toàn và hiệu năng, tự động hóa các quy trình và cải thiện trải nghiệm người dùng.
Dưới đây là một số lợi ích của điện toán biên.
Giảm độ trễ/tăng tốc độ
Trong nhiều ngành, công nghệ đòi hỏi truyền dữ liệu gần như tức thì. Lấy ví dụ về một bộ phận của máy móc robot trong xưởng của nhà máy. Nếu một sự cố sản xuất khiến robot không thể tiếp tục vận hành một cách an toàn, robot đó cần nhận được thông tin sự cố nhanh nhất có thể để có thể tắt máy.
Cải thiện bảo mật dữ liệu
Với điện toán biên, phần lớn dữ liệu được xử lý và lưu trữ cục bộ. Bất kỳ thông tin nào cần gửi lại trung tâm dữ liệu đều có thể được mã hóa trước khi truyền. Các doanh nghiệp cũng sử dụng điện toán biên để tuân thủ luật chủ quyền dữ liệu, chẳng hạn như Quy định chung về bảo vệ dữ liệu (GDPR), bằng cách giữ cho mọi dữ liệu nhạy cảm gần với nguồn.
Tăng năng suất
Doanh nghiệp cải thiện năng suất hoạt động và năng suất của nhân viên bằng cách phản hồi thông tin nhanh hơn. Bằng cách phân tích dữ liệu được thu thập tại nguồn, các tổ chức có thể cải thiện các khu vực cơ sở, cơ sở hạ tầng hoặc thiết bị của họ đang hoạt động kém hiệu quả. Điện toán biên có thể được kết hợp với trí tuệ nhân tạo và các công cụ máy học để thu thập dữ liệu nghiệp vụ thông minh và thông tin chuyên sâu, giúp nhân viên và doanh nghiệp hoạt động hiệu quả hơn.
Thu thập dữ liệu từ xa
Việc thu thập dữ liệu từ những nơi có kết nối và băng thông không đáng tin cậy là một thách thức. Nhờ thiết lập khả năng điện toán và kho lưu trữ dữ liệu ở biên mạng, doanh nghiệp có thể thu thập và truyền dữ liệu từ các mỏ dầu, khu công nghiệp xa xôi cũng như tàu xa bờ.
Giảm chi phí
Việc gửi một lượng lớn dữ liệu từ vị trí ban đầu đến các trung tâm dữ liệu tập trung sẽ rất tốn kém do quá trình này cần lượng băng thông lớn hơn. Vì người dùng cuối chỉ gửi đi dữ liệu quan trọng, mô hình điện toán biên cho phép bạn giảm lượng dữ liệu được gửi từ các trang web đến trung tâm dữ liệu. Tùy thuộc vào lượng dữ liệu được doanh nghiệp của bạn gửi đi và xử lý, chi phí hoạt động có thể được tiết kiệm đáng kể.
Hiệu năng đáng tin cậy
Điện toán biên thường có mặt ở những khu vực xa xôi hẻo lánh, hiếm có kết nối Internet. Thông qua thiết lập môi trường điện toán biên, doanh nghiệp đảm bảo các hoạt động của họ sẽ xử lý, phân tích và lưu trữ dữ liệu một cách đáng tin cậy. Điều này giúp giảm đáng kể khả năng xảy ra tình trạng ngừng hoạt động do gián đoạn mạng hoặc kết nối.
Những ngành công nghiệp nào sử dụng điện toán biên?
Nhờ khả năng truyền dữ liệu với tốc độ cao và độ trễ thấp, thêm vào đó là công tác cài đặt thiết bị biên tương đối dễ dàng, điện toán biên đã được sử dụng rộng khắp các ngành công nghiệp. Dưới đây là một số ví dụ.
Sản xuất
Sự bùng nổ về số lượng thiết bị Internet vạn vật (IoT) như cảm biến và cổng đã giúp hệ thống điện toán biên trở nên phổ biến trong ngành công nghiệp sản xuất. Các nhà sản xuất vận dụng giải pháp điện toán biên để đưa tự động hóa vào sản xuất, thu thập dữ liệu tại chỗ, cải thiện hiệu quả sản xuất, cũng như cho phép các máy giao tiếp với nhau một cách nhanh chóng. Tìm hiểu thêm về điện toán biên trong ngành sản xuất >>
Phương tiện tự hành
Các phương tiện tự hành như xe tự lái được trang bị một số cảm biến IoT đóng vai trò thu thập một lượng lớn dữ liệu mỗi giây. Các cảm biến này đòi hỏi xử lý dữ liệu theo thời gian thực để đưa ra phản hồi tức thì và không thể dựa vào máy chủ từ xa để đưa ra quyết định trong giây lát.
Ngoài ra, các phương tiện tự hành có thể tương tác hiệu quả hơn nếu chúng giao tiếp với nhau trước, thay vì phải gửi dữ liệu về điều kiện thời tiết, tình trạng giao thông, tai nạn hoặc các cung đường vòng đến máy chủ từ xa. Điện toán biên là công nghệ quan trọng giúp đảm bảo an toàn và khả năng phán đoán chính xác điều kiện của đường đi.
Năng lượng
Các công ty năng lượng sử dụng điện toán biên để thu thập và lưu trữ dữ liệu về các giàn khoan dầu, mỏ khí đốt, tua-bin gió và trang trại năng lượng mặt trời. Các nhà khai thác giàn khoan thường triển khai công nghệ trí tuệ nhân tạo ở biên để phát hiện các hiểm họa và tối ưu hóa cũng như kiểm tra các quy trình. Điện toán biên giúp ngành năng lượng nâng cao hiệu quả hoạt động, đảm bảo an toàn cho người lao động và dự đoán thời điểm cần triển khai công tác bảo trì. Tìm hiểu thêm về điện toán biên trong ngành năng lượng >>
Chăm sóc sức khỏe
Các thiết bị biên giúp giám sát những chức năng quan trọng của bệnh nhân như nhiệt độ và lượng đường trong máu. Nhờ điện toán biên, lĩnh vực chăm sóc sức khỏe có thể lưu trữ cục bộ dữ liệu về bệnh nhân này và cải thiện khả năng bảo vệ quyền riêng tư. Các cơ sở y tế cũng giảm bớt dung lượng dữ liệu mà họ gửi đến những vị trí trung tâm và giảm nguy cơ mất mát dữ liệu.
Điện toán biên hoạt động như thế nào?
Điện toán biên hoạt động bằng cách đưa hoạt động điện toán và lưu trữ đến gần hơn với nhà sản xuất và người dùng dữ liệu. Các kiểu triển khai biên sẽ thay đổi tùy theo trường hợp sử dụng khác nhau, tuy nhiên chúng ta có thể nhóm chúng thành hai loại lớn.
Ứng dụng thượng nguồn
Các ứng dụng thượng nguồn ưu tiên thu thập dữ liệu từ cảm biến thông minh và những thiết bị khác, sau đó truyền dữ liệu này đến các trung tâm dữ liệu để xử lý thêm. Dữ liệu đã thu thập được chia thành ba loại chính:
- Dữ liệu dư thừa hoặc không liên quan, chẳng hạn như dữ liệu về nhiệt độ phòng được cảm biến đo cứ 5 phút một lần
- Dữ liệu hữu ích có yêu cầu lưu trữ dài hạn, chẳng hạn như nhiệt độ trung bình trong vài giờ
- Dữ liệu hữu ích mang ngụ ý ngắn hạn, chẳng hạn như giá trị nhiệt độ phòng dưới mức phải bật máy sưởi
Điện toán biên trong các trường hợp sử dụng thượng nguồn tập trung vào việc phân biệt giữa ba loại nguồn dữ liệu này, sau đó chỉ những thông tin quan trọng mới được truyền đến trung tâm dữ liệu. Chiến lược biên có thể bao gồm các ví dụ sau.
Trung tâm dữ liệu cục bộ tại chỗ
Các công ty bố trí kho lưu trữ, máy chủ và những thiết bị biên khác cạnh nguồn dữ liệu. Ví dụ: một công ty năng lượng có thể lắp đặt một số tủ mạng chứa máy chủ và mạng LAN từ xa bên trong tua-bin gió để thu thập và xử lý dữ liệu do tua-bin gió này tạo ra.
Năng lực điện toán trong các thiết bị Internet vạn vật (IoT)
Công ty sử dụng các cảm biến có đủ năng lực điện toán để xử lý dữ liệu thông qua những quy tắc lọc được định sẵn trước khi truyền.
Máy chủ biên theo khu vực
Công ty sử dụng các dịch vụ đám mây để xử lý dữ liệu từ một số cảm biến khác nhau trong một khu vực đơn lẻ. Các nhà cung cấp dịch vụ đám mây có thể khoanh vùng dịch vụ đám mây để tiến hành công tác điện toán trên các máy chủ biên nằm trong khu vực yêu cầu của công ty.
Ứng dụng hạ nguồn
Các ứng dụng hạ nguồn ưu tiên cung cấp dữ liệu cho người dùng cuối. Ví dụ bao gồm hoạt động truyền phát video trực tiếp trên nền tảng đa phương tiện và giải trí, trò chơi trực tuyến hoặc nguồn cấp video thực tế ảo. Điện toán biên trong các trường hợp sử dụng hạ nguồn tập trung vào việc giảm độ trễ mạng để người dùng có thể trải nghiệm các sự kiện ngay khi diễn ra. Dưới đây là một số ví dụ về hoạt động điện toán biên hạ nguồn.
Lưu bộ nhớ đệm
Công ty thiết lập mạng phân phối nội dung (CDN) có khả năng lưu nội dung trên các máy chủ biên vào bộ nhớ đệm gần với người dùng hơn về mặt địa lý, do đó nội dung tiếp cận máy tính của người dùng nhanh hơn nhiều. Tìm hiểu thêm về CDN >>
Dịch vụ biên trên đám mây
Bạn có thể sử dụng dịch vụ điện toán đám mây để chạy các phần ứng dụng đòi hỏi cao về độ trễ nằm trong các điểm cuối và tài nguyên ở một khu vực địa lý cụ thể.
Điện toán biên di động
Công ty sử dụng cơ sở hạ tầng điện toán biên di động, chẳng như mạng 5G và các dịch vụ điện toán đám mây di động dựa trên 5G để phát triển, triển khai và điều chỉnh quy mô các ứng dụng có độ trễ siêu thấp.
Sự khác biệt giữa điện toán biên và điện toán đám mây là gì?
Điện toán biên đang chạy khối lượng công việc ở biên, tức là gần với thiết bị và người dùng cuối hơn. Mặt khác, điện toán đám mây là một thuật ngữ khái quát, bao gồm quá trình chạy mọi loại khối lượng công việc trong một trung tâm dữ liệu của nhà cung cấp dịch vụ đám mây.
Tuy nhiên, cần lưu ý một điều quan trọng là các nhà cung cấp dịch vụ đám mây cũng phân phối dịch vụ điện toán biên. Ví dụ: các dịch vụ biên của AWS đưa quá trình xử lý, phân tích và lưu trữ dữ liệu đến gần các điểm cuối, cho phép bạn triển khai các API và công cụ đến những vị trí nằm ngoài trung tâm dữ liệu AWS.
Điện toán biên AWS được sử dụng trong một số trường hợp nào?
Công cụ điện toán biên của AWS được một số lượng lớn doanh nghiệp hàng đầu sử dụng. Dưới đây là ba ví dụ nổi bật.
Volkswagen Group
Volkswagen – một trong những tập đoàn sản xuất ô tô hàng đầu thế giới – sử dụng AWS IoT, công nghệ máy học và các dịch vụ biên để hỗ trợ cho Đám mây công nghiệp của mình. Công ty có thể kết nối dữ liệu từ hơn 120 nhà máy sản xuất để cải thiện hiệu quả và thời gian hoạt động tại các cơ sở nhà máy, cải thiện tính linh hoạt trong sản xuất và hướng đến các tiêu chuẩn về chất lượng phương tiện. Tìm hiểu cách Volkswagen sử dụng AWS >>
Hulu
Nền tảng phát trực tuyến Hulu khai thác các dịch vụ mạng ở biên của AWS để đảm bảo nội dung và trải nghiệm người dùng xuất sắc cho khách hàng, ngay cả khi lưu lượng truy cập của người dùng ở mức cao. Hulu sử dụng các dịch vụ AWS để cung cấp cơ sở hạ tầng có quy mô linh hoạt, linh động và hiệu quả về chi phí. Tìm hiểu cách Hulu sử dụng AWS >>
Riot Games
Riot Games phát triển, phát hành và hỗ trợ những trò chơi tập trung vào người chơi nhất trên thế giới, bao gồm Liên Minh Huyền Thoại – một trong những trò chơi PC phổ biến nhất trên thế giới. Khi ra mắt VALORANT trên toàn cầu vào năm 2020 – một trò chơi bắn súng chiến thuật phối hợp đồng đội – Riot muốn giảm bớt “lợi thế khiến đối thủ nhìn thấy bạn trước” do độ trễ gây ra cũng như đảm bảo tính minh bạch trong lúc thi đấu. Riot sử dụng AWS Outposts để nhanh chóng triển khai các máy chủ trò chơi và giảm độ trễ thêm 10 đến 20 mili giây, giúp giảm tối thiểu lợi thế khiến đối thủ nhìn thấy bạn trước và tạo ra một sân chơi công bằng cho mọi người chơi. Xem cách Riot Games sử dụng AWS >>
AWS có thể trợ giúp như thế nào đối với các yêu cầu điện toán biên của bạn?
AWS cho vùng biên đưa đám mây có năng lực và bảo mật tốt nhất trên thế giới đến gần hơn với các điểm cuối và người dùng của bạn. AWS là nhà cung cấp duy nhất có thể mở rộng cơ sở hạ tầng, dịch vụ, API và các công cụ được cung cấp trên đám mây dưới dạng một dịch vụ được quản lý toàn phần cho hầu hết mọi trung tâm dữ liệu tại chỗ, nơi cho thuê chỗ đặt máy chủ hoặc cơ sở ở biên.
Tận dụng phần cứng được quản lý đã triển khai ở các vị trí nằm ngoài trung tâm dữ liệu AWS để mở rộng khả năng điện toán biên bảo mật đến các khu đô thị lớn, mạng 5G, vị trí tại chỗ và các vị trí từ xa hoặc bị ngắt kết nối. Bạn có thể sử dụng các khả năng được xây dựng cho mục đích nhất định trong những trường hợp sử dụng cụ thể tại biên, đồng thời chọn trong số hơn 200 dịch vụ thiết bị tích hợp để triển khai ứng dụng biên cho hàng tỷ thiết bị một cách nhanh chóng và dễ dàng.
Sau đây là những cách AWS có thể hỗ trợ hoạt động điện toán biên:
- AWS Outposts mở rộng cơ sở hạ tầng và dịch vụ AWS đến hầu hết mọi nơi và mang đến trải nghiệm kết hợp nhất quán
- Cổng lưu trữ AWS cung cấp quyền truy cập tại chỗ vào kho lưu trữ đám mây gần như không giới hạn
- Các thiết bị nằm trong Bộ AWS Snow vận hành trong môi trường khắc nghiệt, không phải trung tâm dữ liệu và ở những vị trí thiếu kết nối mạng nhất quán
- Trình quản lý biên của Amazon SageMaker giúp tối ưu hóa, bảo mật, giám sát và duy trì các mô hình máy học trên nhóm thiết bị biên
Bắt đầu sử dụng điện toán biên trên AWS bằng cách tạo tài khoản AWS miễn phí ngay hôm nay!
Các bước tiếp theo để sử dụng điện toán biên AWS
Bắt đầu xây dựng với AWS trên Bảng điều khiển quản lý AWS.