5G来了!5G标准的出台,5G的大幅建设,国内、国际上科技巨头为我们清晰地描绘的5G世界的蓝图。都预示着5G来了,那么,5G将带给业界什么样的影响,大部分人能想到的网速更快,但是却并没有一个清晰地认知。近日,风河公司产品副总裁Michel Genard认为,5G技术带来了智能计算的未来和进展。5G技术预计将在未来引动智能汽车、未来工厂、自动控制系统的相应领域,5G技术将带来这几个行业的快速崛起。最重要的,5G、自治系统将迎来实时性与确定性的复兴!

边缘计算的新疆界

低延迟、确定性一直以来都是商业计算领域所关心的话题,所有的系统能力都需要计算性能和网络速度作保证,随着科技的进步,网络和计算性能,好像已经不是技术难点,特别是在云时代,由于云的存在,您就拥有了无限的计算、存储和带宽资源。如果来看可扩展性和灵活性,IT和大多数流行的PaaS基本上都已经证明了这一点——您只要选择自己喜欢的云平台,然后从那里购买计算、存储和服务资源即可,想要多少就有多少!

然而,5G和自治系统的出现为我们打开了新的场景。延迟和确定性的问题又回到了我们的视野之内。

以自动驾驶汽车为例,5G速度快、低延迟的特性给无人驾驶创造了可能,无人驾驶汽车在行驶过程中必须源源不断的收集道路信息,上传至云端利用大数据来控制无人车的行驶。这对网络环境的要求十分的高,而5G就能满足这个要求,可以这样说,5G的普及必将带动无人驾驶技术的快速发展。

Michel Genard具体分析认为,假设在车的后备箱里有一个小型数据中心(暂时不要考虑这个系统的加固以及路况和散热问题,否则还是尽量将计算功能转移到云端比较好),当然你肯定需要一整套高度智能的电子控制单元(ECU)。这些ECU负责针对制动、速度变化或换档等操作做出决定并控制实现具体的运作步骤。

车载信息中心通常都会放在后备箱(即数据中心)里,这就带来了几个关键性的设计要求。

第一,你要确保“大脑”拥有足够的时间来做出决定并向ECU发出运作指令。这个指令不仅速度要快,而且内容必须适当,才能确保实现预期的动作。每1毫秒都很重要,尤其是当你设想一辆时速100公里的汽车,每秒钟都会移动30米的情况。如果一辆自治汽车在一个基于IT/数据中心Linux系统的控制之下,它延迟为100毫秒(我很慷慨,还没计算传感器、ECU和其他计算时间的延迟),你会感到安全吗?

第二,你要确保汽车能一次又一次地确保同样的行为方式,也就是确定性。在“IT世界”里,通常所指的服务质量并不强调确定性或最坏情况下的执行需求,通常仅仅意味着工作将在一定的预算下完成即可(在云控制术语中通常所指的就是计算和存储资源)。

第三,希望您明白我的意思——把一个“IT/数据中心”同等类型的系统放到车上,用来控制设备和你自己,所采用的却是“勉强可以”的方法,这不可能让自主交通取得大众规模上的成功。

 

未来可期 风河技术更精湛

如果说,2G实现了语音的通话,3G带来了数据的传输,4G则带来了快速响应的数据服务和流量信息。在前几年进入4G时代后,手机行业、互联网行业都带来了飞速的发展,即时通讯软件代替了普通短信和语音电话,更是让直播,短视频的等领域迅速流行,让出行服务都被数据化覆盖。那么,5G带来的是更快的通讯技术,更快的速度,更低的延迟,必将带来更为深刻的社会变革。

正如Michel Genard所言,自治车辆和交通系统可以从航空电子设备中汲取的成熟技术,在设备、基础设施和车辆之间的网络通信中实现极高的可靠性和优化,这些行业都以及解决了实时性和可靠性的挑战。在风河的产品阵容中,我们的边缘计算产品Helix Virtualization Platform允许您将一个较轻量的Linux操作系统(用于计算和存储)与部署最为普遍、功能安全与信息安全的RTOS VxWorks(用于完成车辆机械控制的全部任务)并行运行。

现在我们来看看5G。

总之,5G不仅仅是4G的更新,它不仅仅是更快、更便宜和更好那么简单,尤其是当你了解到像Verizon这样的电信运营商如何发挥5G的价值。我想就以下两个方面做特别说明:延迟性和互连设备。

风河将5G设定了一个激进的目标(相对与IT/数据中心),这就是1毫秒。如果您想实时管理工业物联网、自治系统和所有其他OT应用场景中的任何关键基础设施,这确实是您最高的期望。在这种情况下,低延迟对于大规模部署的应用场景(如VRAN、增强现实、虚拟现实和自治汽车)至关重要。

如果部署IT级的操作环境(如OpenStack)很可能不会达成您的期望。到目前为止,OpenStack在网络核心和数据中心都是可行的,否则从规模和成本的角度来看,5G可能会失败。这将需要对开源技术进行大幅度的增强。

从部署的角度来看,让我们考虑一下互连设备的海量规模(可达750亿!).这个规模比4G大100倍,预期寿命10年以上,要求可靠性达到99.999%。实际上,这意味着价值链中的许多设备既有基于Intel的,也有基于ARM的,覆盖范围从用户到IT/数据中心。需要低成本/低功耗,并进行定制以支持中断和包延迟都非常低的新型应用场景。

预见到5G以及同时支持远端边缘和近端边缘拓扑结构的技术需求,风河公司一直在投资基于Linux的技术,以便完全支持容器和OpenStack,使其具备增强的实时补丁、分布式云(支持扩展性)和高可用性。

显然,历史证明,趋势总是周期性循环的。正如Michel Genard所言,上世纪末,流行于市场的观点是“低延迟和确定性已经走向死亡!”然而,现在我们可以说“低延迟和确定性万岁。”


2019年09月09日

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