終端云的探索與研究

本文分享自天翼云開(kāi)發(fā)者社區(qū)《終端云的探索與研究》,作者:邢****豫

https://www.ctyun.cn/developer/article/464861127008325

一、背景

眾所周知，傳統(tǒng)的云計(jì)算均基于集中式的資源管控，即通過(guò)中心云提供，而隨著云計(jì)算從1.0發(fā)展進(jìn)入2.0的階段，以及5G、物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)，云計(jì)算的應(yīng)用呈指數(shù)級(jí)增加趨勢(shì)，集中式的中心云已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足終端側(cè)對(duì)于大連接、低時(shí)延、大寬帶的云資源需求，于是產(chǎn)生了邊緣云，即將云計(jì)算平臺(tái)架構(gòu)在邊緣技術(shù)設(shè)施之上，算力下沉至距離端側(cè)更近的邊緣側(cè)。邊緣云的出現(xiàn)在一定程度上降低了響應(yīng)時(shí)延、減輕云端壓力、降低寬帶成本，但也仍需要額外成本搭建、維護(hù)邊緣基礎(chǔ)設(shè)施和邊緣節(jié)點(diǎn)等，這也會(huì)導(dǎo)致算力受限，存在瓶頸。

此外我們注意到，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展極大地豐富了智能終端的類(lèi)型，終端規(guī)模也在指數(shù)級(jí)不斷增長(zhǎng)，而每個(gè)終端其實(shí)都自帶計(jì)算能力，且在很多時(shí)候處于閑置狀態(tài)；另一方面，桌面云的技術(shù)日漸成熟，云電腦、云手機(jī)等云終端產(chǎn)品的出現(xiàn)加速了端云一體發(fā)展，用戶(hù)的終端設(shè)備可與云端便捷直連，但能夠承擔(dān)重度算力任務(wù)的高配置云電腦也意味著高成本投入。在這種背景下，是否可實(shí)現(xiàn)終端直接化身為云，每個(gè)終端即天然成為一個(gè)云計(jì)算節(jié)點(diǎn)，提供更優(yōu)體驗(yàn)、更低成本的算力？于是我們對(duì)一種全新的云計(jì)算模式——終端云的可能性和實(shí)現(xiàn)機(jī)制進(jìn)行了探索與研究。

二、終端云的概念與特征

簡(jiǎn)單地說(shuō)，終端云即基于云、端算力互通，將云端算力下沉至終端，并且通過(guò)統(tǒng)一的算力調(diào)度及分發(fā)管理，支持云、端算力協(xié)同、融合調(diào)動(dòng)，且支持手機(jī)、Pad、PC、TV等多種類(lèi)型終端接入，實(shí)現(xiàn)多屏互動(dòng)以及在不同業(yè)務(wù)場(chǎng)景下云與云、云與端、端與端的業(yè)務(wù)協(xié)同。

相對(duì)于以往的中心云和邊緣云，終端云主要有以下特征和優(yōu)勢(shì)：

（1）超低成本：充分利用終端自有閑置的計(jì)算能力，每個(gè)終端即天然為一個(gè)云計(jì)算節(jié)點(diǎn)，無(wú)需額外成本進(jìn)行搭建和維護(hù)；

（2）超低時(shí)延：與遠(yuǎn)離終端的中心云以及與終端仍有一定距離的邊緣云相比，終端云存在于無(wú)所不在、近在咫尺的各類(lèi)終端上，數(shù)據(jù)的產(chǎn)生、處理和使用與數(shù)據(jù)源幾乎是“零距離”，能夠極速接收并響應(yīng)終端請(qǐng)求；

（3）超廣覆蓋：據(jù)國(guó)際數(shù)據(jù)機(jī)構(gòu)IDC預(yù)測(cè)，全球智能終端接入數(shù)量在2025年將增長(zhǎng)達(dá)到1500億個(gè)，而終端云的實(shí)現(xiàn)也就意味著這些終端將有可能成為海量的分布式節(jié)點(diǎn)，覆蓋世界每個(gè)角落；

（4）巨大算力潛能：隨著智能終端性能不斷提升，一臺(tái)普通智能手機(jī)的算力即可媲美一臺(tái)計(jì)算機(jī)，千億級(jí)數(shù)量的智能終端將帶來(lái)前所未有的巨大算力；

（5）極-致彈性靈活：通過(guò)統(tǒng)一的算力調(diào)度與分發(fā)，終端云可控制千億級(jí)、極小顆粒度的終端節(jié)點(diǎn)執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯，能夠做到資源的極-致彈性靈活調(diào)配。

三、終端云的算力協(xié)同機(jī)制

云服務(wù)的傳統(tǒng)模式，是圍繞中心云提供算力，即使隨著邊緣云概念（MEC）的興起，可更實(shí)時(shí)、就近提供算力，但在云電腦執(zhí)行重度算力任務(wù)時(shí)，也因?yàn)榕渲幂^低，算力不足無(wú)法完成，而高配置云電腦也意味著高成本投入。為解決傳統(tǒng)云計(jì)算模式的瓶頸，終端云算力協(xié)同架構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生，給用戶(hù)帶來(lái)低延遲、高穩(wěn)定的使用體驗(yàn)和高性?xún)r(jià)比算力。下面，我們對(duì)終端云算力協(xié)同架構(gòu)進(jìn)行闡述。

終端云算力協(xié)同的特點(diǎn)在于共享終端算力，通過(guò)本地終端注冊(cè)并授權(quán)云端使用算力，終端加入算力池，由云端統(tǒng)一按需調(diào)度分配。例如當(dāng)某普通云電腦進(jìn)行3D渲染任務(wù)，需要大量GPU算力而遇到瓶頸時(shí)，云電腦將算力需求反饋至云端，云端接收需求后，從共享終端算力池中檢索適合的終端，待用戶(hù)授權(quán)同意后，自動(dòng)將算力調(diào)度分配到此云電腦，從而通過(guò)普通云電腦快速高效地完成渲染任務(wù)。與傳統(tǒng)云計(jì)算架構(gòu)相比，終端云算力協(xié)同架構(gòu)不僅大大提升了工作效率，也將算力成本降至極-致。

終端云算力協(xié)同架構(gòu)特點(diǎn)：

（1）該系統(tǒng)是基于蛛網(wǎng)式分布服務(wù)器，經(jīng)由即時(shí)算力感知引擎啟用閑置算力，通過(guò)融合調(diào)度的方式構(gòu)建出動(dòng)態(tài)算力池；

（2）在多設(shè)備共享算力的同時(shí)，根據(jù)不同設(shè)備的特性發(fā)揮最大優(yōu)勢(shì)，利用智能信道技術(shù)避免生態(tài)內(nèi)設(shè)備之間業(yè)務(wù)爭(zhēng)搶?zhuān)?/span>

（3）將計(jì)算資源模式由集中式單一布局進(jìn)化為散點(diǎn)式自由布局，在保證計(jì)算效率的前提下允許多端協(xié)同計(jì)算和資源分擔(dān)、實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度，完成生態(tài)內(nèi)多端跨越式算力調(diào)度。

在具備以上特點(diǎn)的算力協(xié)同機(jī)制下，終端云可大量應(yīng)用于云游戲、車(chē)牌識(shí)別、視頻監(jiān)控、3D渲染、視頻剪輯等場(chǎng)景，利用大量閑置終端算力提升任務(wù)處理效率。

四、終端云的價(jià)值意義

目前云計(jì)算已發(fā)展進(jìn)入2.0階段，從中心云到邊緣云讓云計(jì)算的應(yīng)用已發(fā)生翻天覆地的變化，而終端云的出現(xiàn)，也勢(shì)必將帶來(lái)新一輪的變革。而終端云不僅僅只有技術(shù)革新，還將給社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等多方面帶來(lái)重大影響，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

（1）綠色低碳：終端云最重要的特征之一即是充分利用閑置的終端計(jì)算能力，無(wú)需額外搭建和維護(hù)云計(jì)算節(jié)點(diǎn)，節(jié)省資源，低碳環(huán)保；

（2）合作共贏：每一個(gè)終端用戶(hù)都可以通過(guò)授權(quán)成為終端云的一部分，提供自有終端的計(jì)算能力給有需要的業(yè)務(wù)或用戶(hù)使用，開(kāi)放互助，形成一種新型共享經(jīng)濟(jì)，而基于對(duì)終端用戶(hù)提供一定回報(bào)的商業(yè)模式，云業(yè)務(wù)方可與終端用戶(hù)達(dá)成合作共贏；

（3）變革云生態(tài)：作為顛覆性的創(chuàng)新云，終端云的實(shí)現(xiàn)和發(fā)展必將帶來(lái)全新的技術(shù)和產(chǎn)品，引發(fā)技術(shù)變革；此外，讓終端用戶(hù)充分參與到終端云的建設(shè)中，以及形成開(kāi)放共享、合作共贏的商業(yè)模式，也將徹底改變?cè)朴?jì)算產(chǎn)業(yè)鏈，形成全新的云生態(tài)。

五、結(jié)語(yǔ)

基于以上對(duì)終端云各方面的探索，可以看到智能終端的快速發(fā)展，以及云終端提供的技術(shù)底座，讓終端云的誕生成為可能；通過(guò)對(duì)終端云技術(shù)實(shí)現(xiàn)的研究，則進(jìn)一步證實(shí)了終端云的可行性；在應(yīng)用落地層面，上文中提及的業(yè)務(wù)場(chǎng)景舉例僅僅只是冰山一角，展望未來(lái)，終端云必然將在大視頻、物聯(lián)網(wǎng)、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、AR/VR、元宇宙等眾多領(lǐng)域成為重器。接下來(lái)，我們將持續(xù)致力于終端云的技術(shù)研究與落地，非常期待在不久的將來(lái)終端云即能成為現(xiàn)實(shí)，能夠與終端用戶(hù)、云業(yè)務(wù)方等產(chǎn)業(yè)鏈上下游一起，共同推動(dòng)云生態(tài)煥然一新，或許這也將成為云計(jì)算3.0的開(kāi)始。