边缘计算缓解云端计算压力,Zephyr操作系统助力物联网发展

[摘要]在当前这样一个万物智能互联的时代,物联网设备数量在疯狂增长,每台设备都在源源不断地产生大量数据,以智能摄像头为例,随着摄像头的分辨率从1080P转向4K,其一天所采集到的数据量将达到200GB。
在当前这样一个万物智能互联的时代,物联网设备数量在疯狂增长,每台设备都在源源不断地产生大量数据,以智能摄像头为例,随着摄像头的分辨率从1080P转向4K,其一天所采集到的数据量将达到200GB。同样,我们熟知的智能医院、自动驾驶和智能工厂,它们一天所产生的数据将分别超过3TB、4TB和1PB。有人预测,到2020年,一个互联网用户平均每天将产生的数据量大概是1.5GB。由此可见,数据在如洪流一般涌向互联网。

如此巨大的数据量,如果全部传输到云端,将给云端服务器带来巨大的承载压力和数据分析任务,于是有人提出了边缘计算,试图在数据采集端对数据进行智能分析,从而简化云端的处理。在近期举办的2017边缘计算产业峰会上,英特尔中国区物联网事业部首席技术官张宇博士分享了如何在网络边缘实现智能化,是驾驭数据洪流的关键环节之一,也是物联网未来发展的重要趋势。而随着人工智能如火如荼的发展,海量数据需要快速有效地分析和提取洞察,这也大大加强了对于边缘计算的需求。

边缘计算需要强大的硬件支撑高速计算

以前需要处理的数据很多都是结构化数据,通过Excel表格或者简单关系型的数据库就可以对其进行维护和管理。但今后,物联网会带来越来越多的非结构化数据,我们要从非结构化的数据中发现内在的关联,就需要用到人工智能技术。人工智能进行处理需要消耗大量的计算资源和存储资源,大量的计算需要一个很强大的计算芯片支撑,因此人工智能的发展实际上对芯片提出了更高的要求。

英特尔认为,人工智能会在物联网系统里广泛应用,不仅是在前端,也在后端。物联网中不同的网源所需要的计算力需求不同,再加上人工智能部署,需要不同特性硬件平台以及软硬件协同优化。英特尔提供了端到端的、业界领先的人工智能全栈解决方案,包括:涵盖至强处理器、至强融核处理器、英特尔Nervana神经网络处理器和FPGA、网络以及存储技术等领先而完整的硬件平台,以及多种软件工具及函数库,优化开源框架。值得一提的是,对于边缘计算而言如何平衡功耗和计算力所面临的一大挑战,凭借Movidius领先的单瓦计算能力,英特尔可以为业界提供低功耗、高性能的边缘计算解决方案。

强大的物联网操作系统确保数据顺利采集

要全面推动物联网市场的发展,硬件支撑固然十分重要,毕竟强大的硬件资源有助于边缘计算和云计算实现数据分析和处理,但是要确保数据顺利采集需要物联网设备配备合适的操作系统,在竞争激烈的物联网操作系统市场,Zephyr操作系统独具特色。

自推出以来,Zephyr 操作系统已经更新到 1.9版本,新版本专门为物联网做了优化,是目前最佳的、多架构、小型化、可扩展、安全的RTOS。支持尽可能多的架构,方便设计者进行开发,目前Zephyr内核支持的架构包括ARM-Cortex-Mx,英特尔X86,ARC,新思 Nios 2和RISC-V,所支持的主板从最初的4个增加到57个,并在未来不断更新。

除了所支持的开发板数量稳定增长外,主要的新改进是连接性和安全性。新版本的亮点在于蓝牙5.0,包括支持蓝牙mesh,支持LwM2M协议,新的API与已有应用程序代码更好地兼容,以及利用MPU和MMU硬件增加稳健性和保护功能。1.9版本在安全方面也做了新的改进,Zephyr项目团队利用在很多SoC中设立硬件保护的功能,继续致力于加强安全性。最新版本在支持MPU和MMU保护的基础上添加了堆栈前哨支持和线程隔离的初始工作。这项工作的最终目标是以更低权限水平运行应用程序,以及只访问自己的数据或明确共享的数据,这意味着敏感的应用程序数据可以更好地受到保护。同时,增强了系统的稳健性,更难恶意利用编程错误。

物联网设备配备完善的操作系统,加上强大的云计算平台和边缘计算,数据采集、安全及处理都得到保障,物联网市场会以更快的速度向前发展,带领大众生活走向智能化。

关于Zephyr

Zephyr 项目是一款小型且可扩展的操作系统,尤其适用于资源受限的硬件系统,可支持多种架构;该系统高度开源,对于开发人员社区完全开放,开发人员可根据需要对该系统进行二次开发,以支持最新硬件、工具和设备驱动程序;该系统高度模块化平台,可轻松集成任何架构的第三方库和嵌入式设备。




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