終端云的探索與研究

本文分享自天翼云開發(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)的云計算均基于集中式的資源管控，即通過中心云提供，而隨著云計算從1.0發(fā)展進入2.0的階段，以及5G、物聯(lián)網(wǎng)時代的到來，云計算的應用呈指數(shù)級增加趨勢，集中式的中心云已經(jīng)無法滿足終端側(cè)對于大連接、低時延、大寬帶的云資源需求，于是產(chǎn)生了邊緣云，即將云計算平臺架構在邊緣技術設施之上，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時延、減輕云端壓力、降低寬帶成本，但也仍需要額外成本搭建、維護邊緣基礎設施和邊緣節(jié)點等，這也會導致算力受限，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型，終端規(guī)模也在指數(shù)級不斷增長，而每個終端其實都自帶計算能力，且在很多時候處于閑置狀態(tài)；另一方面，桌面云的技術日漸成熟，云電腦、云手機等云終端產(chǎn)品的出現(xiàn)加速了端云一體發(fā)展，用戶的終端設備可與云端便捷直連，但能夠承擔重度算力任務的高配置云電腦也意味著高成本投入。在這種背景下，是否可實現(xiàn)終端直接化身為云，每個終端即天然成為一個云計算節(jié)點，提供更優(yōu)體驗、更低成本的算力？于是我們對一種全新的云計算模式——終端云的可能性和實現(xiàn)機制進行了探索與研究。

二、終端云的概念與特征

簡單地說，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，且支持手機、Pad、PC、TV等多種類型終端接入，實現(xiàn)多屏互動以及在不同業(yè)務場景下云與云、云與端、端與端的業(yè)務協(xié)同。

相對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：

（1）超低成本：充分利用終端自有閑置的計算能力，每個終端即天然為一個云計算節(jié)點，無需額外成本進行搭建和維護；

（2）超低時延：與遠離終端的中心云以及與終端仍有一定距離的邊緣云相比，終端云存在于無所不在、近在咫尺的各類終端上，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終端請求；

（3）超廣覆蓋：據(jù)國際數(shù)據(jù)機構IDC預測，全球智能終端接入數(shù)量在2025年將增長達到1500億個，而終端云的實現(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，覆蓋世界每個角落；

（4）巨大算力潛能：隨著智能終端性能不斷提升，一臺普通智能手機的算力即可媲美一臺計算機，千億級數(shù)量的智能終端將帶來前所未有的巨大算力；

（5）極-致彈性靈活：通過統(tǒng)一的算力調(diào)度與分發(fā)，終端云可控制千億級、極小顆粒度的終端節(jié)點執(zhí)行業(yè)務邏輯，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)同機制

云服務的傳統(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，可更實時、就近提供算力，但在云電腦執(zhí)行重度算力任務時，也因為配置較低，算力不足無法完成，而高配置云電腦也意味著高成本投入。為解決傳統(tǒng)云計算模式的瓶頸，終端云算力協(xié)同架構應運而生，給用戶帶來低延遲、高穩(wěn)定的使用體驗和高性價比算力。下面，我們對終端云算力協(xié)同架構進行闡述。

終端云算力協(xié)同的特點在于共享終端算力，通過本地終端注冊并授權云端使用算力，終端加入算力池，由云端統(tǒng)一按需調(diào)度分配。例如當某普通云電腦進行3D渲染任務，需要大量GPU算力而遇到瓶頸時，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，待用戶授權同意后，自動將算力調(diào)度分配到此云電腦，從而通過普通云電腦快速高效地完成渲染任務。與傳統(tǒng)云計算架構相比，終端云算力協(xié)同架構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)同架構特點：

（1）該系統(tǒng)是基于蛛網(wǎng)式分布服務器，經(jīng)由即時算力感知引擎啟用閑置算力，通過融合調(diào)度的方式構建出動態(tài)算力池；

（2）在多設備共享算力的同時，根據(jù)不同設備的特性發(fā)揮最大優(yōu)勢，利用智能信道技術避免生態(tài)內(nèi)設備之間業(yè)務爭搶；

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

在具備以上特點的算力協(xié)同機制下，終端云可大量應用于云游戲、車牌識別、視頻監(jiān)控、3D渲染、視頻剪輯等場景，利用大量閑置終端算力提升任務處理效率。

四、終端云的價值意義

目前云計算已發(fā)展進入2.0階段，從中心云到邊緣云讓云計算的應用已發(fā)生翻天覆地的變化，而終端云的出現(xiàn)，也勢必將帶來新一輪的變革。而終端云不僅僅只有技術革新，還將給社會、經(jīng)濟等多方面帶來重大影響，具有重要的現(xiàn)實意義。

（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算能力，無需額外搭建和維護云計算節(jié)點，節(jié)省資源，低碳環(huán)保；

（2）合作共贏：每一個終端用戶都可以通過授權成為終端云的一部分，提供自有終端的計算能力給有需要的業(yè)務或用戶使用，開放互助，形成一種新型共享經(jīng)濟，而基于對終端用戶提供一定回報的商業(yè)模式，云業(yè)務方可與終端用戶達成合作共贏；

（3）變革云生態(tài)：作為顛覆性的創(chuàng)新云，終端云的實現(xiàn)和發(fā)展必將帶來全新的技術和產(chǎn)品，引發(fā)技術變革；此外，讓終端用戶充分參與到終端云的建設中，以及形成開放共享、合作共贏的商業(yè)模式，也將徹底改變云計算產(chǎn)業(yè)鏈，形成全新的云生態(tài)。

五、結(jié)語

基于以上對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底座，讓終端云的誕生成為可能；通過對終端云技術實現(xiàn)的研究，則進一步證實了終端云的可行性；在應用落地層面，上文中提及的業(yè)務場景舉例僅僅只是冰山一角，展望未來，終端云必然將在大視頻、物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、AR/VR、元宇宙等眾多領域成為重器。接下來，我們將持續(xù)致力于終端云的技術研究與落地，非常期待在不久的將來終端云即能成為現(xiàn)實，能夠與終端用戶、云業(yè)務方等產(chǎn)業(yè)鏈上下游一起，共同推動云生態(tài)煥然一新，或許這也將成為云計算3.0的開始。