Como o iot aproxima bilhões de dispositivos da borda

As empresas de serviços públicos coletam dados de contadores elétricos, as estradas inteligentes monitoram as condições climáticas e os utensílios inteligentes de cozinha e banheiro criam experiências personalizadas para os proprietários. Todos esses são exemplos de computação de ponta combinada com a Internet das Coisas (IoT) para permitir que as pessoas obtenham idéias mais rápidas na borda. A computação de borda é uma arquitetura na qual os dados são processados ​​mais perto de onde se originam.

A Gartner Research projeta que 20, 4 bilhões de coisas conectadas serão usadas globalmente até 2020. Enquanto isso, a IDC prevê que a "esfera de dados global" aumente 10 vezes para 163 zettabytes (ZB) até 2025.

"A computação em borda está movendo a computação o mais próximo possível e necessário do mundo físico para atender a determinadas necessidades de desempenho, elementos de segurança ou fatores de custo", explicou Jason Shepherd, CTO de IoT da Dell Technologies. A empresa é uma das várias empresas que oferece IoT Edge Gateways que agregam análises na borda a partir de sensores. Na computação de ponta, dispositivos e sensores enviam dados para um gateway local em vez de transmitir todos os dados de volta para a nuvem.

A conexão entre o Edge e a IoT

A IoT envolve bilhões de sensores e dispositivos que coletam dados no limite para ajudar as empresas a obter insights e tomar decisões de negócios. Essas decisões podem incluir alterar a temperatura de uma sala ou desligar a água em um campo. Não é possível pegar todos os dados da borda e transferi-los diretamente para a nuvem. Portanto, você precisa usar um processo de agregação para organizar os dados em "números menores", explicou J. Craig Lowery, Ph.D., diretor de pesquisa do grupo de provedores de serviços e tecnologia da Gartner.

A computação de borda oferece a oportunidade de reduzir a latência ao executar análises na nuvem. Porém, depois que os dados são coletados no local, eles são compartilhados na nuvem pública. "Na maior parte, a computação de borda será sobre ter uma computação local que funcione com a nuvem pública de maneira híbrida", disse Lowery.

O limite pode ser um rack de servidores contendo hardware robusto, um galpão de equipamentos para torres de celular, um data center de uma fábrica ou um escritório de uma empresa de cabo, explicou Shepherd.

Para uma empresa de energia elétrica, o processo envolve telemetria viajando através de fios para um escritório de serviços públicos. Os dados são então enviados para a nuvem pública onde a análise de dados é realizada. Esses dados permitem que as empresas de eletricidade acompanhem o consumo de eletricidade e obtenham tendências mais amplas sobre o consumo de eletricidade. Você também pode atrair dados nos limites dos mercados de sinalização digital, energia, automação industrial e transporte.

O Edge reduz a latência e aumenta a largura de banda

A análise de dados mais próxima da borda traz mais segurança, menor latência e maior largura de banda, de acordo com Shepherd. A latência pode sofrer quando há um longo período de tempo necessário para um dispositivo de borda enviar dados para uma rede e, em seguida, para um data center ao executar análises de dados na nuvem. A computação de borda fornece uma maneira de não apenas acelerar a análise de dados, mas também diminuir o tráfego de rede. Aqui estão três exemplos de implementações de uma plataforma IoT de ponta:

1) Microsoft Azure IoT Edge: em abril de 2018, a Microsoft anunciou que investirá US $ 5 bilhões em tecnologia IoT. Como parte desse investimento, a empresa oferece o Microsoft Azure IoT Edge, uma plataforma que transfere análise de nuvem e lógica de negócios para dispositivos. A plataforma inclui três componentes: contêineres chamados módulos "IoT Edge" que as empresas podem implantar em dispositivos de borda e conectar-se à arquitetura de nuvem pública do Microsoft Azure, aplicativos de terceiros ou seu próprio código; um tempo de execução do IoT Edge que opera em dispositivos de borda da IoT e gerencia os módulos encontrados nos dispositivos de borda da IoT; e uma interface de usuário (UI) baseada em nuvem que permite às empresas monitorar e gerenciar os dados dos dispositivos de borda da IoT remotamente.

Imagem usada com permissão da Microsoft.

O Microsoft Azure IoT Edge é um "bom exemplo de computação de borda de uso geral, porque na verdade não é uma nuvem privada", disse Lowery. "É como um Azure público que ganha vida em seu data center. É uma extensão desse serviço em seu data center, executando em equipamentos que estão em suas próprias instalações. Você pode ou não ser o proprietário. Existem várias maneiras de entregues a partir de diferentes serviços ".

A IoT é um forte caso de uso do Azure Stack, a extensão do Azure que permite que as empresas executem aplicativos híbridos no local, porque os clientes o compram como um serviço, em vez de ter que implantá-lo, disse Lowery.

Imagem usada com permissão da Microsoft.

2) Dell Edge Gateway para IoT: um hub para sistemas com e sem fio, o Dell Edge Gateway para IoT agrega dados e os envia para a nuvem. O Dell Edge Gateway para IoT é robusto para suportar condições adversas em uma fábrica ou em uma plataforma de petróleo.

Com os milhões de dispositivos que coletam dados em campo, é preciso um gateway para processar todos esses dados, de acordo com Shepherd. "O interessante da IoT é que ela inverte completamente, e agora tenho milhões de dispositivos que desejam acessar um servidor", disse Shepherd. "É por isso que você precisa ventilar mais computação ainda mais perto desses dispositivos."

3) EdgeX Foundry: Hospedado pela Linux Foundation, O EdgeX Foundry é um projeto de código aberto desenvolvido para criar interoperabilidade em torno das soluções de borda da IoT. O EdgeX Foundry foi modelado com base no Cloud Foundry, a plataforma de aplicativos multi-cloud de código aberto, e estende o mesmo formato até o limite, disse Shepherd. É uma estrutura que reúne milhares de protocolos, com a nuvem na parte superior e qualquer outro dispositivo abaixo, de acordo com Shepherd. O EdgeX Foundry fornece a flexibilidade para criar soluções no limite.

Mais de 70 empresas contribuem para o EdgeX Foundry, incluindo AMD, Dell EMC, Samsung, Zephyr e VMware. Mas o EdgeX Foundry é "um projeto de código aberto e neutro em relação ao fornecedor que ajudou a começar a dissociar a borda da nuvem e os aplicativos da infraestrutura subjacente", disse Shepherd. "Você tem estruturas abertas para a computação subjacente".

A Dell contribuiu com sua base de código-fonte do FUSE no Apache 2.0 for EdgeX Foundry. Também forneceu pelo menos 12 microsserviços e mais de 125.000 linhas de código.

Imagem usada com permissão da EdgeX Foundry.

5G, AI para moldar o futuro do Edge, a IoT

A inteligência artificial (IA) será um fator-chave na IoT e na computação de ponta. A IA avançada poderá ser executada em dispositivos próximos à borda para permitir que as análises sejam executadas, observa Sam George, diretor de parceiros da IoT do Azure na Microsoft, em uma postagem no blog. A Microsoft tem uma iniciativa chamada Project Brainwave que usa matrizes de portas programáveis ​​em campo (FPGA) para realizar cálculos de IA.

Outro fator importante da computação de ponta será o 5G, observou David Mayo, vice-presidente sênior e chefe de negócios de 5G e IoT da T-Mobile, que lançou recentemente a primeira rede de IoT de banda estreita em todo o país.

"Com a computação de ponta, você é capaz de distribuir essa capacidade de processamento para mais perto do usuário e as latências reduzidas ou compactadas que uma rede 5G fornecerá", disse Mayo. Ele vê redes 5G acionando os sensores em carros autônomos e o conjunto de sensores em refinarias de petróleo e gás.

Com todos os pontos de dados que podem ser coletados em tempo real, a computação de borda terá um efeito benéfico para os consumidores, de acordo com Mayo. "Com o tempo, a necessidade de que a computação aconteça ainda mais perto do usuário, seja uma empresa ou um consumidor, aumentará", disse ele. "Seja realidade aumentada ou realidade virtual, quanto mais a computação ocorrer e existir até o limite, melhor será a experiência do cliente".