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Impulsionando o futuro distante: 5G e aprendizado de máquina na borda

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A computação de borda tem sido uma palavra da moda há algum tempo, uma tendência de rede gradual que não mostra sinais de desaceleração. Vários desenvolvimentos recentes – incluindo a implantação cada vez mais ampla de redes 5G – se uniram para consolidar a computação de ponta no roteiro de tecnologia empresarial, bem como impulsionar toda uma nova galáxia de casos de uso.

Das cidades inteligentes à Indústria 4.0

Claro, há um interesse considerável na computação de ponta por parte de alguns dos maiores fabricantes e varejistas do planeta. Da Amazon à Cisco, do Google à Intel, passando talvez pela Microsoft e NVIDIA, existem produtos comprovados no mercado e, em muitos casos, linhas de produtos altamente focadas que visam a vantagem em particular. Isso é uma espécie de mudança em relação a apenas alguns anos atrás, quando as implantações de borda tendiam a utilizar hardware e infraestrutura de rede padrão. Um relatório recente de ResearchAndMarkets.com estima que as receitas de infraestrutura de computação de borda chegarão a US$ 17.9 bilhões até 2025, com um adicional de US$ 1 bilhão em módulos ópticos e redes para oferecer suporte ao transporte aprimorado de dados.

As redes de borda são frequentemente associadas a uma ampla gama de aplicativos, desde cidades inteligentes, veículos totalmente automatizados e uma variedade de aplicativos de IA e ML, cada um deles um nicho inteiro. A razão para esse intervalo é que as redes Edge visam dois aspectos principais que são vitais para elas, sendo baixa latência e confiabilidade. Ao processar dados na borda da rede, insights utilizáveis ​​podem ser obtidos imediatamente, em vez de serem atrasados ​​significativamente pela combinação mais tradicional de latência de rede, processamento em nuvem, análise e, finalmente, ação. Isso é particularmente importante para aplicativos da Indústria 4.0, bem como para cidades inteligentes e carros autônomos – respostas atrasadas devido à latência podem ter implicações absolutamente perigosas nos últimos casos e aumentos significativos de custos no outro.

Latência: Inimigo número um

Essa corrida para minimizar a latência funciona muito bem com o desenvolvimento de futuras redes de comunicação, principalmente 5G – embora a corrida para desenvolver conectividade via satélite baseada em LEO também possa resultar em conectividade de baixa latência. O potencial das tecnologias 5G, como beamforming e tecnologia MIMO massiva para permitir a aplicação prática da rede de ponta é significativo.

O resultado é uma enxurrada de acordos e parcerias de alto nível para desenvolver soluções 5G e edge cloud para toda a cadeia de valor. Um exemplo recente é o Google Cloud e a Ericsson, que fizeram parceria para desenvolver novas soluções nos Laboratórios D-15 do Vale do Silício da Ericsson, incluindo o piloto de aplicativos corporativos na borda em uma rede ao vivo com a empresa de telecomunicações italiana TIM. Esse projeto visa automatizar as funções da rede 5G principal da TIM, aplicativos baseados em nuvem e soluções do Google Cloud, visando os setores automotivo, de transporte e manufatura, de acordo com as empresas.

Também voltado principalmente para os setores de transporte e manufatura, o serviço de computação de borda móvel (MEC) local privado da Verizon com o Microsoft Azure aumentou recentemente. A oferta de serviços gerenciados segue a integração da oferta 5G privada da Verizon no início deste ano com a Amazon Web Services (AWS), já que a Verizon se posiciona firmemente como provedora de conectividade e estrutura de IoT, permitindo que as empresas selecionem seu provedor de nuvem preferido.

Rumo ao NFV: 5G agrega valor adicional

Essa disputa por posição é um indicador da escala do mercado – de fato, um relatório de pesquisa do Gartner de 2018 previu que a proporção de dados gerados pela empresa processados ​​fora de centros de dados centralizados ou nuvens aumentará de 10% em 2018 para 75% até 2025 Como destaca o Gartner no relatório, a conectividade 5G está definida para ser um facilitador essencial da computação de borda, principalmente devido aos requisitos de IA e ML na borda. As tecnologias incorporadas às redes 5G SA, como o fatiamento de rede, que permite que aplicativos vitais tenham capacidade dedicada, serão essenciais para o sucesso da IA/ML em um contexto mais amplo da Indústria 4.0.

Outra mudança fundamental neste mercado de ponta pode ser o desenvolvimento da Network Function Virtualization (NFV), que permite que as empresas configurem e reconfigurem hardware padrão em tempo real para atender a requisitos específicos de hardware. Embora os padrões de todo o setor sejam um obstáculo importante, há várias iniciativas que buscam romper e estabelecer um consenso mais amplo em torno dessas redes nativas da nuvem. Em particular, o grupo de especificação da indústria ETSI NFV definiu um roteiro em novembro de 2020 que define como as funções de rede virtual (VNFs) em contêineres poderiam – e provavelmente serão – gerenciadas em uma estrutura NFV.

Edge: fortalecendo o futuro da computação

As aplicações possibilitadas pela IA e ML de ponta, cimentadas pela conectividade 5G e potencialmente apoiadas por estruturas NFV emergentes são realmente atraentes. Por exemplo, a utilização crescente de veículos guiados autónomos (AGV) e de robôs móveis automatizados (AMR) em fábricas e armazéns – particularmente no final da cadeia de abastecimento – está a impulsionar a adoção da visão computacional e do ML em implementações periféricas. A baixa latência e o processamento imediato dos dados do sensor e do vídeo são cruciais para garantir que as margens de segurança sejam atendidas, bem como para impulsionar otimizações e eficiências operacionais.

Embora o 5G SA ainda esteja em fase de lançamento – além de inúmeras redes privadas que mergulharam – o fato é que os grandes players do setor estão apostando alto no 5G e na computação de ponta e na rede como um dos principais impulsionadores do mercado. A capacidade de qualquer empresa de processar transações e armazenar dados próximo à fonte real desses dados rapidamente se tornará um indicador-chave para o sucesso da Indústria 4.0, desencadeando uma série de benefícios posteriores, como manutenção preditiva, NFV e automação do mundo real.

Sara Ghaemi é Diretora de Desenvolvimento Técnico da Avnet Abacus, que auxilia e informa engenheiros de projeto sobre os últimos desenvolvimentos tecnológicos, como Beamforming, MIMO massivo e projetando para 5G.