Energizando o Futuro Distante: 5G e Aprendizado de Máquina na Edge

O processamento de bordo (edge computing) tem sido um termo em voga por algum tempo, uma tendência de rede gradual que não mostra sinais de desaceleração. Vários desenvolvimentos recentes – incluindo a implantação cada vez mais generalizada de redes 5G – se uniram para solidificar o processamento de bordo no mapa de tecnologia empresarial, bem como impulsionar um novo universo de casos de uso.

De cidades inteligentes à Indústria 4.0

Claro, há um grande interesse no processamento de bordo por parte de alguns dos maiores fabricantes e varejistas do planeta. Desde a Amazon até a Cisco, Google até a Intel, passando pela Microsoft e NVIDIA, existem produtos comprovados no mercado e, em muitos casos, linhas de produtos altamente focadas que visam o processamento de bordo em particular. Isso em si é uma mudança em relação a apenas alguns anos atrás, quando as implantações de bordo tendiam a utilizar infraestrutura de rede e hardware padrão. Um relatório recente da ResearchAndMarkets.com estima que as receitas de infraestrutura de processamento de bordo atingirão $17,9 bilhões até 2025, com um adicional de $1 bilhão em módulos ópticos e redes para apoiar a melhoria do transporte de dados.

As redes de bordo são frequentemente associadas a uma ampla gama de aplicações, desde cidades inteligentes, veículos totalmente automatizados e uma variedade de aplicações de IA e ML, elas mesmas um nicho inteiro. A razão para isso é que as redes de bordo visam dois aspectos fundamentais que são vitais para essas aplicações, sendo baixa latência e confiabilidade. Ao processar dados na borda da rede, insights úteis podem ser obtidos imediatamente, em vez de serem atrasados significativamente pela combinação tradicional de latência de rede, processamento em nuvem, análise e ação final. Isso é particularmente importante para aplicações da Indústria 4.0, bem como cidades inteligentes e carros autônomos – respostas atrasadas devido à latência poderiam ter implicações perigosas nos últimos casos e aumentos significativos de custos nos outros.

Latência: Inimigo número um

A corrida para minimizar a latência se encaixa muito bem com o desenvolvimento de futuras redes de comunicação, mais notadamente a 5G – embora a corrida para desenvolver conectividade de satélite LEO viável também possa resultar em conectividade de baixa latência. O potencial das tecnologias 5G, como formação de feixe e tecnologia MIMO massiva para permitir a aplicação prática de rede de bordo é significativo.

O resultado é uma série de acordos e parcerias de alto nível para desenvolver soluções de 5G e nuvem de bordo para toda a cadeia de valor. Um exemplo recente é o Google Cloud e a Ericsson, que se uniram para desenvolver novas soluções nos laboratórios D-15 da Ericsson no Vale do Silício, incluindo a implantação de aplicações empresariais na borda em uma rede ao vivo com a operadora italiana TIM. Esse projeto visa automatizar as funções da rede 5G central da TIM, aplicações baseadas em nuvem e soluções do Google Cloud, visando os setores automotivo, transporte e manufatura, de acordo com as empresas.

Também visando principalmente os setores de transporte e manufatura, o serviço de computação de bordo móvel privado (MEC) da Verizon com o Microsoft Azure recentemente foi ampliado. A oferta de serviços gerenciados segue a integração da oferta de 5G privada da Verizon no início do ano com a Amazon Web Services (AWS), à medida que a Verizon se posiciona firmemente como provedor de conectividade e framework de IoT, permitindo que as empresas escolham seu provedor de nuvem preferido.

Rumo à NFV: 5G adiciona valor adicional

Essa disputa por posição é um indicador do tamanho do mercado – de fato, um relatório de pesquisa da Gartner de 2018 previa que a proporção de dados gerados pelas empresas processados fora de centros de dados centralizados ou nuvens aumentaria de 10% em 2018 para 75% em 2025. Como a Gartner destaca no relatório, a conectividade 5G está prestes a ser um dos principais impulsionadores do processamento de bordo, não menos devido às necessidades de IA e ML na borda. Tecnologias integradas às redes 5G SA, como a segmentação de rede, que permite que aplicações vitais tenham capacidade dedicada, serão essenciais para o sucesso da IA/ML em um contexto mais amplo da Indústria 4.0.

Outra mudança fundamental nesse mercado de borda pode ser o desenvolvimento da Virtualização de Funções de Rede (NFV), que permite que as empresas configurem e reconfigurem hardware padrão em tempo real para atender a requisitos de hardware específicos. Embora os padrões da indústria sejam um obstáculo importante, existem várias iniciativas que buscam romper e estabelecer um consenso mais amplo em torno de redes nativas em nuvem. Em particular, o grupo de especificação de indústria NFV da ETSI definiu uma estrada em novembro de 2020 que estabelece como as funções de rede virtuais (VNFs) containerizadas poderiam – e provavelmente serão – gerenciadas em um quadro de NFV.

Borda: Energizando o futuro da computação

As aplicações habilitadas pela IA e ML de borda, solidificadas pela conectividade 5G e potencialmente apoiadas por quadros NFV emergentes, são de fato convincentes. Por exemplo, o uso crescente de veículos autônomos guiados (AGVs) e robôs móveis automatizados (AMRs) em fábricas e armazéns – particularmente no final da cadeia de suprimentos – está impulsionando a adoção de visão computacional e ML em implantações de borda. A baixa latência e o processamento imediato dos dados de sensores e vídeo são cruciais para garantir margens de segurança, bem como impulsionar otimizações e eficiências operacionais.

Embora a 5G SA ainda esteja muito em fase de implantação – além de várias redes privadas que deram o salto – o fato é que os grandes jogadores da indústria estão apostando pesado na 5G e no processamento de bordo e na rede como um dos principais impulsionadores do mercado. A capacidade de qualquer empresa processar transações e armazenar dados perto da fonte real desses dados rapidamente se tornará um importante indicador de sucesso da Indústria 4.0, desencadeando uma série de benefícios downstream, como manutenção preditiva, NFV e automação do mundo real.