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端雲協同,打造萬物智能化新未來

作者:InfoQ

作者 | 魯冬雪

近年來,雲計算、大資料、人工智能等技術的高速發展對社會生産生活帶來愈加深刻的影響。數量和規模快速增長的資料中心,擁有龐大算力和海量存儲的叢集,每天都在為各行各業運作類型繁多的服務和應用并創造驚人的價值。

另一方面,移動網際網路的全面普及極大推動了智能終端的進步。今天接入移動網絡的智能終端數以十億計,未來甚至可能達到千億量級。雖然這些終端承載的應用日趨複雜,但受限于裝置尺寸、能耗與成本等因素,其本地算力、存儲空間并不能無限提升,以至于成為應用體驗持續提升的瓶頸。

面對這樣的沖突,行業意識到充分利用雲端能力的優勢賦能終端,打造端雲協同的一體化服務才是最終實作萬物智能化未來的解決之道。現如今,端雲協同已經成為開發社群競相研究的前沿技術方向,OPPO 也在積極探索端雲一體,并幫助開發者在該領域快速成長。10 月 29 日舉辦的主題為“雲無界、端無邊”的 2022 OGeek 技術峰會便是 OPPO 為關注端雲協同技術的開發者打造的一個交流平台。

“OGeek Day”是由 OPPO 數智工程系統主辦的行業技術沙龍品牌,旨在為技術愛好者搭建一個技術交流和分享的開放平台。沙龍主要圍繞“科技為人、以善天下”的品牌使命,聚焦于為智能終端提供安全高效的資料、算力、算法、雲服務方面的前沿技術,打造技術互動的行業生态,探索技術在行業應用的實踐、突破及未來發展方向。2022 年 10 月 29 日、30 日,2022 OGeek 技術峰會在 InfoQ 視訊号進行直播,與各位開發者一起探讨音視訊、雲渲染、AIoT、一站式應用開發等熱門技術的演進方向,共建端雲協同生态。

2022 OGeek 技術峰會的主論壇 特别邀請到了來自 OPPO、英特爾、阿裡雲、亞馬遜雲科技的多位專家,為大家描繪了一幅美好的“端雲協同”技術藍圖。以下為精華内容整理:

端雲智能協同,守望萬物互融未來

在端雲協同的語境中,終端廠商扮演着非常重要的角色。那麼終端廠商該如何發揮雲計算的作用,又該如何看待雲與終端的關系,充分利用雲的能力為終端賦能?OPPO 雲計算中心總經理鮑永成為我們解答了這個問題。

在打造端雲協同生态的道路上,OPPO 首先發力智能雲建設方向。OPPO 為實施全球化戰略,更好地服務全球億級活躍使用者,需要打造遍布各洲的雲基礎設施,實作高效率的資源傳遞、業務部署并保障業務高品質運作。

如今,OPPO 智能雲服務于搜尋、軟體商店、遊戲、金融、電商等網際網路業務,以及晶片、IoT 等領域,月活使用者突破 5 億,資料規模超過 EB 級别。在智能雲建設過程中,OPPO 團隊打造了高并發、高可靠、高擴充性的全球混合雲,擁有了從底層的計算存儲網絡到中間件、資料庫、接入層、智能運維的完整的雲服務體系,實作了雲、大資料和人工智能的融合。在全球混合雲平台的基礎上,OPPO 開始打造端雲協同的新一代智能雲,突破雲端與終端原有的互動模式,實作無邊界、一體化的端雲融合。

新一代 OPPO 智能雲包含實時通信、雲渲染、端雲智能大腦、端雲存儲和 IoT 平台幾大核心技術底座,使智能雲成為終端的算力、存儲和互聯平台。基于這樣的平台,OPPO 能夠為使用者提供大量創新性的服務,例如雲端相冊視訊實時播放、雲遊戲一點即玩、基于實時雲渲染的超寫實數字人、 3D 雲創作、虛拟現實的泛終端服務等,滿足使用者日益增長的工作、娛樂需求。

OPPO 智能雲正在向更貼近終端的方向持續演進,OPPO 将以泛終端智能雲為無處不在的元終端提供多樣化、個性化、智能化的服務,實作端雲協同、萬物互融的願景。

相比終端廠商,雲計算廠商更關注雲“創新業務”的技術探索。比如阿裡雲目前非常重視邊緣雲的創新業務探索與端雲一體技術的研究,阿裡雲還同 OPPO 展開了緊密合作,共同打造端雲協同的産品化落地方案。

随着 5G 和新技術相關産業的發展和演進,越來越多的業務場景從中心雲下沉到邊緣雲,或者從終端上移到邊緣雲。邊緣雲能夠為客戶實作成本下降、使用者體驗提升和業務革新的價值。在本屆峰會的主論壇上,阿裡雲智能邊緣雲産品負責人佘俊泉解析了阿裡雲在該領域的實踐:

阿裡雲邊緣雲矩陣由 CDN 和 ENS 兩大産品線組成。其中,邊緣應用托管服務 ENS 是 IaaS 産品形态,發展四年來先後定義和統一了邊緣雲标準、完成了全國省市的全域節點覆寫,并規模落地了衆多場景方案。阿裡雲邊緣雲采用統一的輕量化産品技術架構提供了計算、網絡、存儲、安全、中間件的産品能力,建構了 IaaS+PaaS 的邊緣雲組合産品矩陣。在端雲協同場景中,阿裡雲邊緣雲主要能夠為客戶提供三大差異化價值:

  • 突破終端的相容性、性能等限制,達成業務降本提效目标;
  • 分布式部署和排程,通過海量邊緣雲節點極大提升終端使用者體驗;
  • 将流量分發和互動控制在邊緣,有效降低帶寬成本。

在具體實踐中,阿裡雲邊緣雲在雲化機頂盒、雲遊戲和雲渲染場景中都發揮了預期的作用。雲化機頂盒方案幫助使用者節省了機頂盒更新換代的成本,雲遊戲方案有效降低了大型 3D 手遊的硬體運作門檻,雲渲染方案則在淘寶“造物節”幫助手淘使用者獲得了實時虛拟互動的體驗。此外,阿裡雲邊緣雲在交通、公共事業、新零售等領域也在不斷挖掘應用場景,推動各行業架構更新。阿裡雲還與 OPPO 合作,成為了“雲端一體”戰略共生合作夥伴,在元宇宙時代加速走向虛實共生的數字化新紀元。

“硬體創新”将引領雲計算的未來

雲計算技術的發展與硬體技術的持續創新是分不開的。随着物聯網、邊緣計算的普及和端雲協同理念的推廣,行業對底層硬體技術提出了更高的需求。本屆峰會主論壇上,以英特爾為代表的多家硬體廠商從硬體研發和創新的角度展望了未來雲計算産業的底層演進路徑。

在端雲協同的大環境中,分布式計算資源非常普遍,大量資料需要在邊緣生成和處理。與此同時,異構計算的需求增長需要更多樣化的處理器與加速器組合。面對這樣的需求,英特爾做了許多技術探索,并取得了戰略性技術突破,英特爾中國區雲與行業解決方案集團網際網路行業總經理胡凱對于英特爾在該領域提出的解決方案做了詳細介紹,他提到,“英特爾不僅在繼續發展至強、酷睿、淩動等處理器産品線,還提供了 GPU、IPU 等專用加速器”。

随着全球對降低碳排放、減少碳足迹的目标逐漸形成共識,資料中心是碳排放的重要源頭之一,為減少雲計算産業的碳足迹,硬體廠商需要持續創新來提升伺服器叢集的能耗比。英特爾的新一代處理器都采用了更先進的制造技術與一系列節能技術來節約電力、提升運作效率,英特爾公司還與合作夥伴共同研發了資料中心的液冷方案和行業标準。

另外,在雲計算場景中,安全性是尤為重要的課題。大量使用者的個人資料、知識産權、商業資訊存儲在雲端,任何資訊洩露或惡意使用事件都會造成災難性後果。與此同時,大規模資料中心非常重視穩定性、可管理性與可維護性名額,需要盡可能減少運維成本和伺服器離線時間。對此,英特爾公司開發了 SGS 安全指令技術來加密敏感資料,并通過伺服器能效管理、智能健康檢測、智能問題發現與分析等手段保障雲端叢集可用性。

端雲協同,打造萬物智能化新未來

在本屆峰會主論壇上,亞馬遜雲科技首席架構師費良宏介紹了亞馬遜雲科技的軟硬一體解決方案 Nitro System,通過定制的加密晶片、專為雲計算建構的虛拟機管理程式、專用 SSD 與闆卡等手段結合運用,打造了新一代雲計算伺服器平台。Nitro System 可以簡化叢集管理難度、提升存儲容量、減少網絡延遲和抖動、提供安全可靠的伺服器運作環境,進而滿足客戶對安全性、可維護性、可用性的更高需求。

此外,亞馬遜雲科技更新了自主的 Graviton 處理器,涵蓋了常見的 CPU 負載執行個體,最新的 Graviton 3 處理器在性能和成本效益方面都有明顯優勢。還針對機器學習的推理和訓練需求研發了 inferentia 與 trainium 加速晶片,在實踐中展現出了顯著的能耗比優勢。

總體來看,硬體産品如今已經廣泛應用在了雲端基礎設施與邊緣計算場景中,并在制造業、零售企業、金融行業等領域建構了大量智能解決方案。其中,人工智能晶片産品為端雲協同的 AI 應用提供了強大的算力支援,配套的軟體環境也為開發者創造了門檻更低的開發環境。

未來的雲計算需要更高的速度、更好的安全性與更突出的成本效益,這也是英特爾等廠商持續為雲産業量身定制軟硬體、不斷疊代進化的動力源泉。

"音視訊 +”是端雲協同實踐的主戰場

音視訊是網際網路内容和流量的主要載體。随着網絡通信技術的發展,網際網路音視訊的存在形式也出現了根本變化。本屆技術峰會主論壇上,OPPO 音視訊技術總監鄭曉川為我們解讀了端雲協同新形勢下,網際網路實時音視訊技術的發展圖景,介紹了 OPPO 實時音視訊平台 ORTC 的概況,并展望了未來實時音視訊的繁榮生态。

3G、4G 時代,音視訊應用以直播、點播為主,終端單純接收内容。後 4G 時代及 5G 技術成熟後,音視訊應用向實時音視訊形式疊代,出現使用者創作内容、多端互聯互動、端雲實時互動等特點。

端雲協同,打造萬物智能化新未來

未來,實時音視訊互動将在社交娛樂、互動遊戲、企業通訊、醫療、教育、金融和元宇宙等方向激發巨大市場潛力。

OPPO 對實時音視訊技術非常重視,并建設了 ORTC 平台。早期的 ORTC 是為了滿足 OPPO 手機之間的螢幕共享與遠端操作需求而生,這也是 ORTC 的初代架構。第一代架構基于開源的 WebRTC 架構建構,深度整合大量自研技術,實作了 99.9% 的接通率、60% 的穿透成功率、200ms 以内的延時。在此基礎上,ORTC 2.0 通過 SFU+MCU 的架構打造了端邊雲一體的平台,實作了全球範圍的服務覆寫和穩定的服務品質。

在 ORTC 平台建設過程中,OPPO 注意到行業新興的虛拟場景對端雲協同的需求日益增長。ORTC 充分利用雲端算力彌補終端性能不足的缺陷,通過實時雲渲染技術将計算解除安裝到雲端,并通過 ORTC 的超低延時串流在終端呈現内容,為使用者提供高精度的虛拟場景。OPPO 将 ORTC 更新為端雲協同的實時雲渲染平台,進而滿足雲手機、雲遊戲等場景的需求。

端雲協同,打造萬物智能化新未來

圖:ORTC 平台能力全景

ORTC 平台分為最底層的 IaaS 基礎資源層、中間的 CPaaS 平台能力層與上層的多場景解決方案。平台覆寫了音頻品質保障、AI 降噪、高并發、低延時等基礎能力,加入了會議錄制、白闆協作、多端接入等場景能力,進一步擴充了捏臉換裝、虛拟人空間庫等元宇宙能力。

未來,ORTC 平台将會在智能家居、遠端醫療、數字孿生、雲端虛拟空間、CloudXR 等業務場景探索落地可能性。平台将進一步強化邊緣計算、GPU 虛拟化、分布式渲染、低延時傳播等能力,為上述場景建構技術底座。

從“IoT 平台技術架構演進”看端雲協同

據相關機構預測,2026 年全球 IoT 市場規模将從目前的 6000 億美元增長到 1.1 萬億美元,裝置總量也将從 250 億增長到 400 億級别。OPPO 作為面向消費者的終端裝置企業,對 IoT 市場,尤其是智能家居生态投入了大量資源,打造了自主的 IoT 平台。本屆技術峰會主論壇的最後,OPPO 智能物聯雲技術總監夏艦波帶來了這一主題的深度解析。

2021 年,全球智能家居産品出貨量近 9 億部,國内市場約 2.2 億。雖然市場容量巨大,但國内頭部廠商競争頗為激烈,各廠商都開發了私有協定,不同廠商之間的産品難以互聯互通,形成了各自封閉的生态孤島。在這樣的環境中,使用者購買來自不同廠家的智能家居産品就需要安裝多個 APP 進行控制,使用者體驗極為割裂。

面對這樣的現狀,OPPO 從 2018 年開始打造一個開放的 IoT 平台,希望能夠為開發者賦能,有效連接配接來自不同廠商的裝置和應用,實作裝置間的互聯互通,為使用者提供智美生活的體驗。OPPO 總結了國外三大巨頭的 IoT 架構經驗,定義了 IoT 平台的幾大核心能力:裝置(連接配接)管理 + 資料管理 + 應用使能 + 雲雲服務。

值得一提的是,OPPO IoT 平台發展伊始就抱持着開放的心态與其他廠家展開合作。具體的合作過程分為雲雲合作、生态選品、開放賦能和智慧服務幾個階段。在“雲雲合作”階段,OPPO 與 IoT 廠家共同制定互聯協定,并提供低代碼模型與 UI 工作台以友善開發者打造應用。

端雲協同,打造萬物智能化新未來

随着雲雲合作的推進,OPPO 開始轉向生态選品方向,圍繞安全守護、智能照明等五大場景重點建構智美生活體驗。OPPO 精心打磨了 HeyThings IoT 平台,極大提升了使用者體驗。

緊接着,OPPO 開始重點攻關開放賦能方向,将 IoT 平台轉向雲端,面向外部廠家提供開放服務,吸引更多中小廠家參與生态建設。為此,OPPO 建構了一站式 IoT 開發服務雲平台,重點打磨了 MQTT Broker、裝置引擎與規則引擎三大核心元件。據悉,明年起,OPPO 将繼續在 IoT 領域發力,力求打造更出色的 IoT 平台。

寫在最後

本屆 OGeek 技術峰會主論壇上,多位技術專家從多個視角解讀了端雲協同的技術趨勢,展望了萬物互聯、互融、互通的美好未來。通過他們的分享,我們可以預見,在各大廠商的共同努力下,我們将擁有更美好的智慧生活體驗。

本場直播評論區互動精華

大量使用者資料、商業資訊都存儲在雲端,資訊洩露問題,從硬體層面有什麼解決方案嗎?

英特爾中國區雲與行業解決方案集團網際網路行業總經理胡凱: 可以用機密計算在資料進行運算的過程中始終保持資料的安全性,隐私性和完整性。機密計算通過在硬體中建立了一塊可信環境的計算空間,提升了計算的安全性。英特爾通過在硬體中提供的 Secure Guard Extensions,即 SGX,達成了機密計算的要求。英特爾為了解決資料運作時加密問題,在 CPU 層面提供了 SGX 對加密運作環境支援,也就是說通過 SGX 在硬體層面提供了一個加密運作環境,電腦上任何軟體,甚至作業系統,都觸碰不到可信環境裡面的明文内容。是以我們就可以放心地把想要運算的機密内容在這塊可信環境裡面做明文計算,這樣做的優勢是速度比較快,同時還能夠保證運作在可信環境裡的所有資料的安全性,可以保證雲端使用者資料和商業資訊的安全。

亞馬遜雲科技首席架構師費良宏: 資料安全從來不是一個孤立的問題,不要假設存在一種簡單的辦法就能夠達成資料安全的目的。解決資料安全需要從平台、軟體、硬體、架構、網絡、存儲等全方位入手才有可能滿足我們對安全越來越高的要求。至于通過硬體層面實作這個目标,一個潛在的答案是機密計算。例如,我們可以将資料隔離在伺服器記憶體的加密部分中,以確定它不能被通路或篡改。其典型的使用場景就是同态加密,使用加密資料執行複雜處理的。Amazon 的 Nitro Enclaves 就是其中的一個有效的解決方案,這意味着對資料操作可以從本地轉移到雲端完成諸如多方計算,處理高度敏感資料的任務。今天的機密計算傾向于公有雲,但同時也存在多樣化的需求,例如公有雲、混合和私有雲的部署等。任何級别的安全都需要相對應的成本,選擇成熟且經濟有效的技術方案是實作資料安全的重要環節。

ORTC 平台從多終端、跨場景方面有哪些技術突破?

OPPO 音視訊技術總監鄭曉川:ORTC 平台作為 OPPO 實時互動平台,誕生的第一天就緻力于多終端互聯互通、助力業務多場景融合互動。在技術上,作為端端互聯端雲互通的橋梁,首先,ORTC 建構了覆寫全球的實時網絡,實作全球終端 / 業務就近接入,端到端時延低于 200ms;其次,ORTC 的實時網絡具備完整強大的分段 QoS 機制,在上行、中轉、下行、接入等各個服務鍊路段注入自研的 FEC、RED、動态 Nack、Pacher 等抗弱網技術,保障了全鍊路 70% 抗丢包、1000ms 抗抖動能力。最後,ORTC 覆寫了幾乎所有的軟體作業系統和硬體裝置的接入 SDK,并做到了輕量化,SDK 包括 安卓、iOS、C/C++、JS、Flutter、Electron、RTOS、Unity、Unreal 等等,并支援多人音視訊、螢幕共享、互動白闆、實時雲渲染、富文本遠場傳輸等能力,給業務插上業務場景創新的翅膀。

OPPO 與 IoT 廠家一起制定了哪些互聯協定?可以仔細講講嗎?

OPPO 智能物聯雲技術總監夏艦波:OPPO 和美的、VIVO 一起制定了 Heythings 雲雲對接協定,在此基礎上我們擴充支援了海信、中移動、創維、奧克斯等 IoT 廠商的裝置。通過雲雲對接的方式,OPPO 手機可以操控更多智能家居。同時 OPPO 是 CSA 聯盟和 OLA 聯盟的重要成員,積極參與 matter 标準和 OLA 标準智能家居協定的制定和推進。ColorOS 13 開始支援了 matter 裝置的發現和操控。

活動預告

“OGeek Day”是由 OPPO 數智工程系統主辦的行業技術沙龍品牌,旨在為技術愛好者搭建一個技術交流和分享的開放平台。沙龍主要圍繞“科技為人、以善天下”的技術理念,聚焦于為智能終端提供安全高效的資料、算力、算法、雲服務方面的前沿技術,打造技術互動的行業生态,探索技術在行業應用的實踐、突破及未來發展方向。2022 年 11 月 19 日,OGeek 小布沙龍将落地北京東城區 中糧置地廣場,以《暢談“智能對話”,共啟“互動未來”》為主題,與衆多開發者共同探讨智能對話的演進方向,探索人機互動的精彩未來。掃描下方海報二維碼即刻報名↓

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