5G、自治系统将迎来实时性与确定性的复兴!

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5G、自治系统将迎来实时性与确定性的复兴!

如果您倾向于从云设施的角度来看待技术格局,那么很可能会以为,由于云的存在,您就拥有了无限的计算、存储和带宽资源。如果来看可扩展性和灵活性,IT和大多数流行的PaaS基本上都已经证明了这一点——您只要选择自己喜欢的云平台,然后从那里购买计算、存储和服务资源即可,想要多少就有多少!

在云化的旅途中,延迟、确定性和实时性这些概念,似乎已经逐渐过时了!特别是当您抱持的态度是——只要调整所需的云资源即可搞定一切问题,情况似乎就更是如此!资源总是多多益善!而且从性能的角度来看,多多益善似乎也没什么不好!这样想对吗?

然而,5G和自治系统的出现为我们打开了新的场景。延迟和确定性的问题又回到了我们的视野之内。为什么会是这样呢?

以自动驾驶汽车为例——假设在车的后备箱里有一个小型数据中心(暂时不要考虑这个系统的加固以及路况和散热问题,否则还是尽量将计算功能转移到云端比较好),当然你肯定需要一整套高度智能的电子控制单元(ECU)。这些ECU负责针对制动、速度变化或换档等操作做出决定并控制实现具体的运作步骤。

车载信息中心通常都会放在后备箱(即数据中心)里,这就带来了两个关键性的设计要求。

第一,你要确保“大脑”拥有足够的时间来做出决定并向ECU发出运作指令。这个指令不仅速度要快,而且内容必须适当,才能确保实现预期的动作。每1毫秒都很重要,尤其是当你设想一辆时速100公里的汽车,每秒钟都会移动30米的情况。如果一辆自治汽车在一个基于IT/数据中心Linux系统的控制之下,它延迟为100毫秒(我很慷慨,还没计算传感器、ECU和其他计算时间的延迟),你会感到安全吗?

第二,你要确保汽车能一次又一次地确保同样的行为方式,也就是确定性。在“IT世界”里,通常所指的服务质量并不强调确定性或最坏情况下的执行需求,通常仅仅意味着工作将在一定的预算下完成即可(在云控制术语中通常所指的就是计算和存储资源)。

第三,希望您明白我的意思——把一个“IT/数据中心”同等类型的系统放到车上,用来控制设备和你自己,所采用的却是“勉强可以”的方法,这不可能让自主交通取得大众规模上的成功。

好消息是,我们已经有解决方案了!

自治车辆和交通系统可以从航空电子设备中汲取的成熟技术,在设备、基础设施和车辆之间的网络通信中实现极高的可靠性和优化,这些行业都以及解决了实时性和可靠性的挑战。在风河的产品阵容中,我们的边缘计算产品Helix Virtualization Platform允许您将一个较轻量的Linux操作系统(用于计算和存储)与部署最为普遍、功能安全与信息安全的RTOS VxWorks(用于完成车辆机械控制的全部任务)并行运行。

现在我们来看看5G。5G不仅仅是4G的更新,它不仅仅是更快、更便宜和更好那么简单,尤其是当你了解到像Verizon这样的电信运营商如何发挥5G的价值。我想就以下两个方面做特别说明:延迟性和互连设备。

5G设定了一个激进的目标(相对与IT/数据中心),这就是1毫秒。如果您想实时管理工业物联网、自治系统和所有其他OT应用场景中的任何关键基础设施,这确实是您最高的期望。在这种情况下,低延迟对于大规模部署的应用场景(如VRAN、增强现实、虚拟现实和自治汽车)至关重要。

如果部署IT级的操作环境(如OpenStack)很可能不会达成您的期望。到目前为止,OpenStack在网络核心和数据中心都是可行的,否则从规模和成本的角度来看,5G可能会失败。这将需要对开源技术进行大幅度的增强。

从部署的角度来看,让我们考虑一下互连设备的海量规模(可达750亿!).这个规模比4G大100倍,预期寿命10年以上,要求可靠性达到99.999%。实际上,这意味着价值链中的许多设备既有基于Intel的,也有基于ARM的,覆盖范围从用户到IT/数据中心。需要低成本/低功耗,并进行定制以支持中断和包延迟都非常低的新型应用场景。

预见到5G以及同时支持远端边缘和近端边缘拓扑结构的技术需求,风河公司一直在投资基于Linux的技术,以便完全支持容器和OpenStack,使其具备增强的实时补丁、分布式云(支持扩展性)和高可用性。

如果您希望了解更多信息,建议您查阅我们的容器技术和资源、我们的Titanium Cloud以及我们最近与O-RAN联盟的合作的相关资料。

历史证明,趋势总是周期性循环的。上世纪末,流行于市场的观点是“低延迟和确定性已经走向死亡!”然而,现在我们可以说“低延迟和确定性万岁!”