Der Aufstieg von Edge Computing und Low-Latency Interconnect

Datum:5. Dezember 2023

Das exponentielle Wachstum von IoT-Geräten, Echtzeit-KI-Verarbeitung und 5G-Konnektivität treibt einen massiven Paradigmenwechsel von zentralisiertem Cloud Computing zu verteilten Edge-Architekturen voran. Diese Transformation erfordert eine neue Klasse von Edge-Computing-NetzwerkInfrastruktur, die Cloud-ähnliche Leistung in eingeschränkten Umgebungen liefern kann. NVIDIA Mellanox Edge-Lösungen stehen an vorderster Front dieser Revolution und bieten die Hochleistungs-Interconnect-Fabric mit geringer Latenz, die für intelligente Anwendungen am Edge erforderlich ist, von intelligenten Fabriken bis hin zu autonomen Fahrzeugen und darüber hinaus.

Die Einschränkungen des zentralisierten Cloud Computing sind für latenzempfindliche Anwendungen offensichtlich geworden. Roundtrip-Latenz zu entfernten Rechenzentren—oft über 50-100 ms—ist für Anwendungsfälle, die eine Echtzeit-Reaktion erfordern, inakzeptabel.

• Latenzempfindliche Anwendungen: Autonome Fahrzeuge benötigen Reaktionszeiten unter 10 ms; Industrierobotik erfordert Präzision im Millisekundenbereich; AR/VR-Anwendungen benötigen eine Latenz von unter 20 ms, um eine Desorientierung des Benutzers zu verhindern.
• Bandbreitenbeschränkungen: Die Übertragung von Roh-Videofeeds von Tausenden von Kameras an zentralisierte Clouds ist wirtschaftlich und technisch unpraktisch. Die Edge-Verarbeitung reduziert den Bandbreitenbedarf um über 90 %, indem nur verarbeitete Erkenntnisse gesendet werden.
• Datensouveränität und Datenschutz: Vorschriften erfordern oft, dass sensible Daten (z. B. Gesundheitswesen, Finanzen) lokal verarbeitet werden, was den Bedarf an leistungsstarken Edge-Computing-Knoten antreibt.

Diese Faktoren treiben zusammen das massive Wachstum der Edge-Computing-Implementierungen an, das laut IDC bis 2024 voraussichtlich 250 Milliarden US-Dollar erreichen wird.

Die Bereitstellung effektiver Edge-Computing-Netzwerk stellt einzigartige Herausforderungen dar, die sich von herkömmlichen Rechenzentrumsumgebungen unterscheiden:

• Eingeschränkte Umgebungen: Edge-Standorte verfügen oft nicht über spezielle Kühlung, Stromredundanz und physische Sicherheit, was robuste, aber kompakte Netzwerkausrüstung erfordert.
• Hybride Architektur: Eine nahtlose Konnektivität muss zwischen Edge-Geräten, Edge-Servern und zentralisierten Cloud-/Core-Rechenzentren aufrechterhalten werden, wodurch komplexe mehrstufige Netzwerke entstehen.
• Leistungsanforderungen: Trotz Größeneinschränkungen erfordern Edge-Anwendungen Leistung auf Rechenzentrumsniveau mit deterministischer geringer Latenz und hohem Durchsatz für zeitkritische Operationen.
• Komplexität des Managements: Die Bereitstellung und Verwaltung von Tausenden von verteilten Edge-Standorten erfordert automatisierte, Zero-Touch-Bereitstellung und Remote-Management-Funktionen.

NVIDIAs Mellanox Edge-Lösungen begegnen diesen Herausforderungen durch ein umfassendes Portfolio an Netzwerktechnologien, die für Edge-Implementierungen optimiert sind:

• BlueField DPUs: Diese integrierten Prozessoren bieten hardwarebeschleunigte Netzwerk-, Sicherheits- und Speicher-Service-Offloads und ermöglichen eine effiziente Ressourcenauslastung in kompakten Edge-Servern.
• Spectrum Ethernet Switches: Diese Switches bieten Funktionen in Unternehmensqualität in kompakten, robusten Formfaktoren mit geringem Stromverbrauch und liefern die Leistung und Zuverlässigkeit, die für raue Edge-Umgebungen benötigt werden.
• ConnectX Smart NICs: Diese Adapter bieten hardwareausgelagertes RDMA und beschleunigte Paketverarbeitung und gewährleisten deterministische geringe Latenz und hohen Durchsatz für Echtzeit-Edge-Anwendungen.
• NVIDIA Cumulus Linux: Bietet automatisierte Netzwerk-Orchestrierung und ein konsistentes Betriebserlebnis über verteilte Edge-Standorte durch Open-Networking-Software.

Der Aufstieg von Edge Computing stellt eine grundlegende architektonische Veränderung dar, wie wir Rechenressourcen bereitstellen und verwalten. Der Erfolg in diesem neuen Paradigma hängt von einer Edge-Computing-NetzwerkInfrastruktur ab, die Leistung auf Rechenzentrumsniveau in verteilten, eingeschränkten Umgebungen liefern kann und gleichzeitig eine nahtlose Konnektivität zu Core-Clouds aufrechterhält. NVIDIAs Mellanox Edge-Lösungen bieten diese kritische Grundlage und ermöglichen es Unternehmen, intelligente Anwendungen in großem Maßstab bereitzustellen und gleichzeitig strenge Anforderungen an Latenz, Bandbreite und Betrieb zu erfüllen. Da sich Edge Computing weiterentwickelt, werden diese Netzwerktechnologien eine immer wichtigere Rolle bei der Bereitstellung der nächsten Generation digitaler Erlebnisse spielen.

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