因應企業邊緣運算需求 雲端業者布局可彈性配置的分散式雲服務
DIGITIMES Research觀察,企業數位轉型為雲端市場新一波成長動力,但企業轉型過程存在高技術門檻、複雜情境和嚴格資料法規等挑戰,雲端業者為協助企業克服挑戰,積極投資網路建設,另研發分散式雲端(distributed cloud)架構(以下簡稱分散式雲)整合雲端至地端服務,同時兼具雲端高運算力和邊緣運算(edge computing)低延遲雙重特性,因而,分散式雲服務成為雲端供應鏈業者值得關注的重點。
全球產業數位轉型趨勢帶動企業上雲,集中式雲端網路無法符合低延遲網路服務、企業客製化需求和資料法規限制等,而分散式網路架構方案,可將雲端服務擴張至地端,滿足各產業數位轉型的需求。
分散式雲服務包括縮短資料傳輸距離與整合第三方服務,雲端業者為提供低延遲的服務而興建都會區資料中心。同時採用設置邊緣伺服器(edge server)、串接電信業者資料中心等方式補強邊緣端服務,實現完整涵蓋雲端至地端,此外,雲端業者整合第三方合作業者服務,因應企業應用的客製化需求。
分散式雲服務可將雲端服務延伸至地端,並結合邊緣運算軟硬體,不僅可擴張雲端服務市場,且提升邊緣運算軟硬體需求,同時雲端業者亦可切入邊緣運算市場,甚至主導邊緣運算發展方向。另外,分散式雲架構可銜接既有雲端軟硬體供應鏈,而產業數位轉型需求、5G、AI (Artificial Intelligence)/ ML (Machine Learning)和邊緣運算需求加劇,分散式雲市場成為既有雲端供應鏈業者值得關注的新戰線。
集中式網路轉向分散式架構 實現雲端無所不在願景
產業數位轉型帶動企業上雲趨勢,但企業採用雲端服務面臨服務穩定性、企業客製化需求、資料隱私和資料主權規範的挑戰,而集中式雲端網路無法符合企業應用門檻,因此,雲端業者推出分散式網路架構方案,並將雲端服務擴張至地端,藉此滿足產業整合雲端及地端的應用需求。
企業採用雲端服務實現數位轉型願景,但企業應用所需的網路品質、客製化需求和資料法規等因素,使企業用戶在數位轉型時面臨三大挑戰。
一、企業應用To B (business)市場不同於面向消費者的To C (customer)市場,實際應用領域包含工廠、礦場、農地和大型購物中心等,因場景特性而連網品質差異極大,進而造成企業連結網際網路延遲、使用雲端服務效率不彰的問題。
二、企業應用亦具有較高的技術門檻,例如智慧工廠的自動化機械仰賴極低延遲的應用服務,同時企業更重視關鍵參數資料外流風險,因此,資料在地端儲存、即時分析處理為企業重視的方向。
三、數位經濟時代下資料為經濟發展關鍵,各國政府高度重視資料主權、資料隱私等議題,並陸續制定資料保護政策及規範,形成企業使用資料時必須遵循的前提條件,如歐盟「一般資料保護規範」(General Data Protection Regulation;GDPR)對所有在歐盟境內經商的企業皆具規範效力。

DIGITIMES Research觀察,數位轉型趨勢帶動雲端市場成長,雲端業者積極投資興建超大型資料中心(hyperscale data center),但市場成長不僅需求量增長,同時用戶對雲端服務的需求也日趨複雜,如智慧工廠不僅仰賴高可靠性、低延遲服務實現生產自動化,同時雲端服務亦須具備客製化彈性,因應工廠生產環境的複雜性。
以往集中式雲端網路由雲端業者主導資料中心建置地點,雲端服務透過網際網路提供全球用戶,另外,超大型資料中心主要負責雲端服務和AI運算工作。
集中式雲端網路具有規模優勢、資源集中可彈性分配等優點,但同時存在傳輸延遲、傳輸頻繁和資料主權的問題。
雲端業者逐步由原本集中式雲架構轉型為分散式雲,並基於分散式運算和混合雲概念,雲端業者紛紛推出分散式雲產品組合,以實現提升雲端服務品質,同時維持雲端服務的穩定性、產業需求與政策規範等多重訴求。
分散式雲將運算工作分散在雲端至邊緣端的不同網路節點,以大型雲端資料中心為基礎,同時在都會區週邊建置資料中心,或與電信業者合作串聯雙方資料中心,甚至在企業端設置邊緣伺服器等方式,整合分散各地的運算節點提供雲端服務,目的為解決傳輸延遲、資料隱私等問題。

雲端業者考量多數企業用戶位於都會區,同時都會區網路基礎設施相對完善,因此將新建資料中心設在都會區週邊,藉此縮短資料傳輸距離,符合降低延遲、滿足都會區用戶需求的雙重目標。
Google投資英國的新計畫將在鄰近倫敦都會區約19公里的Waltham Cross建設新資料中心;而微軟(Microsoft)則在加拿大魁北克市區週邊布建4座新資料中心。
都會區資料中心(metro data center)亦被稱為大型邊緣(hyperscale edge)資料中心,並已形成邊緣雲(edge cloud)服務模式,目前雲端業者、以及如Akamai的網路內容遞送服務(Content Delivery Network;CDN)業者,皆為建置都會區資料中心的業者。
都會區資料中心與大型資料中心兩者彼此相輔相成,雲端業者持續投資大型資料中心滿足全球快速增長的雲端服務需求,而都會區資料中心強化雲端業者提供低延遲的服務。

分散式雲帶動網路設備多元化 雲端硬體供應鏈發展商機浮現
分散式雲架構涉及資料中心網路與雲端服務同步轉型,雲端業者採用設置邊緣伺服器、串接電信業者資料中心等方式強化邊緣端服務,並可銜接雲端服務,實現完整涵蓋雲端至地端、邊緣端的分散式雲架構。同時雲端業者整合第三方合作廠商服務,可有效因應企業應用的客製化需求。
DIGITIMES Research觀察,由於產業應用具有高度客製化特性,因此,雲端業者需考量如何將雲端服務與地端企業需求緊密整合,達到無縫整合雲端網路和地端應用的目標。
目前大型雲端業者提供包含解決方案、服務產品、第三方業者服務和硬體設備等不同產品類型,以多面向產品組合滿足企業應用的不同需求。
■ 雲端業者因應客製化需求提供不同建置方案與服務組合
分散式雲服務重點在銜接雲端網路與地端環境,雲端業者採用設立邊緣伺服器協助延伸雲端網路的模式,另外,雲端業者也與電信業者合作,由雲端邊緣設備直連電信資料中心方式整合電信網路和雲端服務。
雲端業者在企業端設置邊緣伺服器,同時透過網際網路維持與雲端平台連線,而邊緣伺服器可在地端、企業內部執行部分雲端服務,滿足即時運算、資料在地儲存等需求,進而實現雲端服務延伸至地端的目標。
因應5G、邊緣運算時代來臨,雲端業者亦與電信業者合作,雲端業者邊緣設備可與電信資料中心專線連接或共置一地,運用電信級網路整合雲端服務,達到低延遲高品質的合作綜效。

雲端業者與電信業者合作的重點方案有AWS Wavelength和Azure Public MEC。一般情況下,用戶使用雲端服務時,資料傳輸需先經電信商接取網路(access network)、核心網路後,再傳輸至雲端業者網路,另一方面因資料傳輸節點多且距離遠造成延遲時間長,因此無法符合極低延遲時間的應用需求。
雲端業者設立邊緣設備銜接電信網路,採用雙方設備共置一地或專線連接方式,雲端業者邊緣設備可即時提供部分雲端服務,藉由縮短資料傳輸環節和距離,提供極低延遲的雲端服務。
而銜接電信業者方案必須基於電信網路,因此,屬於由電信業者主導提出雲服務的方案。
另外,雲端業者可透過布建邊緣伺服器延伸雲端網路,依用戶需求、複雜環境特性選擇伺服器或強固型設備,同時可擴增為單、多機櫃規模,設置於用戶資料中心或用戶指定地點。

■ 邊緣端和第三方業者產品 提升雲端業者分散式雲方案完整性
分散式雲網路架構複雜,可分為雲端網路、雲端網路邊緣、邊緣端/地端和強固型終端等不同網路環節。DIGITIMES Research觀察,雲端業者分散式雲服務多集中在邊緣端方案,具有強化銜接雲端網路和地端、物聯網設備的關鍵功能。
分散式雲產品為軟硬整合服務並採用訂閱制收費,雲端業者分別訂定硬體設備、軟體服務訂閱費用,欲以訂閱制模式降低一次性投資金額,提升企業用戶採購服務的意願。
雲端業者提供分散式雲產品組合有助滿足客製化需求,並可因應全球各國資料法規要求提供在無須連網仍可使用的專屬服務,如Google Distributed Cloud Hosted支援在斷網環境下仍可提供Google雲端服務。
多項分散式雲產品可整合為解決方案,並搭配既有雲端服務提升應用價值,如亞馬遜AWS的Integrated Private Wireless方案,方案結合AWS雲端網路、AWS Local Zones、AWS Outposts、AWS Snow和電信網路等服務,有助提升服務應用價值。

DIGITIMES Research觀察,第三方廠商產品增加分散式雲加值服務選項,雲端業者布局聚焦於雲端平台及服務,由合作廠商提供網通設備、接取網路、加值軟體服務和電信級網路,雙方合作具三大綜效價值。
一、雲端業者生態系合作廠商以電信商具重要地位,AWS Wavelength、Azure Public MEC方案仰賴電信業者網路,而電信商基於公眾電信網路經驗,可協助解決分散式雲服務所面臨的各項網路維運挑戰。
二、雲端業者基於雲端服務優勢,結合第三方合作廠商產品發揮合作綜效,雲端業者欲以豐富生態系資源吸引用戶採購分散式雲服務。
三、指標雲端業者彼此發展重心略有差異,其中微軟Azure具有最廣泛的合作廠商生態系,如Azure Private MEC方案彈性大,方案可結合眾多合作廠商產品,進而大幅提升服務客製化能力。

■ 分散式雲伺服器規格依循國際標準
DIGITIMES Research觀察,雲端業者分散式雲伺服器規格依循國際標準,依據企業應用需求可從單一伺服器擴展至多機櫃組合,另外包含強固型伺服器。
雲端業者硬體設備來源主要為既有供應商並採白牌供應方式,主因為分散式雲服務具有軟硬體整合、串聯雲端服務特性,因此,雲端業者延續雲端服務訂閱模式,由雲端業者提供軟硬體、企業用戶只需訂閱即可使用。
另外,微軟Azure設備採認證標準,確保硬體設備符合分散式雲服務需求和安全性。DIGITIMES Research觀察,設備認證標準有助擴大硬體供應來源,例如工業電腦商研華亦為微軟Azure Stack HCI產品的認證供應商之一。
整體而言,雲端業者依賴既有供應鏈廠商提供硬體設備,預期既有伺服器業者因具備伺服器生產經驗、雲端業者合作經驗而擁有發展優勢,另外,對擅長客製化研發的軟硬體廠商亦具有發展機會。
展望未來,考量企業應用需要更低延遲、更大資料傳輸速率和系統穩定性,分散式雲服務軟硬體設備將持續升級並帶動軟硬體供應鏈發展商機。目前Google已公告預定升級硬體規格,包含Google Distributed Cloud Hosted可採用英特爾第四代Intel Xeon處理器、NVIDIAA100 GPU、DDR5記憶體和最高400 Gbps的資料傳輸規格,另外亦新增多款Google Distributed Cloud Edge伺服器型號。

分散式雲結合IoT與AI技術趨勢值得關注
以往AI/ML採雲端訓練、雲端推論模式,企業需連線至雲端資料中心進行AI/ML推論。因而存在推論延遲時間長、資料傳輸量大,甚至無法滿足資料隱私的規範問題。
分散式雲產品可支援AI/ML雲端訓練、邊緣推論的模式,AI/ML邊緣推論有助縮短延遲時間、減少資料傳輸量,同時資料在地端進行分析,可符合資料隱私規範。
例如監視器影像分析適用分散式雲服務,攝影機影像資料可在地端、企業內部即時處理,大幅縮短影像辨識的延遲時間,同時符合個人資料隱私規範,甚至延伸整合不同雲端服務,加速落實新應用方案。

以智慧零售(smart retail)為例,Google基於分散式雲架構提供無人商店解決方案。商店內設置搭載虛擬化運算叢集的邊緣伺服器,可在商店端即時進行客戶資料確認、物聯網資料蒐集、商店門禁管理、購物和計價分析和商店庫存管理等多方面功能,此外,可將經分析後、無隱私疑慮的資料上傳雲端,結合雲端平台完整服務進行大數據管理和深入分析。

DIGITIMES Research觀察,分散式雲服務歷經多年發展,目前在產業數位轉型需求帶動,5G、AI/ML和邊緣運算技術日益成熟的背景下,分散式雲服務具三大特點,有望帶動設備供應鏈與應用市場新一波成長。
一、分散式雲服務不同於以往雲端服務,具有高度整合軟硬體、客製化的特性。目前雲端業者運用自身生態系資源布局雲端服務、硬體設備,成為伺服器、網通、電信設備、系統整合和加值軟體等合作廠商新商機。
二、雲端業者升級分散式雲產品用於機器視覺、邊緣AI/ML運算,藉此提升分散式雲服務價值,預期分散式雲服務將成為加速邊緣AI推論商用化、邊緣AI市場發展的助力。
三、產業數位轉型仍在初期,協助企業解決數位轉型的痛點需求為分散式雲服務市場的成長關鍵,預期基於分散式雲架構的新興應用將大量出現,加速探索產業數位轉型的核心需求。

結語
展望未來,在產業數位轉型、AI新浪潮趨勢帶動下,雲端市場可望迎來新一波成長動力。然而為滿足多元應用情境需求,推動雲端業者加速投資雲端網路基礎建設、雲端服務延伸邊緣。
DIGITIMES Research觀察,以往建置巨型資料中心、集中式雲端服務不易滿足未來市場需求和政策規範,而整合雲端、邊緣運算的分散式雲架構預計成為市場主流。
目前邊緣AI雖然深受產業界重視,然應用市場成長緩慢不如預期,而分散式雲服務結合雲端服務和邊緣運算,成為推動邊緣AI商用化的助力,同時亦有助雲端業者切入邊緣AI市場,因此,分散式雲服務同為雲端業者投資布局的方向,甚至主導邊緣AI發展趨勢。
在數位轉型浪潮推動下,雲端業者逐步補強邊緣運算、AI邊緣推論能力,預期未來仍以雲端服務為核心,並結合邊緣運算、生態系第三方廠商產品,分散式雲服務可銜接既有雲端軟硬體供應鏈,減緩從零建立新供應鏈的阻礙,因此,未來分散式雲技術演進趨勢、市場商機將是既有雲端供應鏈業者必爭的市場。
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