衆所周知，集中式數據中心每天都在使用大量的能源和水，排放大量的二氧化碳，並產生大量的電子垃圾。事實上，雲數據中心已經產生了大約3億噸二氧化碳當量的溫室氣體排放[1]。而且，數據中心的能耗正在呈指數級增長[2]。

雖然越來越多的數據中心正在轉向綠色能源[3]，但這種方法還遠遠不足以解決問題。更可持續的方法是通過將計算轉移到邊緣，盡可能減少不必要的雲流量、中央計算和存儲。根據經驗，只要減少數據开銷和不必要的數據遍歷(Traversal，是指沿着某條搜索路线，依次對樹（或圖）中每個節點均做一次訪問)，就可以輕松減少60-90%的數據流量，從而顯著影響應用的CO2足跡和成本。

邊緣計算在創建數據的設備上或附近存儲和使用數據。這減少了發送到雲的流量，並在很大程度上對能源消耗和碳排放產生了重大影響。

爲什么數字化項目現在需要考慮可持續性？

考慮到氣候危機的嚴重性，每個行業都需要評估其潛在的環境影響，並找到減少碳足跡的方法。數字世界，以及其中最有價值的商品——數據，不應該有任何不同。數字化轉型正在進行中，電子設備和it使用數量正在爆炸式增長。因此，新應用程序必須考慮其整個生命周期的碳足跡，特別是在運行和規模上的資源使用[4]。

此外，只有想一想：數據中心使用的全球電力份額估計已經達到了1-3%左右[1]，數據中心產生的二氧化碳排放量佔全球的2%（與航空業相當）[5]。雲數據中心造成的所有排放中有54%是由大型超大規模企業（如谷歌、亞馬遜、微軟、阿裏雲）造成的[6]。除此之外，提供和維護雲基礎設施（制造、硬件運輸、建築和线路）也會消耗大量溫室氣體[7]，並在使用壽命結束時產生大量異常廢物（例如有毒冷卻劑）[8]。

尤其是考慮到這一點——數據中心需求的增長率令人擔憂。隨着未來數據處理、存儲和流量的穩步增長，預計數據中心的用電量將以每年10%的速度增長[9]。事實上，據估計，到2025年，通信行業將使用全球20%的電力[10]。

邊緣計算不僅僅是一些簡單的數據預處理，它只利用了邊緣上可能的一小部分計算。邊緣數據庫是進行有意義的邊緣計算的先決條件。有了邊緣數據庫，數據可以直接在設備上存儲和處理（即所謂的邊緣）。

 邊緣設備架構

只有有用的數據被發送到服務器並保存在那裏，這極大地減少了數據中心的網絡流量和計算能力，同時也充分利用了已經在使用的設備的計算資源。這大大減少了數據中心所需的帶寬和能量。最重要的是，邊緣計算還提供了獨立於互聯網連接的靈活性，實現了快速的實時響應速度，並降低了雲成本。

爲什么邊緣計算是可持續的？

邊緣計算減少了網絡流量和數據中心的使用

使用邊緣計算可以大大減少穿越網絡的數據量，從而釋放帶寬。帶寬是網絡在給定時間範圍內可以傳輸的數據數量/大小的度量。帶寬由用戶共享。因此，在給定時刻通過網絡發送的數據越多，網絡速度就越慢。邊緣上的數據也更有可能是有用的，並且確實在邊緣上使用，在其環境的上下文中。因此，與其不斷地將數據流發送到雲端，不如在邊緣處理數據，只將真正有用的數據發送到雲端（例如，結果、聚合數據等）。

邊緣計算優化了效率

邊緣 “數據中心” 通常比雲數據中心更高效。如上所述，邊緣設備上的資源受到限制。因此，與雲基礎設施相反，邊緣設備不能水平擴展。這就是爲什么邊緣技術堆棧的每個部分通常都是針對資源效率進行高度優化的原因之一。任何更高效的計算都有助於降低能耗。考慮到已經部署的大量設備，減少相同操作的資源使用在全球範圍內的影響是巨大的。

邊緣計算使用可用的硬件

已經部署了多個邊緣設備領域，但目前未得到充分利用。許多現有設備都能夠實現數據持久性，有些甚至用於相當復雜的計算。相反，當這些設備將其所有數據發送到雲時，就會失去機會。邊緣計算使企業能夠利用現有的硬件和基礎設施（改造），利用可用的計算能力。如果這些設備繼續未得到充分利用，我們將需要構建越來越大的中央數據中心，同時增加現有網絡基礎設施的負擔並減少帶寬，以便毫無意義地將所有內容發送到雲中。

雲與邊緣的示例

如今，許多項目都是基於雲計算構建的。特別是在第一個原型或試點中，雲計算提供了一個簡單快速的开始。但是，隨着規模的擴大，雲計算通常會變得太慢、成本太高且不可靠。在典型的雲設置中，數據在邊緣設備上收集並轉發到雲進行計算和存儲。通常會發回計算結果。

在此設計中，邊緣設備是不智能的設備，依賴於有效的 Internet 連接和有效的雲服務器；他們沒有任何自己的智慧或邏輯。在智能家居雲示例中，數據將從家中的設備（例如恆溫器、門、電視等）發送到雲中，並在那裏保存和使用。

如果用戶想在家中通過基於雲的移動應用程序進行更改，則更改將被發送到雲，在那裏進行更改，然後從那裏發送到設備。當 Internet 連接斷开或服務器不工作時，應用程序將無法運行。

借助邊緣 計算，數據可以保留在其產生、使用和所屬的地方，而不會不必要地穿越網絡。通過這種方式，雲基礎設施需求通過三種方式減少：首先，減少網絡流量，其次，減少中央存儲，第三減少計算能力。相反，邊緣計算利用了世界上已經部署的所有功能強大的硬件。例如，在智能家居中，所有數據都可以留在房子內並在現場使用。只有真正需要從任何地方訪問的一小部分數據才會同步到雲中。

以這種家庭環境中的恆溫器爲例：它每分鐘可能會產生 1000 個溫度數據點。但是，許多細微的變動通常是無關緊要的，並且不需要每毫秒更新一次數據。最重要的是，您真的不需要所有這些數據都保存雲中並且可以從任何地方訪問。

借助邊緣計算，這些數據可以保持在邊緣，並根據需要在智能家居中使用。邊緣計算使智能家居能夠快速、高效地工作，並在工作互聯網連接中自主工作。此外，智能家居所有者可以將私人數據留給自己，不易受到黑客攻擊。

邊緣計算如何實現新的用例，幫助使世界更具可持續性

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標題：爲什么我們需要邊緣計算來實現可持續的未來？

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