終端云的探索與研究

本文分享自天翼云開發者社區《終端云的探索與研究》,作者:邢****豫

https://www.ctyun.cn/developer/article/464861127008325

一、背景

眾所周知，傳統的云計算均基于集中式的資源管控，即通過中心云提供，而隨著云計算從1.0發展進入2.0的階段，以及5G、物聯網時代的到來，云計算的應用呈指數級增加趨勢，集中式的中心云已經無法滿足終端側對于大連接、低時延、大寬帶的云資源需求，于是產生了邊緣云，即將云計算平臺架構在邊緣技術設施之上，算力下沉至距離端側更近的邊緣側。邊緣云的出現在一定程度上降低了響應時延、減輕云端壓力、降低寬帶成本，但也仍需要額外成本搭建、維護邊緣基礎設施和邊緣節點等，這也會導致算力受限，存在瓶頸。

此外我們注意到，物聯網的發展極大地豐富了智能終端的類型，終端規模也在指數級不斷增長，而每個終端其實都自帶計算能力，且在很多時候處于閑置狀態；另一方面，桌面云的技術日漸成熟，云電腦、云手機等云終端產品的出現加速了端云一體發展，用戶的終端設備可與云端便捷直連，但能夠承擔重度算力任務的高配置云電腦也意味著高成本投入。在這種背景下，是否可實現終端直接化身為云，每個終端即天然成為一個云計算節點，提供更優體驗、更低成本的算力？于是我們對一種全新的云計算模式——終端云的可能性和實現機制進行了探索與研究。

二、終端云的概念與特征

簡單地說，終端云即基于云、端算力互通，將云端算力下沉至終端，并且通過統一的算力調度及分發管理，支持云、端算力協同、融合調動，且支持手機、Pad、PC、TV等多種類型終端接入，實現多屏互動以及在不同業務場景下云與云、云與端、端與端的業務協同。

相對于以往的中心云和邊緣云，終端云主要有以下特征和優勢：

（1）超低成本：充分利用終端自有閑置的計算能力，每個終端即天然為一個云計算節點，無需額外成本進行搭建和維護；

（2）超低時延：與遠離終端的中心云以及與終端仍有一定距離的邊緣云相比，終端云存在于無所不在、近在咫尺的各類終端上，數據的產生、處理和使用與數據源幾乎是“零距離”，能夠極速接收并響應終端請求；

（3）超廣覆蓋：據國際數據機構IDC預測，全球智能終端接入數量在2025年將增長達到1500億個，而終端云的實現也就意味著這些終端將有可能成為海量的分布式節點，覆蓋世界每個角落；

（4）巨大算力潛能：隨著智能終端性能不斷提升，一臺普通智能手機的算力即可媲美一臺計算機，千億級數量的智能終端將帶來前所未有的巨大算力；

（5）極-致彈性靈活：通過統一的算力調度與分發，終端云可控制千億級、極小顆粒度的終端節點執行業務邏輯，能夠做到資源的極-致彈性靈活調配。

三、終端云的算力協同機制

云服務的傳統模式，是圍繞中心云提供算力，即使隨著邊緣云概念（MEC）的興起，可更實時、就近提供算力，但在云電腦執行重度算力任務時，也因為配置較低，算力不足無法完成，而高配置云電腦也意味著高成本投入。為解決傳統云計算模式的瓶頸，終端云算力協同架構應運而生，給用戶帶來低延遲、高穩定的使用體驗和高性價比算力。下面，我們對終端云算力協同架構進行闡述。

終端云算力協同的特點在于共享終端算力，通過本地終端注冊并授權云端使用算力，終端加入算力池，由云端統一按需調度分配。例如當某普通云電腦進行3D渲染任務，需要大量GPU算力而遇到瓶頸時，云電腦將算力需求反饋至云端，云端接收需求后，從共享終端算力池中檢索適合的終端，待用戶授權同意后，自動將算力調度分配到此云電腦，從而通過普通云電腦快速高效地完成渲染任務。與傳統云計算架構相比，終端云算力協同架構不僅大大提升了工作效率，也將算力成本降至極-致。

終端云算力協同架構特點：

（1）該系統是基于蛛網式分布服務器，經由即時算力感知引擎啟用閑置算力，通過融合調度的方式構建出動態算力池；

（2）在多設備共享算力的同時，根據不同設備的特性發揮最大優勢，利用智能信道技術避免生態內設備之間業務爭搶；

（3）將計算資源模式由集中式單一布局進化為散點式自由布局，在保證計算效率的前提下允許多端協同計算和資源分擔、實時任務調度，完成生態內多端跨越式算力調度。

在具備以上特點的算力協同機制下，終端云可大量應用于云游戲、車牌識別、視頻監控、3D渲染、視頻剪輯等場景，利用大量閑置終端算力提升任務處理效率。

四、終端云的價值意義

目前云計算已發展進入2.0階段，從中心云到邊緣云讓云計算的應用已發生翻天覆地的變化，而終端云的出現，也勢必將帶來新一輪的變革。而終端云不僅僅只有技術革新，還將給社會、經濟等多方面帶來重大影響，具有重要的現實意義。

（1）綠色低碳：終端云最重要的特征之一即是充分利用閑置的終端計算能力，無需額外搭建和維護云計算節點，節省資源，低碳環保；

（2）合作共贏：每一個終端用戶都可以通過授權成為終端云的一部分，提供自有終端的計算能力給有需要的業務或用戶使用，開放互助，形成一種新型共享經濟，而基于對終端用戶提供一定回報的商業模式，云業務方可與終端用戶達成合作共贏；

（3）變革云生態：作為顛覆性的創新云，終端云的實現和發展必將帶來全新的技術和產品，引發技術變革；此外，讓終端用戶充分參與到終端云的建設中，以及形成開放共享、合作共贏的商業模式，也將徹底改變云計算產業鏈，形成全新的云生態。

五、結語

基于以上對終端云各方面的探索，可以看到智能終端的快速發展，以及云終端提供的技術底座，讓終端云的誕生成為可能；通過對終端云技術實現的研究，則進一步證實了終端云的可行性；在應用落地層面，上文中提及的業務場景舉例僅僅只是冰山一角，展望未來，終端云必然將在大視頻、物聯網、車聯網、AR/VR、元宇宙等眾多領域成為重器。接下來，我們將持續致力于終端云的技術研究與落地，非常期待在不久的將來終端云即能成為現實，能夠與終端用戶、云業務方等產業鏈上下游一起，共同推動云生態煥然一新，或許這也將成為云計算3.0的開始。