IPC 和虚拟化:智能工厂的未来

工业电脑 (IPC) 在推动工业 4.0 的过程中发挥了重要作用。它们帮助制造商告别难以管理的专用可编程逻辑控制器 (PLC),转向在 Windows 和 Linux 等开放式系统上运行的软件定义工业控制应用。

这样做带来了巨大的优势。但制造商仍在寻找更好的方法来收集和分析工厂车间的数据,统一技术堆栈以提高效率,并促进 IT/OT 融合。

IPC 是智能工厂之路上的第一步,但早期版本缺乏灵活性,无法充分利用虚拟化技术带来的各种可能。

这些强大的边缘计算系统实现了敏捷、丰富的数据采集,同时比过去的专有系统更易于管理、更经济高效、更灵活。

全新 IPC 平台 — 新的边缘优势

多用途 IPC 平台(如 IPC 系统制造商深圳大唐计算机有限公司设计的平台)提供了传统工业计算系统的优势:高性能、低功耗处理、高可用性、坚固型设计,以及出色的实时分析平台。

但这些平台真正的强大之处在于,它们提供了高性能计算,可运行现代软件虚拟化技术,使多个工作负载能够在单个系统上运行。此外还有整合和安全优势,因为软件开发人员可以轻松地将现有工业应用移植到最新 IPC 技术上,充分发挥硬件和软件堆栈提升的优势。

这也降低了复杂性和成本,使工厂人员能够更轻松地维护和监控整个工厂的系统。此外,根据底层平台的不同,多用途 IPC 可以通过一套统一的软件工具带来附加值,这些工具能够提供更好的工厂数据洞察,优化性能并加快开发工作。

例如,大唐的平台采用特定的英特尔工业软件技术:

  • 英特尔® 工业边缘控制平台(英特尔® ECI),它是一个模块化软件参考平台,使多用途 ICS 可以在通用硬件上运行。英特尔 ECI 显著降低了制造商的升级和更新难度。该平台还支持实时分析功能、工作负载集成虚拟化以及可配置软件模块,可满足工业计算的性能需求,降低成本并提高灵活性。
  • 英特尔® 工业边缘洞见平台(英特尔® EII),它是一个面向工业物联网应用的开源软件平台,提供数据收集、存储、分析、可视化模块和容器化部署。英特尔 EII 针对英特尔硬件进行了优化,并与英特尔® OpenVINO 工具套件集成,加速了边缘 AI 解决方案的开发,提供更好的数据洞察,并帮助企业加快上市速度。

对大唐来说,英特尔技术的运用至关重要。英特尔拥有无与伦比的面向工业边缘计算的高性能稳定硬件平台。在缩短开发时间并将解决方案推向市场方面,其软件工具同样重要。

虚拟化 — 软件定义的 ICS 平台

除了帮助制造商转向开放式系统并整合硬件/软件堆栈以外,多用途 IPC 还提供了另一项显著优势:内置虚拟化技术,可在易于管理的统一平台上运行。

工业计算虚拟化的优势已经显而易见,例如,可以在不中断运营的情况下升级基础设施。

首先,虚拟化是将计算机资源与底层硬件分离的有效方式。它还提高了网络安全,因为可以更轻松地将计算系统细分为独立的安全环境。但虚拟化的最大优势是工作负载整合,即利用闲置计算资源,从而提高效率并降低成本。

多用途 IPC 和工业控制的未来

在未来几年,采用虚拟化技术的灵活工业计算系统将在制造业领域引起越来越多的关注。

部分原因是工业计算领域的进步。例如,大唐正在考虑将 Type 1 管理程序集成到他们的产品中。Type 1 管理程序也被称为裸机管理程序,可直接在底层硬件上运行,无需主机操作系统。这样可以实现更高效的资源分配、更高的性能以及更好的安全性。这对制造业带来的优势不言而喻,但随着工业物联网的发展,更有吸引力的 Type 1 管理程序和虚拟化技术即将到来。

一种鼓舞人心的可能是 ACRN 参考管理程序,这是一种专为嵌入式物联网开发而打造的开源虚拟化工具。ACRN 管理程序解决了制造商认为特别繁琐的数据中心问题:较长的引导时间、高昂的成本和巨大的开发开销。ACRN 有助于推动工业 4.0 向软件定义的开放式平台工业计算发展。

但多用途 IPC 平台的主要优势在于它们能够为多方利益相关者解决问题。

对原始设备制造商/原始设计制造商来说,现代 IPC 平台提供的开发便利性意味着他们可以专注于满足制造商的需求,而不必担心高昂的研发成本。对经常处理小批量订单的构建商和运营技术系统集成商来说,由于这些平台具有灵活性和可定制性,开发成本也会下降。

毫无疑问,对制造商来说,优势非常明显。多用途 IPC 平台提供更简单、更易于管理的访问方式,可实现最初推动数字化转型的所有优势:实时控制、更高的产品质量、更低的成本以及更快的创新路线。

 

insight.tech 的副主编 Georganne Benesch 编辑。

物质数字化体验助力时尚零售业蓬勃发展

零售商正重新定义购物:将物质和数字元素结合,为客户提供“物质数字化”体验。这一趋势已持续了一段时间,过去几年发生的事件也加速了这一趋势。但是当下零售业数字化转型浪潮的最大驱动力来自消费者自身。

“我们观察到零售业迎来了新一批的高需求顾客,” Econocom Products and Solutions 的数字化总监 Javier Lima 说道。这是一家为时尚零售商提供数字化转型套件的制造商。“他们希望一切都能实时发生,也希望品牌能够真正将每个人视为独立个体。”

为在商店内实现高度的便捷性与定制化,许多零售商已开始使用数字标牌解决方案,它们也是提升销量、简化运营的最佳方式。但是对于时尚行业的零售商来说,实施起来并不容易。涉及到风格和品味时,要实现高效的信息传递,必须实现高度个性化。而鉴于时尚的本质,数字标牌在这个行业的零售商店中特别依赖其所处背景,且随时可能发生变化。

应对时尚零售商所面临挑战的答案:一体化数字标牌套件。这些强大、灵活的解决方案帮助品牌在物质数字化体验方面提升竞争力。最重要的是,这些解决方案易于配置,意味着可以轻松扩展,甚至可适用于最大规模的企业。

零售销售和运营受益于可扩展的交互式多媒体

案例分析:Econocom 与西班牙跨国服饰零售商 Pull&Bear 的成功合作。

Pull&Bear 希望在所有实体店中部署数字标牌。但这是一项艰巨的任务。该品牌在 40 个国家拥有 800 多间实体店,分布在欧盟、拉丁美洲、中东和亚洲。任何数字标牌解决方案都要易于规模化设置和维护,并且必须能够轻松策划和管理本地化内容。

Econocom 的时尚零售数字化转型套件正是 Pull&Bear 需要的。该解决方案基于集成的硬件、软件和云技术。数字营销内容在后台内容管理系统上传、配置和调度,可对多媒体内容的发布方式与时间进行精细化调整。特定内容从云端部署到各个商店的多媒体播放器中,播放器再将这些内容传送到整个客户区域的所有显示屏上。店内系统还可让智能手机集成选项,帮助店员更灵活地管理和配置展示内容。如果需要更方便互动的解决方案,该套件还允许在显示终端连接附加式智能设备。

Pull&Bear 与 Econocom 合作,成功在全球 800 多家门店部署了数字标牌套件,在不同地点实现高度本地化、个性化的信息传递。这样,零售商便可利用其强大的数字营销团队为任意地点的购物者定制内容。

不过,这些令人印象深刻的实体店体验只是数字标牌解决方案为时尚零售商提供的一部分服务。“如果只是想要惊艳的效果,那也可以,” Lima 说。“但是在这个案例中,我们想要在庞大数量的门店中部署我们的解决方案,从而充分发挥数字标牌的潜力。因为这样才能开始实现规模经济,优化零售商运营,并提升利润。”

Econocom 与英特尔的技术合作伙伴关系是其提供优质的规模化解决方案的重要因素。Lima 说,“在 40 多个市场的几百家门店布置我们的套件,显然是一项巨大的挑战。英特尔的运营支持是关键。我们之间是协同互惠的关系,也期待我们的合作伙伴关系能在未来能取得更大的成就。”

物质数字化世界的未来

关于未来的发展,还有很多激动人心的可能在涌现。

边缘计算机视觉的蓬勃发展意味着店内的数字标牌不再只是被动响应,可以达到高度互动性。屏幕上显示的内容可以根据顾客的行为实时变化,例如,当他们从货架上拿起某件衣服时,即显示相关的多媒体内容。

除了时尚和零售,数字标牌解决方案在其他部门和行业中也有用例。举例而言,Econocom 已经在寻找能够将其时尚零售套件应用到金融服务企业的方法。其他用例也会陆续出现 —— Lima 说这是未来更普遍现象的一部分:

“零售业我们称呼人们为‘顾客’,酒店行业称呼为‘贵宾’,医药或智慧城市则称呼为‘患者’或‘市民’。但是归根结底,本质是相同的:运用技术提供更好的服务,满足人们需求,创造人们期待的价值。”

当人们在某些生活领域开始期待物质数字化体验时,很快他们在其他领域也会有这样的需求。Lima 表示,最终我们将看到一个更具互动性、更加“物质数字化”的世界。届时,那个世界不仅能够满足其居民的期待,也会为企业和组织带来丰富的收益。

Lima 表示,“未来可期,因为当我们结合物质与数字,便可以有无数种优化的可能。”

 

insight.tech 的副主编 Georganne Benesch 编辑。

利用基于人工智能的计算机视觉重新定义铁路检查

铁路是连接世界基础设施的大动脉。尽管铁路在全球运输和供应链中发挥着至关重要的作用,但大多数铁路养护工作都是从人工巡检员开始的。

为了找出损坏的枕木和铁轨,巡检员每天沿铁路线步行或驱车数英里,探查隐患。手动检查美国 160,000 英里的铁轨所需的总时间和成本是无法量化的,而且由于检查是由人工进行,因此本质上也很容易出错。

计算机视觉 (CV) 的最新技术成果为自动化铁路巡检带来了新的机遇,在整个流程中显著降低了成本并提高了准确性。但铁路系统从部署环境的高度差异性,到安全关键行业对可信赖解决方案的优先考虑,对计算机视觉系统提出了独特的挑战。

这就是为什么像 Ignitarium(一家产品工程公司)这样的组织正在使用人工智能技术重塑计算机视觉,以解决痛点并减少对人工巡检的需要。

利用基于人工智能的计算机视觉克服基础设施检查的挑战

计算机视觉系统在受控的室内环境下表现出色,铁路系统则与之不同,存在各种照明条件、天气变化和其他不可预测的因素。这些变数可能显著影响计算机视觉系统的性能和准确性。

计算机视觉技术在户外铁路应用中的另一场艰苦战斗正在改变 Ignitarium 首席技术官 Sujeeth Joseph 所说的“行业中非常传统的思维模式”,即铁路专业人士希望使用经过试验和测试的方法,而不是新颖的方法。

这些挑战促成了 Ignitarium TYQ-i 平台的开发,该平台旨在将最出色的经典计算机视觉技术与高级自定义神经网络相结合。最终制定出有效的解决方案,可以检测数英里铁轨上的各种异常情况。

TYQ-i 的运行可分为 4 个阶段:

  • 数据摄取:该平台支持许多视觉传感器,包括 RGB、3D、激光和多光谱接口。Joseph 表示,在铁路行业,2D 摄像头和激光扫描仪是首选传感器。
  • 预处理:Ignitarium 开发了一个图像处理组件库,用于准备数据进行分析。其中包括缩放和旋转等基本操作以及拼接、追踪和降噪等更复杂的任务。
  • 深度学习:TYQ-i 的核心是面向特定用例的自定义人工智能模型。这些模型经过预训练,可以检测各种异常类别,以最少的客户投入提供高水平的准确性和效率。
  • 提供结果:数据经过处理之后,通过人类和机器可读的仪表板和文件提供给用户。这使得该平台能够与现有流程无缝集成,有助于克服采用新技术的阻力。

Joseph 表示,如何利用这些功能的一个例子是铁路道砟——铺设枕木的道床。安装在火车头底部的挂载无人机或摄像头可以使用 TYQ-i 来检测需要补充道砟的区域,以及由于安全或其他操作问题而应避免的区域。然后,该信息将传送至道砟铺设和捣固机,以便其可以仅在适当的区域自动开展维护。

通过 TYQ-i 实现扩展性和灵活性

为了获得 Ignitarium TYQ-i 平台的准确性和可靠性,它最初使用 TensorFlow 和 PyTorch(两种最流行的机器学习和神经网络开源框架)进行了训练。该训练最初是在功能强大的英特尔® CPU 和 GPU 目标上进行的,为平台的人工智能功能提供了坚实的基础。

但为了真正在各种用例中扩展性能,Ignitarium 认识到需要更通用的处理解决方案。这促使我们决定将 TYQ-i 迁移到英特尔® 酷睿 和至强® 处理器。虽然不是常见目标,但英特尔® Arria® 家族高性能 FPGA 上甚至有一个端口。

这些处理器的互操作性有助于公司控制成本。Joseph 解释说,“如果工作负载比较繁重,我们会选择服务器级机器”。但对于较轻的工作负载,该公司使用第 12 代英特尔® 酷睿 处理器等解决方案,该处理器可以通过其内置的英特尔® 核芯显卡的集成显卡处理器 (IGP) 加速人工智能。

迁移到英特尔® 处理器还带来了额外的优势。例如,它使 Ignitarium 能够利用英特尔生态系统强大的软件基础设施,该基础设施提供了广泛的工具和资源来优化性能和效率。

OpenVINO 人工智能工具套件就是这样的工具之一,Ignitarium 使用它来进一步优化 TYQ-i。OpenVINO 旨在促进人工智能应用在边缘的部署,为各种神经网络架构提供支持,并提供一整套用于优化性能的工具。

由于该工具套件支持多种英特尔处理器,Ignitarium 可以选用一个处理器,并且 Joseph 解释说,“代码只需编译并运行即可”。同时,OpenVINO 提供各种工具,帮助开发人员充分利用他们选择的处理器。Joseph 说,“我们利用工具套件可以提供的一切进行优化”。

所有这些功能使 TYQ-i 能够在从边缘设备到基于云的系统的各种环境中运行。在边缘,TYQ-i 可以实时处理数据,提供即时洞察并可实现快速决策。这在低延迟至关重要的情况下尤为实用,例如检测高速铁路线上的缺陷。

对于更大规模的应用,TYQ-i 还可以部署在云端,以支持大量数据并执行更复杂的分析——这是监控大范围铁路网络的实用功能。

这种灵活性使其能够部署在广泛的场景中,使其成为适应性强的基础设施监控解决方案。

基础设施检查的未来就在眼前

铁路巡检行业面临巨大的挑战。从一望无际的铁轨到高度多样化的环境,该行业迫切需要创新的解决方案。Ignitarium 的 TYQ-i 平台融合了人工智能和计算机视觉技术,为这些挑战提供了强有力的应对之策。

TYQ-I 的自定义人工智能模型经过磨练,以最少的客户数据集实现了高性能,提供了一种可以轻松融入现有工作流程的解决方案,消除了对新方案用于老问题的偏见。最终的解决方案赢得了美国各地轨道维护人员的青睐。

展望未来,我们清楚地看到,像 TYQ-i 这样基于人工智能的计算机视觉解决方案,将在基础设施巡检行业转型中发挥至关重要的作用,为所有人提供更出色的准确性、效率和安全性。

 

本文由 insight.tech 的副主编 Christina Cardoza 编辑。

视频安全即服务简化部署

传统的本地视频监控解决方案需要强大的计算能力和本地基础设施,这对于管理多个站点的中小型企业和公司来说是一个沉重的负担。经济高效且易于管理的开放云视频安全即服务 (VSaaS) 解决方案提供了一种替代方案。

全球开放式 IP 视频监控软件提供商 Milestone 凭借其在本地视频监控领域的技术领先地位完全实现了这一点。Milestone Kite 于 2023 年 1 月推出,是一种可扩展的开放云 VSaaS 解决方案,其利用了该公司的 XProtect 视频管理软件 (VMS) 产品系列。

Milestone 高级产品经理 Jan Lindeberg 表示,“基于云的服务的价值在于它简单、易于使用且易于接受,没有现场 IT 力量来投入人力、精力和成本来维护本地系统的组织会发现,使用 Kite 后,投入要少得多。”

专注于基于云的 VSaaS 的重要事项

Kite 是一种易于安装的低成本 VSaaS,为小型公司和多站点公司提供其经常需要的灵活性。许多中小型组织都面临着吸引熟练 IT 人员以专业、安全的方式运行和管理本地应用程序和系统的挑战。Kite 和其他基于云的 SaaS 产品直接面向这些类型的用户,他们更愿意专注于日常核心业务,而不是管理不同的应用程序和复杂的 IT 基础设施。

Kite 作为一个支持数千种不同摄像头和物联网设备的开放平台,为最终用户提供了一条迁移到云端的安全路径,并且无需更换现有摄像头或摄像头网络。这不仅使云之旅变得即时可行、无风险,还节省了购买和安装新摄像头的成本。

混合云方法

除了摄像头之外,Milestone Kite Gateway(一款外形小巧的互联网设备)是现场所需的唯一硬件。采用英特尔技术的网关具有在边缘运行实时分析所需的性能,可提供混合解决方案。网关将所有设备连接在一起,从而可以根据需求变化轻松扩展。

Lindeberg 说,“该解决方案让您可以采用混合方法,将智能和存储分布在边缘设备、设备和云本身之间。您可以在边缘提取元数据,并将其传递到云端进行处理。”

客户可以选择将视频数据存储在边缘或云端,具体取决于他们的首选项,以及部署站点稳定云连接和带宽的可用性。对于希望以最少的工作量和成本将覆盖范围扩大到其他站点的公司来说,Kite 还可以与 Milestone 的本地解决方案相结合。

与其他一些视频安全解决方案不同,Kite 具有开放的环境,这意味着它与各个品牌的 6,000 多种不同摄像头兼容。摄像头可以用驱动程序直接虚拟地连接到云端,或通过边缘网关进行连接。用户通过网络或移动应用程序访问可定制的仪表板,在仪表板上他们可以集中查看视频源和录音、管理设置并应用 AI 功能。

该解决方案基于谷歌云,受益于对全球谷歌数据中心的访问以及处理物理安全和数据安全的安全框架个人隐私保护也是 Kite 平台的重要组成部分。Lindeberg 说,“我们非常关注如何处理个人数据,包括从最终客户登录我们的业务系统到我们如何实际管理系统本身的视频数据的所有环节”。

由于 Kite 易于实施(系统可在半小时或更短的时间内启动并运行),其还为 Milestone 的系统集成商全球渠道创造了新的机遇。系统集成商受益于实施的速度和简便性,以及最终客户可以轻松地自行管理解决方案的自由。

视频安全的未来

云连接、更强大的边缘计算和 AI 等新兴技术正在扩大安全视频的价值。公司解读视频安全信息源的速度越快,就越能掌握决策主动权。Lindeberg 表示,“您可以收集有关买家行为的洞察,找到自动执行手动任务的方法,并主动根据视频数据采取行动,以便在安全情况下立即采取行动”。

VSaaS 模型才刚刚开始利用基于云的 AI 力量以及启用新的用例。例如,内置的取证搜索功能减少了查找涵盖特定事件的视频记录所需的工作量和时间。AI 生成的元数据可以轻松查找特定类型的对象,并可以使用颜色过滤器优化搜索。

Lindeberg 表示,“直到最近,构建 AI 应用程序都还是各自为政,因为一切都必须从头开始构建。但现在,AI 应用程序正在大举进入行业——部署在服务器边缘和设备边缘。这消除了分歧,同时为最终用户带来了附加价值。与此同时,所需的计算平台变得越来越经济实惠,为 AI 视频创新创造了完美的环境。”

 

insight.tech 的副主编 Georganne Benesch 编辑。

人工智能在服务性行业大规模应用的商业成果

AIoT 平台(利用边缘人工智能和物联网技术的一体化解决方案)正在帮助服务性行业重构客户体验。这些工具由下一代处理器、计算机视觉、视频摄像头和传感器提供技术支持,准备在合适的时机推出。

服务性行业在过去几年中遭受严重打击,企业面临越来越大的压力,需要提高效率并找到新的方法来增加销售。或许同样重要的是,由于客户已熟悉家庭中的现代物联网产品,因此期待顺畅的技术。如今,客户对酒店、活动中心和其他场所繁琐的数字体验已经没有耐心。

但对于有意进行产品和服务转型的服务企业来说,复杂性和成本可能会构成严重的实施障碍。

“考虑到物联网摄像头系统等基础设施,” Joe Weiss软件定义网络、云服务和安全解决方案公司以及Meraki 无线解决方案提供商思科公司的全球物联网负责人表示。“您需要互联网连接、功率分配、网络基础设施、摄像头、服务器、视频管理和分析软件以及存储所有高清视频数据。对企业来说,独立堆栈的技术组装非常复杂、昂贵,并且很难扩展。”

Meraki 平台通过提供统一的即插即用系统克服了这些障碍,帮助最终用户解决业务问题,不会被不同技术的混杂所困扰。这种简便性正在颠覆服务性行业,不仅是客户和企业,还包括系统集成商和解决方案提供商。

支持各种规模的工作负载

Meraki 集成了思科网络设备、物联网摄像头和传感器硬件,支持复杂的边缘视觉工作负载。最终成果是稳定、高性能的 AIoT 有线和无线平台,能够很好地适配任何规模的组织。

基本用例适合小规模的企业,例如希望为其客人提供稳定、易配置 Wi-Fi 网络的小型酒店。另一方面,Meraki 可帮助服务性行业解决最大场所中极其复杂的问题。

在这一点上,思科与英特尔的合作极为重要:

“某些工作负载过于复杂,无法在摄像头中处理,因为没有足够的计算能力,” Weiss表示。“而英特尔制造的优秀处理器非常适合边缘计算机视觉和视频分析。英特尔处理器与我们的技术结合后,无论客户的需求有多么复杂,我们都可以给出肯定的答复。”

重构体育场馆体验

一个旗舰级案例是 SoFi 体育场,洛杉矶技术最先进的多用途体育和娱乐场所。从一开始,利益相关者就利用先进的数字技术设计整个场地,以打造非凡的观众体验。

SoFi 与思科合作建造可提供广泛客户服务的智能体育场,从寻找停车位、特许售票亭和卫生间到无现金售票和其他购物等。在 Wipro 和 Cisco IP Fabric for Media 解决方案的支持下,体育场通过 2600 多个 VisionEdge 屏幕上的 4K 视频营造丰富的沉浸式数字体验。该解决方案还可以帮助改变广播运营和内容交付,利用广播解决方案等。

在体育场的设计师和建造商的配合下,Meraki 无线解决方案成为突破性部署的关键要素,包括为 70,000 名球迷提供安全网络连接的能力。平台的多功能性和全面性非常重要。这意味着开发和设置时间更短。并且还意味着所有功能都可以无缝集成,并在统一网络上运行(视频 1)。

视频 1。服务性行业在大型场馆配备人工智能,可提供一种观看体育赛事的新方式。(来源: 思科

思科的 SoFi 体育场设计体现出无缝连接、计算机视觉和人工智能对服务性行业的真正价值:利用强大的技术来实现商业成果。

此外,人工智能平台的灵活性意味着它们的用例数量远超过任何单一垂直行业或部门。Weiss 表示这是企业战略的组成部分:“我们的目标是打造绝对可靠的企业级硬件,允许合作伙伴的生态系统开发可在我们的服务器、摄像头和设备上运行的定制应用程序,为其服务行业提供定制价值。”

给合作伙伴和系统集成商带来新机遇

Weiss 强调合作伙伴的生态系统首先以互惠为标志。解决方案提供商和系统集成商为人工智能平台增添了大量的价值。反之依然,因为这些解决方案正在迅速改变技术合作伙伴和系统集成商运营的市场。

人工智能专家则有机会设计在 Meraki 等解决方案上运行的定制软件。例如,实时群体智能软件提供商 WaitTime 已围绕人工智能群体数据分析构建整个业务,如果没有强大的基础,则无法实现这一成就。

对于系统集成商来说,情况可能更加复杂,但同样也令人兴奋。“与其担心字节如何连接,系统集成商可通过向客户提供计算机视觉结果来解决问题”,Weiss 指出。“视觉即服务非常热门,因为它可以解决真正的业务问题。当今的系统集成商可能会问,‘您如何统计场地中的客人数量?如何优化才能统一遵守规章?智能摄像头可以解决这些问题,我们作为集成商可以为您提供帮助。‘”

硬件制造商、平台提供商、软件开发商和系统集成商组成的生态系统是一种正反馈循环,创新可带来更多的创新。未来五年对行业中的每个人来说都将是一个伟大的时期。

“看到这项技术走向成熟,我感到非常兴奋”,Weiss 表示。“随着边缘智能设备的能力越来越强,大规模交付人工智能成果不仅变得更容易,还会将高性能、复杂的解决方案组合在一起,变得非常神奇。”

 

insight.tech 的副主编 Georganne Benesch 编辑。

SR-IOV:在工业物联网中充分发挥 GPU 的功能

图形处理器 (GPU) 已成为工业物联网 (IIoT) 的重要资源。嵌入式解决方案提供商 DFI解决方案产品经理 Waterball Liu 表示,任何需要高度密集计算的应用(例如,机器视觉处理、数据分析或机器学习应用)都可以从 GPU 受益。

但是,对于将上述严苛的工作负载整合到单个系统中的多功能平台来说,对性能的需求尤其强烈。添加图形显示到组合中(这些整合系统中的常见功能),而 GPU 变得更加重要。

接下来的挑战就变成了如何共享 GPU。

现代工业物联网系统通常使用虚拟化或容器来整合工作负载,但这两种技术都会在 GPU 级形成性能限制瓶颈。这一切都归结为复杂性。随着时间的推移,虚拟化技术逐渐扩展至包括内存、I/O 设备、网络和存储,但并非所有硬件组件都可以轻松虚拟化。

显卡技术就是最好的例子:现代 3D 渲染管道的高度复杂性、不同厂商的 GPU 之间缺乏统一的指令集标准,以及高度可编程的 3D 应用程序编程接口,使得 GPU 驱动程序变得类似于高级语言编译器,这也提高了 GPU 虚拟化的技术要求。

对于工业物联网平台开发人员来说,他们的主要目标是以最低的成本和资源利用率更充分地利用单个系统,而这些障碍通常会使围绕 GPU 技术构建工作负载整合系统变得费力不讨好。

SR-IOV 在 GPU 虚拟化中的作用

但如果出现某个问题没有相应的解决方案,那么从技术角度一定会找到解决办法。

例如,PCIe 标准单根 I/O 虚拟化 (SR-IOV) 定义了一种通过将物理设备划分出多个虚拟功能来共享物理设备的方法。SR-IOV 已广泛用于虚拟化网络适配器,这意味着它提供了一种易于理解且经过彻底现场测试的编程模型。

但当该技术应用于 GPU 的新环境时,每个虚拟机 (VM) 或容器都可以获取具有接近本机性能的显卡功能。

Liu 解释说,“SR-IOV 降低了虚拟化环境的开销。它使近 100% 的 GPU 功能可用于虚拟化应用程序。”

SR-IOV 的实际应用:性能游戏规则的变革者

过去,工业工作负载整合所需的高性能 GPU 只能以昂贵的独立芯片的形式提供,这给工业系统带来了不必要的成本。但当今的主流处理器,如第 12 代英特尔® 酷睿 嵌入式处理器,在其集成显卡引擎中提供具有相当高性能的 SR-IOV。Liu 指出,“英特尔® 处理器中的集成 GPU 为工业计算提供了经济高效且可靠的解决方案,并且无需额外的独立 GPU”。

这种简化的 GPU 加速方法为优化工业工作负载开辟了新的可能性。Liu 以检测系统为例。他表示,“这些系统需要大量的计算能力来执行与 AI 相关的任务,例如缺陷检测和图像识别。借助集成显卡和 SR-IOV,这些系统能够以最小的系统复杂性高效地执行这些应用程序”。

例如,采用 SR-IOV 的第 12 代酷睿处理器至多可支持 4 个独立显示器和 7 个虚拟化功能。图 1 说明了多达 7 个虚拟机如何独立访问这些功能。

英特尔® 显卡 SR-IOV 可实现 GPU 的高效共享。
图 1。英特尔® 显卡 SR-IOV 可实现 GPU 的高效共享。(资料来源:英特尔

Liu 解释说,在实际应用中,SR-IOV 的影响是非常显著的。作为第一家在搭载集成显卡的英特尔处理器上验证 SR-IOV 的公司,DFI 通过在其 ADS310 microATX 主板上运行两个虚拟化 Windows 10 操作系统(一个采用 SR-IOV,另一个不采用 SR-IOV)来展示性能的提升。

在概念验证中,将一个视频文件通过两个操作系统从本地存储进行流式传输,并通过 Wi-Fi 和 100 Mbps HDBaseT 以太网传输到远程显示器。未采用 SR-IOV 的设备的显卡吞吐量约为 28 fps,而采用 SR-IOV 的设备的显卡吞吐量为 60 fps(这是实现流畅显卡渲染的常见目标)。

当然,SR-IOV 带来的性能提升不仅仅局限于视频流;该技术可应用于工业环境中的大量人工智能物联网 (AIoT) 工作负载。例如,该技术是 DFI 虚拟化工业自动化和零售业解决方案的核心。

Liu 解释说,“您现在只需要一台计算机即可输出到多个屏幕。想象一下工业产品线,其中每个制造阶段都有自己的显示器。每个阶段的显示器可能只是暂时运行。”

他继续说道,“过去,此类应用需要许多台计算机,或一台搭载功能更强大且昂贵的独立显卡适配器卡的计算机。但现在,使用一个英特尔嵌入式处理器即可。”

高效人工智能物联网充满前景的未来

英特尔® 显卡 SR-IOV 正在成为工业自动化和人工智能物联网应用领域潜在的游戏规则改变者。通过使高性能应用程序能够在集成 GPU 上高效运行,它为提升效率和功能开辟了新途径。

AI 的潜在优势尤其引人关注。Liu 表示,“越来越多的 AI 应用需要强大的计算能力,应用越来越复杂,功能也各不相同。因此,新一代处理器和显卡将为 AI 和其他应用需求提供更灵活、功能更强大的解决方案。”

他总结说,“通过 SR-IOV,我们将开启工业物联网发展的新篇章。”

 

本文由 insight.tech 的副主编 Christina Cardoza 编辑。

AI 和计算机视觉推动电动汽车充电站蓬勃发展

随着电动汽车的普及,车主们亟需更多的充电站,而迫切希望实现可持续发展目标的北美和欧洲各国政府也竞相提供充电站。仅美国到 2030 年就将花费 50 亿美元建设一个拥有超过 50 万个公共充电桩的全国网络

充电站解决方案提供商也正在为即将到来的扩张做好准备,采用技术来简化管理,并帮助他们所服务的电动汽车充电站所有者获得更多的运营利润。

虽然现在可能很难想象,但充电站可能很快就会像今天的加油站一样激烈地争夺客户。那些故障频发、技术不可靠的公司可能会在市场份额的竞争中,输给其他提供更优质服务和有吸引力业务的公司。通过整合现代化支付、快速设备维修和定向广告等功能,充电站解决方案提供商可以帮助充电站所有者吸引更多业务,并开拓新的营收来源。他们可以通过提供易于使用的技术来确保充电站继续蓬勃发展,让充电站所有者可以开发其他创新服务,以满足未来的需求。

量身定制的电动汽车充电站管理方案

对于完整的充电站解决方案,提供商需要两种基本类型的技术:基础设施(包括充电桩、逆变器和储能系统)以及运行面向客户的系统和执行分析的技术。由于解决方案提供商向各个地区的众多充电站所有者销售产品,因此他们在组装充电站套件时必须具备灵活性。

SECO 是一家前沿解决方案开发商,从小型计算机和完全集成的系统,到面向许多行业的 AI/物联网软件,其首席产品官 Maurizio Caporali 表示,“进入这个市场的公司需要现成的解决方案,同时也需要适应客户的需求”。

提供商可以利用 SECO 的 CLEA 电动汽车充电站解决方案为客户提供广泛的客户相关服务,该解决方案包含可定制的模块,涵盖从管理支付和维修充电设备到分析销售和设置广告等各个方面。

SECO 还与充电基础设施生产商 Imagen Energy 合作。这为解决方案提供商提供了从 SECO 和 Imagen 购买整个“白标”充电站解决方案的选择,并可将其打上自己的品牌。或者,他们可以将任何或所有 CLEA AI 电动汽车充电站模块配合他们选择的基础设施合作伙伴一起使用。

通过边缘 AI 增强客户体验

对于电动汽车充电站所有者来说,提供用户友好的充电体验至关重要。解决方案提供商可以通过启用基于边缘 AI 的远程充电桩维护功能来提供帮助,以保持充电桩正常运行。CLEA 平台可以从逆变器的控制器收集数据,如果出现严重问题(例如,逆变器过热可能强制关闭充电),就会向控制室技术人员发送警告。然后,技术人员可以实施快速远程修复,让客户避免令人懊恼的故障。

通过分析一段时间内的性能数据,充电站所有者可以预测设备何时可能发生故障,并提前安排维护或零件更换,以避免停机。他们还可以跨充电站自动更新软件,从而节省数小时的时间。

解决方案提供商还可以帮助充电站所有者选择适合其市场的支付选项。例如,CLEA 移动应用程序让客户可以预约充电时间并进行付款。此外,CLEA 还可以与其他移动支付系统配合使用,例如 Apple Pay、Google Pay 或 Venmo。提供商还可以实施非接触式支付,允许客户将信用卡或借记卡放在读卡器旁边即可完成交易,从而节省时间并避免刷卡时可能出现的错误。

通过数字显示屏增加营收

解决方案提供商可以通过数字广告投放为充电站所有者提供竞争优势,从而创造新的收入来源。充电站所有者可以后续通过发展自己的合作伙伴网络来扩大营收选项。

在 CLEA 解决方案引人注目的 32 英寸数字屏幕上,充电站所有者可以播放传统广告,也可以使用计算机视觉摄像头捕获有关顾客的匿名人员统计信息,包括他们的大致年龄和心情。这些信息被发送到 CLEA 基于云的分析平台,充电站所有者可以在数字显示仪表板上创建和管理实时宣传活动。

Caporali 表示,“充电站所有者可以通过一个平台为不同地点创建多个市场活动”。

例如,某个充电站可能会宣传附近咖啡店的早餐甜甜圈,而另一个充电站可能会提供路边一家快餐店的薯条优惠,或者当地杂货店一盒牛奶的折扣。

充电站所有者还可以在平台上分析充电销售数据并优化不同地点的价格,即时提供折扣以刺激需求。

CLEA 平台充电套件的电子器件由英特尔处理器提供技术支持,可实现高性能和低功耗。计算机视觉系统使用英特尔 ® OpenVINO 工具套件,可加快其他 AI 功能的开发。

电动汽车充电的未来

随着电动汽车数量的大幅增加,解决方案提供商可能会找到更多方法来帮助充电站所有者。一种可能性是将用电数据出售给城市管理当局,后者可以利用这些数据来优化能源规划和消耗。市政部门还可以利用充电站的数字屏幕来发布有关交通拥堵和紧急情况的提醒信息。

Caporali 表示,“充电站可以成为创建智能道路和智慧城市的信息中心。我们仍处于早期阶段,潜力巨大”。

 

insight.tech 的副主编 Georganne Benesch 编辑。

推广 AI:开发人员加速成功的关键

AI 已越来越多地嵌入到关键业务应用 — 制造业的缺陷检测、零售业的客户行为分析,甚至是智慧城市的交通检测。AI 可助力一切事务。但要实现这些功能,例如训练 AI 模型,并将其真正转化为业务价值,可能需要花费大量时间和精力。

幸运的是,对开发人员来说,多年来,英特尔一直在做出改进,以提高使用 AI 的便利性。今年是英特尔发布 OpenVINO 工具套件五周年,也是其推出 OpenVINO 2023.0 的年份。它刚刚发布了英特尔® Geti 解决方案,该解决方案经过专门设计,可帮助开发人员简化与业务部门的合作。英特尔 OpenVINO 架构师 Yury Gorbachev英特尔 AI 软件布道者 Raymond Lo 将向我们介绍该解决方案的所有相关信息(视频 1)

视频 1。英特尔的 Yury Gorbachev 和 Raymond Lo 将讨论 AI 的进化历程以及 OpenVINO 将继续扮演的角色。(资料来源:insight.tech

关于 AI 取得的进展,您看到了哪些最新趋势?

Yury Gorbachev:这是当前的主流技术。人们正通过 AI 处理大量用例 — 客户监控、道路监测、安全、患者健康检查,所有这些用例已成为主线。

但我认为,过去一年来,我们看到,人们对 AI 及其解决问题的能力的认知发生了巨大转变。我将介绍生成式 AI,以及我们目前广受欢迎的 ChatGPT、Stable Diffusion 以及所有这些模型。我们将了解图像生成功能。我们将了解视频生成功能。我们将了解视频增强功能。我们将了解文本生成功能。目前,所有这些功能都在迅速进化。如果我们回顾约 10 年前的情况,当时深度学习的采用率激增,现在,生成式 AI 也将面临同样的情况。

关于开发人员能力提升,您有什么信息可以向我们介绍的?

Raymond Lo:要与开发人员合作,我自己必须也是一名开发人员。可能在 10-12 年前,我与我的团队共同构建了第一个神经网络。我尝试去了解如何跟踪指尖 — 只是为了确保摄像头能够理解我在它前面的操作。我们花了三个月时间才了解如何训练第一个模型。如今,如果我把它交给 Yury,可能两天后就可以完成训练。但当时,仅仅是构建极其简单的神经网络也耗费了我大量的精力。

当然,我们最终成功构建了该网络;我了解了它的工作机制。但是,经过多年进化,现在有各种框架可供使用;TensorFlow 和 PyTorch 也变得更易于使用。当时,我是在自己的 C++ 程序上执行计算。相当硬核,是吧?如今,他们有了 OpenVINO。

现在,当我与社区开发人员交谈时,会听到 OpenML、GPT 等各种模型。您不必过于担心,因为当您犯错时,您猜会出现什么情况?试试看 — 它将不再运行,或者为您提供错误结果。如今,至关重要的是,我拥有了一组工具和资源,因此,当人们向我提问时,我可以快速给出经过验证的答案。目前,英特尔正在为人们提供这类经过验证的工具。

您如何与开发人员合作,构建这类解决方案?

Raymond Lo:当我与年轻开发人员交谈时,我会倾听,对吧?“要使某项任务按所需方式运行,您需要做些什么?”比方说,假设有人正尝试在购物中心安装摄像头。他们需要考虑隐私;如果他们在能耗极高的设备上运行摄像头,他们需要考虑散热,并且他们想要隐藏摄像头。某些用例需要非常独特的系统。用户希望它位于工厂,他们希望它处在边缘。他们不想上传这类数据;他们希望确保一切在本地运行。

因此,我们会考虑采用产品组合,英特尔正好提供此类服务。我想,随着我们与客户的合作愈加紧密,我们会尝试收集这些类型的用例,并为他们创建这一揽子解决方案。但我不需要极度昂贵的超级计算机来进行推理。

Yury Gorbachev:我认为您完全正确。我要说的是,最被低估的平台就是您书桌上使用的平台。实际上,大多数开发人员都使用笔记本电脑,使用台式机,它们由英特尔提供技术支持。OpenVINO 能够在这些机器上运行,并在我们讨论的场景下实现相当出色的 AI 性能。您不需要设立数据中心来处理视频、执行风格迁移、检测车辆以及检测人员。多年来,我们一直试图向客户和开发人员说明这一点。

从业务角度看,完全相同的平台将在摄像头、视频处理设备等类似设备中运行。这一切都始于每位开发人员所拥有的非常基本的笔记本电脑。

过去几年来,您看到 OpenVINO 取得了哪些进步?

Yury Gorbachev:最初,我们首先开发的是 OpenCV。因此,我们从 OpenCV 范例中借鉴了大量经验,我们借鉴了各种 OpenCV 理念。在 OpenCV 上,我们利用计算机视觉处理了大量任务,因此,我们最初使用 OpenVINO 来处理计算机视觉用例。然后,我们开始开发这个开源工具套件,以便部署 AI 模型。

随着时间推移,我们看到了 TensorFlow 的增长势头,看到 PyTorch 的爆发。因此,我们必须紧跟这种趋势。我们看到了应用场景的演变,如近景分类、对象检测、分段。我们最初只开发了运行时版本;然后我们开始创建优化工具,并最终添加了训练时间优化工具。

因此,我们最初从计算机视觉入手,但随后,在 NLP 领域、文本处理领域的应用出现激增。于是,我们必须对在 API 中处理推理的方式做出重大改变;为了支持那些用例,我们对生态系统做出了巨大改变。如前所述,现在我们看到,生成式 AI、图像生成、视频生成正发生演变。因此,我们还需要适应那些改变。

我们与合作伙伴开展了大量合作;我们跨团队完成了大量工作,为这些技术提供支持,使其始终采用英特尔的最佳性能框架。我们最近分析了我们定期进行逐代进化的方式,与前代产品相比,我们的性能提升幅度不是 5% 或 10%,有时甚至达到两三倍。

能否介绍一下 OpenVINO 与英特尔® Geti 如何协同工作?

Raymond Lo:这实际上与您希望解决的问题陈述有关。Geti 填补了两者之间的训练缺口 — 这时,您可以提供一组需要算法识别的数据。它可能是某种缺陷,可能是模型或对象的分类。当前,我们提供了该接口;我们为人们提供工具。此外,该工具还具有这些微调参数;您可以清楚了解需要如何对它进行训练。

您甚至可以对其使用数据集,以便每次训练时,都可以对其进行批注。我们称之为主动学习方法。在给出足够多的示例后,AI 将为您完成其余任务。那就是 Geti 的真正作用。现在,您可以通过各种方式来处理这个问题 — 获取可部署到 OpenVINO 上的模型。 

您对 AI 的未来有何设想?

Yury Gorbachev:目前很难预测今后一年会发生什么情况,通过 AI 可实现哪些潜在的应用场景。但我可以确信一点:我认为,我们完全相信,现在我们看到的使用生成式 AI 的所有那些场景、所有那些用例 — 图像生成、视频、文本、聊天机器人、个人助理等,在某个时候,这些场景/用例都将在边缘运行。主要是因为人们希望在边缘运行那些场景/用例。

例如,人们希望在本地编辑文档;与您自己的个人助理进行对话,而不必向云端发送请求,从而保留一点隐私。同时,您还希望更快完成任务;与在云端相比,在边缘通常可以更快完成任务。这就是 OpenVINO 将发挥重要作用的地方,因为我们将尝试在常规笔记本电脑上完成这些工作。

最初,笔记本电脑的性能不足以满足需求。很明显,在进行优化与实现的性能之间要做出一定的取舍。但最终,用户的期望值会非常高,以至笔记本电脑必须满足这种需求。

Raymond Lo:如 Yury 所说,由于变化日新月异,当前完成某种建模会非常困难。但有些事情我始终可以确信:任何时候都有成功的技术,始终会有采用曲线,对吧?这称为必然会发生的趋势。“必然会发生”意味着每个人都了解它是什么。这个 2023 版 OpenVINO,我们的下载量达到 100 万次。这是一个非常重要的数字。它表示市场正在采用这个版本,而不是某个值得拥有、但却无人再次下载的版本。

我敢说,在今后一年内,我们将拥有更先进的 AI。 

庆祝 OpenVINO 发布五周年和推出最新版本有什么重要意义?

Yury Gorbachev:我们会在这个版本中继续改进性能。我们正致力于开发生成式 AI,我们正努力改进生成式 AI 在多个平台上的性能。但最令人瞩目的是,我们将开始在 GPU 上支持动态形状。我们完成了大量工作,以便在 GPU(包括集成 GPU 和独立 GPU)上运行大量文本处理场景。我们正考虑聊天之类的功能,我认为,它们甚至会在集成 GPU 上运行。在改进性能等方面,还有一些工作有待我们完成。但总体而言,以前根本无法完成的工作,现在将成为可能。

第二个要点:我们正在逐步简化我们的量化和模型优化体验。我们正在开发一个可以完成所有工作的工具,它通过 Python API 来实现这一目标,因为该 API 更适合数据科学人员使用。我可能会稍微提及一项功能,即在目前的预览版中,我们将开始支持 PyTorch 模型,开始直接转换 PyTorch 模型。它尚不能投入生产环境,但相关团队对于推出该功能感到非常兴奋。

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有关 AI 开发的详细信息,请收听利用 OpenVINO 帮助开发人员快速成功地开发 AI 并阅读开发工具嵌入 AI 以应用于各行各业。有关最新版本的 OpenVINO 的详细信息,请访问 https://openvino.ai/。有关英特尔的最新创新,请在 TwitterLinkedIn 上关注他们。

 

本文由文案编辑 Erin Noble 编辑

智能课堂解决方案帮助改善学习成果

世界各地的学校都在想方设法提高学生参与度,改进教学质量并改善学习成果。智能课堂(联网数字设备套件、协作工具和学习软件)是实现这些目标的强大工具。

但尽管其十分有效,智能课堂技术实施起来仍面临挑战。硬件设计和制造商 Elitegroup Computer Systems 营销经理 Amanda Lin 表示:“对许多学校来说,现有的数字学习系统不但价格极其昂贵,而且异常复杂,意味着教师需要花费大量精力才能掌握这种技术。在互联网连接能力有限的区域,维持运行此类解决方案所需的稳定网络也非常困难。”

但新一轮的智能课堂技术可以帮助克服这些障碍。搭载高性能、低功耗处理器并采用基于边缘的设计原则,简单、经济高效的智能课堂套件可在几乎任何环境中实现数字学习的优势。

运行中的智能课堂解决方案

Elitegroup 在肯尼亚的部署就是一个范例。

肯尼亚政府正在推进一项数字素养计划,旨在为全国的每所公立小学部署信息和通信技术 (ICT)。这是一个浩大的工程,但由于肯尼亚的许多学校都位于乡村地区,网络连接能力有限且缺乏 IT 资源,这让情况变得更加复杂。

肯尼亚之所以选择 Elitegroup 作为技术合作伙伴,帮助对大量学校的课堂进行数字化改造,部分是由于该公司的 ECS 智能课堂套件提供了无论是否具有互联网连接均可运行的一站式解决方案。

Elitegroup 解决方案的核心为一台称为“内容管理接入点”(CMAP) 的硬件设备,该设备将充当无线接入点和文件服务器,用于存储教学内容并连接课堂的数字设备。由于能够联网多达 50 台设备,CMAP 可用于共享无线互联网连接,或在连接不可用时设置本地课堂内联网(视频 1)。

视频 1。智能课堂解决方案实现了交互式学习体验,改进了课堂管理。(资料来源:COE GP

通过与肯尼亚政府和当地合作伙伴合作,Elitegroup 帮助为 13,500 个课堂装配了智能课堂技术,培训了 30,000 位教师,并使 695,000 名学生从中受益。在项目的主要实施阶段,Elitegroup 及其合作伙伴平均每周设置 500 个课堂。

这显然是团队努力的结果,但该套件的技术堆栈 — 旨在启用即插即用设置并提供稳定、顺畅的课堂网络 — 也帮助简化了实施工作。Lin 认为,Elitegroup 与英特尔的技术合作是使该套件非常便于用户使用的一个重要因素:“英特尔处理器和 Wi-Fi 模块提供了经济高效的计算能力和稳定连接。CMAP 中的英特尔 CPU 提供了高效、低功耗处理能力,可满足整个学校的日常教学需求。”

弥合数字与经济鸿沟

低成本、易于部署的智能课堂套件最明显的优势是促进教学。学生可熟练掌握所需技术,在 21 世纪的全球化经济中展开竞争。教师可利用富于吸引力的教学软件和数字课堂管理工具帮助改进课程质量。在任何学校教育体系中,这些都算是重要的成果。在发展中国家,它们的影响尤其深远,因为它们帮助弥合了当地学生与发达经济体中的同龄人之间的数字鸿沟。

但是,智能课堂给社区带来的社会经济效益也远远超出了教育层面。例如,在肯尼亚部署中,Elitegroup 与其技术合作伙伴和其他利益相关方合作,在肯尼亚莫伊大学设立了本地硬件装配厂以及一家服务呼叫中心。

Lin 说:“智能课堂技术为建立真正的变革式合作伙伴关系创造了机会。我们在肯尼亚的目标不仅是在技术培训方面与教师和学生进行密切合作,而且还旨在帮助当地经济体增加业务并提供就业机会。”

智能课堂解决方案与教育的未来

未来,预计会有更多的学校系统 — 而不仅仅是在新兴市场 — 开始利用一体式智能课堂套件带来的机会。尽管在偏远和服务水平低下的地区,采用这种技术具有巨大的优势,但它在旧金山、伦敦和东京也同样具有吸引力。经济高效、易于管理的智能教学功能 — 由丰富的教学软件生态系统提供支持 — 应引起关注预算、学生参与度和教育工作者赋权的教师及管理人员的关注。

长期来看,随着教师利用技术进步来提供更优质的教学体验,智能课堂的潜力会进一步增强。Lin 说:“我们已经在考虑如何通过整合 AI 功能并支持混合学习来增强智能课堂解决方案。未来,AR/VR 技术和 5G 连接的广泛应用将催生新的智能学习功能。”

对学校、家长和学生来说,这是一种 A+ 技术趋势,因为智能课堂将有助于使所有人都能够承担并接受优质教育。

 

insight.tech 的副主编 Georganne Benesch 编辑。

虚拟化:视频分析的未来

摄像头在现代生活中随处可见 — 我们谈论的不仅仅是自拍。它们在安全、制造和交通监管等领域无处不在。大量的摄像头带来了大量数据:要收集的数据、要访问的数据以及要分析的数据,因为对于企业来说,能够提取其价值变得越来越重要。但是在收集数据之后和进行分析之前,必须先将其存储起来。而事实证明,这可能是一个真正的问题。

虚拟化可能是这个问题的解决方案,系统集成商正迅速认识到这一点,视频存储解决方案提供商 BCD业务发展总监 Darren Giacomini 如此表示。这里,他讨论了这种向虚拟化的过渡,以及虚拟化可以为企业和公众带来的好处 — 从防范网络犯罪,到寻找空停车位(视频 1)

视频 1. BCD 的 Darren Giacomini 讨论了为什么企业应该开始转向虚拟化。(资料来源:insight.tech

我们从视频摄像头系统中获益的方式有哪些趋势?

视频摄像头系统和分析正在变得异常强大。摄像头可以提取大量分析性数据和元数据进行分析,我们看到摄像头有许多应用,特别是在位于网络边缘的物联网设备上。人们正在整合分析功能来执行一些任务,例如制造业中的对象计数,但也开始使用摄像头在智慧城市设置边缘物联网设备,例如监视停车位和停车场来确定空位。现在你可以打开智能手机查找停车位,而不是无休止地开车寻找。

企业在摄像头系统方面面临哪些挑战?

你会看到这样一种趋势,人们开始延长保留期,也就是保留全帧速率视频的时间。在一些惩教设施中,他们希望将视频保存两年,因为其具有证据价值。

当开始谈到将高质量视频保存那么长时间时,会涉及巨大的存储容量 — PB 级的存储。智慧城市可能遍布数千个摄像头,存储所有这些摄像头的所有数据不仅成本高昂,而且难以妥善维护。

所以在转向 5G 网络和边缘物联网设备的过程中,经常会看到人们试图将决策推给边缘来确定视频中重要和不重要的部分。一个鲜为人知的事实是,在大多数情况下,可能只有 5% 到 10% 的录像视频被使用过。其余的视频只是被存储起来。

例如,可以对两年的数据进行搜索:我希望找出在这个时间段内任何一天朝这个方向行驶的所有白色卡车。你可以根据分析结果提取回相应视频并查看。但是在 5G 边缘执行此操作的理念是,如果可以确定哪些视频重要,哪些不重要,那么就不必存储其他视频了。我认为,在我们尝试缩减当前所看到的海量数据和资源时,分析将发挥巨大的作用。

我认为整个方法将会改变。目前的想法是:将所有内容保存两年。多年来,我们看到人们对规则有了一些改变。所有内容必须以每秒 30 或 60 帧保存,保存时间可能为 6 个月。然后帧率降到 15 帧。但我们不能将帧率降到具有市政法院证据价值所需的阈值以下,否则无法确定视频中的内容。

为什么数据存储对于视频领域的企业来说是一个问题?

标准的生产服务器通常更迎合 IT 环境。在 IT 世界中,许多数据存储在存储库或数据中心,数据向外传送给少数在指定时间请求访问的个人。

但是在实体安全领域,例如,成百上千个摄像头和物联网设备同时向内部传输数据。我们在 BCD 的工作就是专门重新设计和重新实施这些特定设备,确保它们针对特定类型的应用进行了优化。

虚拟化在缓解存储拥塞方面起到了什么作用?

是对资源的利用。在典型的实体安全环境中,将有位于边缘的摄像头,或者传回数据的物联网设备或传感器。还将有一个网络基础设施,无论是无线的还是有线的,用来将数据传回到一个集中或分散的录制点,将数据存储起来。在某些情况下,后面可能还有第二层存储。

有人会实际观看摄像头,他们需要看到特定事件。例如发生了一场车祸;你需要实时调取相应视频并真正看到发生了什么。这需要获取数据,并直接从摄像头将数据传输到工作站,或通过服务器将数据重定向到工作站。这一切都利用了资源。

但其中最重要的部分是视频的存储位置。服务器的资源有限:CPU、内存、网络资源。使用裸机服务器而不进行虚拟化时,在分配给服务器的 CPU 内核中,可能有 40% 或 45% 的 CPU 周期未得到利用。这与服务器本身的能力无关;可能与在 Windows 2019 服务器上运行有关,或者诸如此类的原因,并且只能加载一个软件应用程序实例。

虚拟化允许向裸机服务器添加一个抽象层,例如 VMware、ESXI、Hyper-V 或 Nutanix,来作为归档器。你可以将目录服务器或访问控制虚拟化成一个可以存储在公共共享点的平面文件结构。然后就能够在该机器上创建多个应用程序实例。这样,与其在服务器上运行一个 Windows 2019 实例,不如运行五个实例并分配资源。然后,可以利用传统上不会被用到的 CPU 和内存,从你购买的资源中获得更多生产力。

自然而然,你会认为对于 BCD 这样销售高性能服务器的公司来说,不希望这种情况发生,但这无论如何都会发生。虚拟化在 IT 领域已经存在很长时间了;这个事实是无法改变的。你必须接受这样一个事实,即人们希望用更少的资源做更多的事情。

企业如何成功地转向虚拟化?

这与从模拟到数字或 IP 的转变非常相似。我认为会有很多同样的阵痛期,那些已经习惯于某种特定技能的人将不得不调整他们的方法。但是如果不调整方法,你会真正感受到钱包的压力。

因为事实是,如果你报价使用 8 台服务器,而我只用 3 台服务器就能做同样的事,那么我在竞标中会胜过你,即使我们的报价很接近,甚至我的报价还高一点。当我回到负责做出财务决策的人那里时,我会告诉他们,“看一看运行 8 台服务器和运行 3 台服务器的总拥有成本。这会更高效,占用更少的数据中心空间,消耗更少的电力来保持冷却。”所有这些因素都会发挥作用。

我认为会有一些困难,但不会像从模拟到数字或 IP 的转变那样艰难。现在每个人都习惯了使用 Windows 和服务器。只是下一步要学习的是,你不再操作服务器,而是进入一个代表服务器的网页,也就是你将要使用的虚拟机。这将是一个教育经历,人们可能必须派员工接受一些培训才能快速适应。

您有使用案例可以分享吗?

东海岸有一个城市,它的整个市政机构都在我们的 Revolv 平台上运行,这是一个基于虚拟化的混合超融合方法,具有高可用性。它真正减少了在凌晨 2:00 或 3:00 叫人起来解决服务器断电问题的次数,因为它会自动执行恢复功能。而且占用空间也小得多,只需 4 或 5 台服务器即可在虚拟化环境中运行所有内容,而不是 20 或 25 台。

英特尔技术在目标实现过程中发挥了什么作用?

BCD 的一个独特之处在于,我们不仅构建服务器;我们真正提供整体的、端到端的解决方案集。这在我们所追求的虚拟化中起到了一定作用。这也是与英特尔合作的意义所在。英特尔在提供资源方面一直做得很好,例如这些并不便宜的 100 千兆位网卡以及其他资源,我们需要进行分析和类似的操作来帮助挑战极限。

除了实体方面,您认为虚拟化还向哪些方面发展?

这实际上是更高效利用资源的问题。此外,当谈到虚拟化时,实际指的是创建恢复点和快照的能力。我们与另一家名为 Tiger Technology 的公司合作,在我看来,这家公司在研究下一代混合云存储方面做得非常出色。这意味着在本地将能够进入 Windows 内部的 NTFS 或实际文件结构,使其成为平台的扩展。因此,在任何给定时间都可以进行备份,或者采用多个备份实例并推送到云端进行恢复。这种类型的工作在裸机环境中是无法进行的。

如果可以拍摄快照并创建快照存储库,那么当出现问题时…灾难恢复计划是什么?如果受到攻击,业务连续性计划是什么?事实上,每个人都会受到攻击。不管你多么小心,总会有零日实例在某个时刻攻击你。

目前主要是勒索软件。当你处于虚拟化环境并且定期创建快照时,你就可以说,“这是可以接受的损失。将快照回滚一周。我们宁愿承担一周的损失,也不会付钱。”

关于这个话题,还有什么我们应该知道的吗?

归根结底,如果你是一个集成商,并且在实体安全市场有业务,那么你就不能忽视虚拟化即将到来的事实。我预测,在接下来的三到五年,虚拟化将成为大部分市场的主流。你要么加入其中,要么会发现自己处于非常难以参与市场竞争的境地。

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本文由文案编辑 Erin Noble 编辑