Che cos'è l'edge computing?

L'edge computing elabora i dati nella posizione in cui vengono creati, al "perimetro" della rete, anziché inviare tutte le informazioni non strutturate a data center distanti. Il perimetro della rete è costituito da località esterne all'infrastruttura centrale di un'organizzazione: punti vendita al dettaglio, fabbriche, veicoli, uffici remoti e così via. I dispositivi, i computer perimetrali e i server locali gestiscono l'elaborazione in locale, trasmettendo solo i dati essenziali ai sistemi centrali e riducendo notevolmente le richieste di latenza e larghezza di banda.

La tecnologia di edge computing distribuisce la potenza di elaborazione in una rete di dispositivi perimetrali, ovvero sensori intelligenti, dispositivi Internet delle cose (IoT), server locali e gateway, che analizzano i dati nella rispettiva origine. Invece di passare continuamente dati non elaborati ai server centralizzati, questi computer perimetrali eseguono l'elaborazione iniziale, il filtro e l'analisi in locale. Determinano quali informazioni richiedono un intervento immediato, quali devono essere archiviate temporaneamente e quali devono essere trasmesse ai sistemi centrali.

Questa architettura distribuita si basa su dispositivi perimetrali dotati di risorse di calcolo sufficienti per eseguire in modo indipendente applicazioni, modelli di Machine Learning e motori di analisi. Le soluzioni di edge computing moderne possono eseguire algoritmi complessi, prendere decisioni in tempo reale e coordinare i dispositivi, senza una connessione costante al cloud.

Si immagini, ad esempio, una videocamera di sicurezza in un magazzino remoto che usa l'IA per identificare attività sospette. In genere, questa fotocamera trasmette continuamente filmati, con conseguente carico sulla rete 24 ore al giorno. Con l'edge computing, invia solo clip video pertinenti, liberando la larghezza di banda di rete dell'azienda e le risorse di elaborazione di calcolo per altri usi.

Questa trasmissione selettiva dei dati, combinata con le funzionalità di elaborazione in locale, rende l'edge computing particolarmente utile per le organizzazioni che gestiscono numerose posizioni remote o distribuzioni IoT.

La tecnologia di edge computing consente alle organizzazioni di trasformare il modo in cui elaborano, analizzano e intervengono sui dati provenienti da posizioni distribuite. Avvicinare il calcolo alle origini dati migliora i tempi di risposta dei dispositivi e offre informazioni dettagliate più complete e tempestive dai dati del dispositivo.

Tempi di risposta accelerati
L'edge computing ignora le posizioni centralizzate di cloud e data center per consentire alle aziende di elaborare i dati in modo più rapido e affidabile. I sensori di produzione possono rilevare anomalie delle apparecchiature, i sistemi di vendita al dettaglio possono adeguare l'inventario in tempo reale e le videocamere di sicurezza possono informare il personale di potenziali problemi, tutto senza latenza dei dati, riduzione della qualità dei dati o colli di bottiglia di rete che potrebbero compromettere le operazioni o la sicurezza.

Maggiore efficienza operativa
L'elaborazione dei dati in locale riduce notevolmente la congestione della rete. Invece di trasmettere ogni byte ai server centrali, i dispositivi perimetrali filtrano e analizzano le informazioni in loco, inviando upstream solo informazioni dettagliate critiche. Questa trasmissione selettiva mantiene la larghezza di banda per le operazioni essenziali, evitando al tempo stesso i ritardi di rete che si verificano quando migliaia di dispositivi si contendono risorse limitate.

Miglioramento dell'affidabilità nelle posizioni remote
L'edge computing semplifica l'utilizzo dei dati raccolti nei siti remoti in cui la connettività Internet è intermittente o la larghezza di banda della rete è limitata, ad esempio, a bordo di una barca da pesca nel mare di Bering o in un vigneto nella campagna italiana. Quando viene ripristinata la connettività, gli aggiornamenti sincronizzati passano ai sistemi centrali senza interrompere le operazioni locali.

Maggiore sicurezza e conformità
L'edge computing risolve i problemi di sicurezza aziendali elaborando i dati sensibili in locale senza esposizione al cloud, riducendo le superfici di attacco e mantenendo isolate le operazioni per i sistemi critici. Questo approccio localizzato garantisce la conformità ai requisiti di sovranità dei dati, al GDPR e alle normative di settore mantenendo i dati entro limiti geografici specifici. Le organizzazioni possono rafforzare la propria postura di sicurezza rispettando al contempo i requisiti normativi in più giurisdizioni.

Ottimizzazione dei costi
Con l'edge computing, le aziende possono ottimizzare le spese IT elaborando i dati in locale anziché nel cloud. L'elaborazione locale riduce al minimo i requisiti di archiviazione cloud, riduce il consumo di larghezza di banda e abbassa i costi di trasferimento dei dati. L'edge computing riduce inoltre i costi di trasmissione identificando e mettendo da parte i dati non necessari nella posizione in cui vengono raccolti o nelle vicinanze.

Produttività e sicurezza del personale
L'edge computing consente di garantire un'operatività ottimale, senza interruzioni o errori facilmente evitabili. La manutenzione predittiva consente di evitare guasti alle apparecchiature prima che influiscano sulla produzione e l'analisi in tempo reale fornisce informazioni dettagliate direttamente ai dispositivi dei lavoratori. Negli ambienti pericolosi, tra cui piattaforme petrolifere, impianti chimici e cantieri edili, i sensori abilitati per dispositivi perimetrali possono rilevare condizioni pericolose e attivare protocolli di sicurezza.

Il cloud computing consente alle aziende di lavorare con i propri dati su Internet, mentre l'edge computing e il fog computing sono tecnologie di elaborazione intermedie che consentono di spostare i dati raccolti dai dispositivi IoT in posizioni remote nel cloud di un'azienda.

Il cloud computing consente alle aziende di archiviare, elaborare e usare in altro modo i dati nei server remoti ospitati su Internet. Consente alle organizzazioni di offrire funzionalità di lavoro remoto sicure ai dipendenti, ridimensionare più facilmente i dati e le app e sfruttare i vantaggi dell'IoT. I provider di cloud computing commerciali come Microsoft Azure offrono piattaforme di elaborazione digitale e raccolte di servizi che le aziende possono usare per ridurre o eliminare l'infrastruttura IT fisica e i costi associati.

L'edge computing acquisisce, elabora e analizza i dati nelle parti più remote della rete di un'organizzazione: la "rete perimetrale". Ciò consente alle organizzazioni e ai settori di lavorare con dati urgenti in tempo reale, talvolta senza dover nemmeno comunicare con un data center primario e spesso inviando solo i dati più rilevanti al data center primario per un'elaborazione più rapida. In questo modo le risorse di elaborazione primarie, come le reti cloud, non vengono caricate con dati irrilevanti, con conseguente riduzione della latenza per l'intera rete. Riduce anche i costi di rete.

Il fog computing consente di archiviare e analizzare temporaneamente i dati in un livello di calcolo tra il cloud e la rete perimetrale, in genere nei casi in cui non è possibile elaborare i dati perimetrali a causa delle limitazioni di calcolo delle apparecchiature. Da un contesto di questo tipo, i dati pertinenti possono essere inviati ai server cloud per l'archiviazione a lungo termine e l'analisi e l'uso futuri. Non inviando tutti i dati dei dispositivi perimetrali a un data center centrale per l'elaborazione, il fog computing consente alle aziende di ridurre parte del carico sui server cloud, che consente di ottimizzare l'efficienza IT.

Anche se il fog computing e il edge computing potrebbero essere simili, è importante notare che l'edge computing non dipende dal fog computing. Il fog computing è semplicemente un'opzione aggiuntiva per aiutare le aziende a ottenere più velocità, prestazioni ed efficienza in determinati scenari di edge computing.

Filiali
Una società di consulenza globale gestisce 200 uffici satellite in tutto il mondo, ognuno dotato di impianti di climatizzazione intelligenti, sensori di occupazione, videocamere di sicurezza e stampanti connesse.

Invece di sovraccaricare la sede centrale con aggiornamenti costanti dello stato, l'edge computing filtra questi dati in locale e avvisa i responsabili delle strutture solo quando le temperature superano le soglie, le apparecchiature richiedono manutenzione o si verificano eventi imprevisti di sicurezza. Questa creazione di report selettivi riduce il traffico di rete, riducendo al contempo i tempi di risposta agli incidenti da ore a minuti.

Produzione
Un produttore di automobili gestisce linee di montaggio con migliaia di sensori che monitorano vibrazioni, temperatura e prestazioni delle apparecchiature.

Quando un braccio robotico mostra schemi di movimento irregolari, il sistema di edge computing pianifica la manutenzione durante il turno successivo, evitando costosi tempi di inattività non pianificati. Nel frattempo una videocamera per il controllo qualità identifica un difetto e avvisa i lavoratori prima che il prodotto lasci la linea di produzione.

Energia elettrica e servizi pubblici
A centinaia di chilometri al largo, un impianto eolico ha dozzine di turbine, ognuna delle quali genera ogni giorno gigabyte di dati sulle prestazioni.

L'edge computing consente a queste strutture enormi di monitorare e regolare in modo autonomo le angolazioni delle pale per una generazione di energia ottimale e di attivare le modalità di protezione durante le tempeste, senza attendere istruzioni da centri di controllo distanti.

Agricoltura
Un'azienda agricola del Midwest distribuisce sensori di umidità del suolo, stazioni meteorologiche e immagini di droni in migliaia di campi di granturco. Il problema è che la maggior parte dei campi ha connettività discontinua.

I dispositivi perimetrali analizzano questi dati sul campo, regolando automaticamente le pianificazioni di irrigazione in base alle condizioni iperlocali, aiutando i lavoratori a ottimizzare i modelli di impianto e l'applicazione fertilizzante ed elaborando i dati immediatamente durante il raccolto, senza fare affidamento su una copertura cellulare non costante.

Vendita al dettaglio
Un importante rivenditore tiene traccia dei modelli di spostamento dei clienti, dei livelli di inventario e delle velocità di pagamento in 1.500 negozi.

L'edge computing trasforma questi dati in azioni immediate in modo che la segnaletica digitale possa essere aggiornata automaticamente, il personale sappia quando e dove rifornire gli articoli più venduti e i sistemi di completamento della transazione possano aprire nuove casse in caso di tempi di attesa elevati.

Sanità
Una rete ospedaliera imponente gestisce un numero elevatissimo di dispositivi connessi, tra cui pompa per infusione, monitor cardiaci, macchine per la risonanza magnetica e tag di tracciamento delle risorse.

L'edge computing elabora i parametri vitali dei pazienti al loro capezzale, attivando avvisi immediati quando rilevano le irregolarità anziché attendere il trasferimento dei dati da e verso i server centrali. Le spedizioni di vaccini mantengono l'integrità della catena a freddo tramite sensori di temperatura abilitati per dispositivi perimetrali che elaborano le letture in locale e contrassegnano le deviazioni. I reparti di emergenza tengono traccia delle apparecchiature in tempo reale, assicurando che i carrelli delle emergenze e le macchine per raggi X portatili siano sempre facili da trovare nei momenti critici.

Veicoli autonomi
Un'azienda all'avanguardia nel settore dei veicoli a guida autonoma ha difficoltà a gestire i terabyte di dati giornalieri dei sensori generati da fotocamere, lidar, radar e sistemi GPS.

L'edge computing consente di prendere decisioni in frazioni di secondo, ad esempio l'identificazione di pedoni, l'interpretazione dei segnali stradali e la risposta a ostacoli improvvisi. Il computer perimetrale a bordo di un furgone per le consegne elabora i dati visivi all'interno del veicolo in modo che possa distinguere rapidamente tra un sacchetto di plastica che cade sulla strada e un bambino che rincorre una palla.

Con la crescita continua del numero di organizzazioni che adottano la tecnologia di edge computing è emerso un ecosistema di servizi per supportarne la distribuzione, la gestione e l'ottimizzazione. I servizi di edge computing attuali si estendono ben oltre l'infrastruttura di base per offrire funzionalità di livello aziendale che trasformano il modo in cui le aziende operano nelle aree perimetrali.

I servizi di edge computing moderni consentono alle organizzazioni di:

• Distribuire intelligenza artificiale e analisi direttamente nei dispositivi IoT per ottenere informazioni dettagliate immediate.
• Consolidare i dati da migliaia di posizioni perimetrali senza creare silo.
• Gestire e proteggere i carichi di lavoro distribuiti da piattaforme centralizzate.
• Ottimizzare i costi tramite l'allocazione intelligente delle risorse.
• Abilitare il funzionamento autonomo del dispositivo durante le interruzioni della connettività.
• Elaborare i dati di streaming con latenza minima.

I provider leader di settore, ad esempio Azure, offrono piattaforme integrate che semplificano l'adozione dell'edge computing. Microsoft Azure IoT Edge consente alle organizzazioni di eseguire i carichi di lavoro cloud in locale nei dispositivi perimetrali, mentre Azure Stack Edge offre hardware gestito per scenari di intelligenza artificiale e calcolo perimetrali. Questi servizi funzionano con i database, i sistemi operativi e i framework di sicurezza esistenti già usati dalle organizzazioni.

In genere, le organizzazioni combinano più servizi per creare soluzioni perimetrali complete. Un produttore può usare insieme una combinazione di servizi per la gestione dei dispositivi IoT, l'analisi perimetrale e la manutenzione predittiva. Gli operatori sanitari spesso integrano l'edge computing con i servizi di conformità per garantire la sovranità dei dati, rispettando al tempo stesso i requisiti HIPAA.

L'evoluzione verso le reti 5G e le funzionalità avanzate di intelligenza artificiale continua a espandere i servizi di edge computing disponibili, rendendo sempre più accessibili le distribuzioni perimetrali sofisticate alle organizzazioni di tutte le dimensioni.

La tecnologia di edge computing continua a evolversi rapidamente verso una maggiore intelligenza e connettività. I dispositivi stanno iniziando a prendere decisioni più autonome, basate su modelli di intelligenza artificiale che si adattano in tempo reale alle condizioni locali. Questo cambiamento consente di migliorare le prestazioni senza dipendere costantemente dal cloud e consentirà miglioramenti come le factory più intelligenti che anticipano le esigenze di manutenzione o i sistemi urbani che regolano dinamicamente il flusso del traffico.

Allo stesso tempo, le organizzazioni stanno esplorando la comunicazione da dispositivo perimetrale a dispositivo perimetrale. Invece di inviare ogni interazione a un server centrale, i dispositivi possono condividere direttamente informazioni dettagliate, consentendo la collaborazione immediata nell'intera rete di un'organizzazione. Questo modello distribuito riduce la latenza e rafforza la resilienza.

In una prospettiva di più lungo periodo, tecnologie emergenti come il calcolo quantistico potrebbero un giorno estendere le funzionalità dei dispositivi perimetrali per risolvere problemi complessi in locale. Anche se questa visione è ancora distante, la traiettoria è chiara: la rete perimetrale sta diventando più intelligente, più connessa e più critica per il modo in cui le organizzazioni sfruttano i dati.