O que é a computação edge?
A computação edge é uma estrutura de computação distribuída que permite que os dispositivos IoT processem e atuem rapidamente sobre os dados no edge da rede.
Explicação da computação edge na cloud
A computação edge permite que dispositivos em locais remotos processem dados na "periferia" da rede, seja pelo dispositivo ou por um servidor local. Quando os dados precisam de ser processados no datacenter central, apenas os dados mais importantes são transmitidos, minimizando assim a latência.
Porque é que as empresas utilizam a computação edge?
As empresas utilizam a computação edge para melhorar os tempos de resposta dos seus dispositivos remotos e para obter informações mais ricas e atempadas dos dados dos dispositivos. A computação edge torna possível a computação em tempo real em locais onde normalmente não seria viável e reduz o estrangulamento nas redes e datacenters que suportam os dispositivos edge.
Sem a computação edge, o enorme volume de dados gerados pelos dispositivos edge sobrecarregaria a maioria das redes comerciais atuais, dificultando todas as operações numa rede afetada. Os custos de TI poderiam disparar. Os clientes insatisfeitos poderiam optar por outro fornecedor. Equipamentos valiosos poderiam ser danificados ou simplesmente tornar-se menos produtivos. No entanto, mais importante ainda, é que a segurança dos trabalhadores poderia ser comprometida em setores que dependem de sensores inteligentes para os manter seguros.
Como é que a computação edge funciona?
Para tornar possível a funcionalidade em tempo real para aplicações inteligentes e sensores IoT, a computação edge resolve três desafios interligados:
- Ligar um dispositivo a uma rede a partir de uma localização remota.
- Processamento lento de dados devido a limitações da rede ou da computação.
- Dispositivos edge que causam problemas de largura de banda da rede.
Os avanços nas tecnologias de rede, como o 5G sem fios, tornaram possível resolver estes desafios a uma escala global e comercial. As redes 5G podem processar grandes quantidades de dados - de e para dispositivos e datacenters - quase em tempo real. (Existe até uma rede sem fios que utiliza criptomoedas para incentivar os utilizadores a alargar a cobertura a áreas de difícil acesso.)
Mas os avanços na tecnologia sem fios são apenas parte da solução para que a computação edge funcione em escala. Selecionar os dados a incluir e excluir nos fluxos de dados nas redes também é fundamental para reduzir a latência e fornecer resultados em tempo real.
Um exemplo de computação edge:
Uma câmara de segurança num armazém remoto utiliza a IA para identificar atividades suspeitas e envia apenas esses dados específicos para o datacenter principal para processamento imediato. Assim, em vez de a câmara sobrecarregar a rede 24 horas por dia com a transmissão constante de todas as suas filmagens, envia apenas clips de vídeo relevantes. Isto liberta a largura de banda da rede da empresa e os recursos de processamento informático para outras utilizações.
Casos de utilização e exemplos de computação edge
Mais casos de utilização de computação edge na cloud:
- Uma loja de retalho a 1600 km do datacenter principal da empresa utiliza dispositivos de ponto de venda sem fios para processar pagamentos de forma instantânea.
- Uma plataforma petrolífera no meio do oceano utiliza sensores IoT e IA para detetar rapidamente avarias no equipamento antes que estas se agravem.
- Um sistema de irrigação num campo agrícola remoto ajusta a quantidade de água que utiliza em tempo real, detetando os níveis de humidade do solo.
Porque é que a computação edge é importante?
Desde a segurança no local de trabalho até à segurança e produtividade, os benefícios da computação edge são vastos:
Cloud pública
Operações mais eficientes. A computação edge ajuda as empresas a otimizarem as suas operações diárias, processando rapidamente grandes volumes de dados nos locais ou perto dos locais onde esses dados são recolhidos. Esta solução é mais eficiente do que enviar todos os dados recolhidos para uma cloud centralizada ou para um datacenter principal a vários fusos horários de distância, o que causaria atrasos excessivos na rede e problemas de desempenho.
Cloud privada
Tempos de resposta mais rápidos. A computação edge contorna as localizações centralizadas da cloud e do datacenter para permitir que as empresas processem os dados de forma mais rápida e fiável, em tempo real ou quase em tempo real. Considere a latência dos dados, os estrangulamentos da rede e a diminuição da qualidade dos dados que podem surgir ao tentar enviar informações de milhares de sensores, câmaras ou outros dispositivos inteligentes para um escritório central de uma só vez. Em vez disso, a computação edge permite que os dispositivos no edge de uma rede ou perto dele alertem instantaneamente o pessoal e o equipamento chave para falhas mecânicas, ameaças à segurança e outros incidentes críticos, para que possam ser tomadas medidas rápidas.
Cloud híbrida
Maior produtividade dos colaboradores. A computação edge permite que as empresas forneçam mais rapidamente os dados de que os trabalhadores precisam para concluir as suas tarefas da forma mais eficiente possível. Em locais de trabalho inteligentes que tiram partido da automação e da manutenção preditiva, a computação edge mantém o equipamento de que os trabalhadores necessitam a funcionar sem problemas, sem interrupções ou erros facilmente evitáveis.
Cloud pública
Maior segurança no local de trabalho. Em ambientes de trabalho onde o equipamento defeituoso ou as alterações às condições de trabalho podem causar lesões ou situações mais graves, os sensores IoT e a computação edge podem ajudar a manter as pessoas seguras. Por exemplo, em plataformas petrolíferas offshore, oleodutos e outros casos de utilização industrial remota, a manutenção preditiva e os dados em tempo real analisados no local do equipamento ou perto dele podem ajudar a aumentar a segurança dos trabalhadores e a minimizar os impactos ambientais.
Cloud privada
Funcionalidade em locais distantes. O computação edge facilita a utilização de dados recolhidos em locais remotos onde a conectividade à Internet é intermitente ou a largura de banda da rede é limitada - por exemplo, a bordo de um navio de pesca no Mar de Bering ou numa vinha no interior da Itália. Os dados operacionais, como a qualidade da água ou do solo, podem ser constantemente monitorizados por sensores e alvo de medidas quando necessário. Assim que a conectividade à Internet estiver disponível, os dados relevantes podem ser transmitidos para um datacenter central para processamento e análise.
Cloud híbrida
Segurança reforçada. Para as empresas, o risco de segurança de adicionar milhares de sensores e dispositivos ligados à Internet à respetiva rede é uma preocupação real. A computação edge ajuda a mitigar este risco, permitindo às empresas processar dados localmente e armazená-los offline. Isto diminui os dados transmitidos através da rede e ajuda as empresas a serem menos vulneráveis a ameaças à segurança.
Cloud pública
Soberania dos dados. Ao recolher, processar, armazenar e usar dados de clientes, as organizações deverão cumprir os regulamentos de privacidade de dados do país ou região onde esses dados são recolhidos ou armazenados - por exemplo, o Regulamento Geral de Proteção de Dados (GDPR) da União Europeia. Mover os dados para a cloud ou para um datacenter principal entre várias fronteiras nacionais pode dificultar o cumprimento dos regulamentos em matéria de soberania de dados, mas com a computação edge, as empresas podem garantir que estão a cumprir as diretrizes de soberania de dados locais, ao processar e armazenar os dados perto do local onde foram recolhidos.
Cloud privada
Redução dos custos de TI. Com o computação edge, as empresas podem otimizar as suas despesas de TI ao processar os dados localmente e não na cloud. Para além de minimizar os custos de processamento e armazenamento na cloud das empresas, o computação edge diminui os custos de transmissão, eliminando dados desnecessários no local ou perto do local onde são recolhidos.
Cloud híbrida
Hardware e redes de computação edge
Na computação edge, grande parte do poder de processamento está fisicamente localizado no local ou perto do local onde os dados são recolhidos. O hardware de computação edge é frequentemente constituído por estes componentes físicos:
Cloud pública
Os dispositivos edge incluem câmaras inteligentes, termómetros, robôs, drones, sensores de vibração e outros dispositivos IoT. Embora alguns dispositivos tenham capacidades incorporadas de computação, memória e armazenamento, nem todos têm.
Cloud privada
Processadores são as CPUs, GPUs e memória associada que alimentam os sistemas de computação edge. Por exemplo, quanto mais capacidade de CPU um sistema de computação edge tiver, mais depressa poderá executar tarefas e mais cargas de trabalho conseguirá suportar.
Cloud híbrida
Cluster/servidores são grupos de servidores que processam dados num local periférico, como numa fábrica ou numa zona de pesca comercial. Os clusters/servidores edge são frequentemente responsáveis por executar aplicações empresariais, cargas de trabalho empresariais e serviços partilhados de uma organização.
Cloud pública
Gateways são clusters/servidores edge que executam funções de rede essenciais, como permitir a conectividade sem fios, fornecer proteção de firewall e processar e transmitir dados de dispositivos edge.
Cloud privada
Routers são dispositivos edge que conectam redes. Por exemplo, um router no edge pode ser utilizado para ligar as LANs de uma empresa a uma WAN ou à Internet.
Cloud híbrida
Os switches, também apelidados de nós de acesso, conectam vários dispositivos para criar uma rede.
Cloud pública
Nó é um termo abrangente usado para descrever os dispositivos edge, servidores e gateways que permitem a computação edge.
Cloud privada
Cloud híbrida
Quais são algumas das caraterísticas do hardware de computação edge?
O hardware de computação edge tem de ser durável e fiável. Muitas vezes, esse equipamento deve ser capaz de suportar condições climáticas, ambientais e mecânicas extremas. Em particular, deverá frequentemente:
Cloud pública
Sem ventoinha nem ventilação. Dado que a fiabilidade é fundamental, especialmente nas indústrias em que o mau funcionamento do equipamento pode interromper a produção e colocar os trabalhadores em perigo, o hardware edge deverá estar protegido contra poeira, sujidade, humidade e outras matérias que o possam danificar.
Cloud privada
Resistente à temperatura. O hardware de edge é frequentemente colocado no exterior em climas gélidos, tórridos e húmidos. Por vezes, é mesmo colocado debaixo de água. Ser capaz de suportar temperaturas abaixo de zero e perto do ponto de fervedura é um imperativo na maioria dos casos.
Cloud híbrida
Imune a movimentos bruscos. O hardware tem de ser capaz de resistir a vibrações e choques de máquinas ou dos elementos naturais. É essencial construir estes componentes sem ventoinhas, cabos e outras peças internas que possam facilmente soltar-se ou partir-se.
Cloud pública
Fator de forma reduzido. No caso dos computadores edge, a compacidade é o denominador comum. Muitas vezes, têm de caber em locais apertados. Alguns exemplos incluem câmaras inteligentes colocadas em paredes, prateleiras e tetos e termómetros inteligentes embutidos em caixas de transporte.
Cloud privada
Equipado com amplo armazenamento. Os computadores edge que recolhem grandes quantidades de dados de dispositivos edge podem exigir um armazenamento de dados significativo. Estes dispositivos devem também ser capazes de aceder e transferir rapidamente grandes quantidades de dados.
Cloud híbrida
Compatível com equipamentos novos e legados. Os computadores edge, particularmente os que operam em ambientes de produção ou de fábrica, apresentam normalmente uma variedade de portas de E/S, incluindo USB, COM, Ethernet e portas de uso geral. Isto permite-lhes ligarem-se a equipamento de produção novo e antigo, maquinaria, dispositivos, sensores e alarmes.
Cloud pública
Construído com várias opções de conectividade. Os computadores edge suportam normalmente conectividade com e sem fios. Desta forma, se a ligação à Internet sem fios não for uma opção num local comercial remoto, como uma quinta ou um navio no mar, o computador pode continuar a ligar-se à Internet para transmitir dados.
Cloud privada
Com suporte para vários tipos de entradas de energia. Os computadores de edge suportam frequentemente uma variedade de entradas de energia para acomodar a vasta gama de entradas de energia que podem encontrar em locais remotos. Os dispositivos também exigem recursos de proteção contra picos de corrente, sobretensão e energia para ajudar a evitar danos elétricos.
Cloud híbrida
Protegido contra ciberataques. Os dispositivos edge, que muitas vezes não podem ser geridos pelos administradores de rede de forma tão rigorosa como os seus congéneres no local e na cloud, tendem a ser mais vulneráveis a pessoas mal-intencionadas. Para ajudar a protegê-los contra malware e outros ciberataques, os dispositivos edge devem estar equipados com ferramentas de segurança como firewalls e sistemas de deteção de intrusão baseados na rede.
Cloud pública
Resistente a adulterações. Como os dispositivos de computação edge são frequentemente utilizados em locais distantes onde não podem ser monitorizados de forma consistente, é necessário construí-los de forma a estarem protegidos contra roubo, vandalismo e acesso físico não autorizado.
Cloud privada
Cloud híbrida
Computação na cloud vs. computação edge vs. computação fog
A computação edge e a computação fog são tecnologias de computação intermédias que ajudam a mover os dados recolhidos por dispositivos IoT em locais remotos para a cloud de uma empresa. Vamos explorar a diferença entre a computação edge e a computação fog e a computação na cloud, e como as três funcionam em conjunto:
A computação na cloud permite às empresas armazenar, processar e trabalhar com os seus dados em servidores remotos alojados na Internet. Os fornecedores comerciais de computação na cloud, como o Microsoft Azure , oferecem plataformas de computação digital e coleções de serviços que as empresas podem utilizar para reduzir ou eliminar a sua infraestrutura física de TI e os custos associados. A computação na cloud também permite às organizações fornecer capacidades de trabalho remoto seguro aos seus colaboradores, escalar mais facilmente os seus dados e aplicações e tirar partido da IoT.
A computação edge permite a captura, o processamento e a análise de dados nos pontos mais distantes da rede de uma organização: "a periferia". Isto permite que as organizações e as indústrias trabalhem com dados urgentes em tempo real, por vezes sem sequer precisarem de comunicar com um datacenter principal, enviando frequentemente apenas os dados mais relevantes para o datacenter principal para um processamento mais rápido. Isto evita que os recursos de computação primária, como as redes de cloud, sejam sobrecarregados com dados irrelevantes, o que reduz a latência de toda a rede. Também reduz os custos de rede.
Pense uma plataforma de perfuração de petróleo a operar no meio do oceano. Os sensores que monitorizam informações como a profundidade da perfuração, a pressão à superfície e a taxa de fluxo do fluido podem ajudar a manter a maquinaria da plataforma a funcionar sem problemas e a proteger os trabalhadores e o ambiente. Para o fazer sem abrandar desnecessariamente a rede, os sensores enviam apenas os dados sobre necessidades críticas de manutenção, avarias do equipamento e detalhes de segurança dos trabalhadores através da rede, o que torna possível identificar e reagir a problemas quase em tempo real.
A computação fog permite que os dados sejam temporariamente armazenados e analisados numa camada de computação entre a cloud e o edge para os casos em que não é possível processar dados do edge devido a limitações de computação do equipamento do edge.
A partir do fog, os dados relevantes podem ser enviados para servidores cloud para armazenamento a longo prazo e análise e utilização futuras. Ao não enviar todos os dados do dispositivo edge para um centro de dados central para processamento, a computação fog permite que as empresas reduzam parte da carga nos servidores cloud, o que ajuda a otimizar a eficiência de TI.
Por exemplo, pense numa empresa de gestão de edifícios que utiliza dispositivos inteligentes para automatizar o controlo da temperatura, a ventilação, a iluminação, os aspersores e os alarmes de incêndio e segurança em todos os respetivos edifícios. Em vez de ter estes sensores constantemente a transmitir dados para o seu datacenter principal, a empresa tem um servidor na sala de controlo de cada edifício que gere os problemas imediatos e apenas envia dados agregados para o datacenter principal quando o tráfego de rede e os recursos de computação têm capacidade excedentária. Esta camada de computação fog permite à empresa maximizar a sua eficiência de TI sem sacrificar o desempenho.
É importante notar que a computação edge não depende da computação fog. A computação fog é simplesmente uma opção adicional para ajudar as empresas a ganhar mais velocidade, desempenho e eficiência em determinados cenários de computação edge.
Casos de utilização e exemplos de computação edge
Os dispositivos IoT e a computação edge estão a transformar rapidamente a forma como as indústrias de todo o mundo trabalham com dados. Seguem-se alguns dos casos de utilização mais assinaláveis da computação edge nas empresas:
Computação edge para sucursais. Os dispositivos e sensores inteligentes reduzem o número de recursos necessários para gerir as sucursais de uma empresa. Pense nos controlos HVAC ligados à Internet, os sensores que detetam quando as fotocopiadoras necessitam de reparação, e nas câmaras de segurança. Ao enviar apenas os alertas de dispositivos mais essenciais para o datacenter principal de uma empresa, a computação edge ajuda a evitar o congestionamento dos servidores e o tempo de atraso, aumentando significativamente o tempo de resposta aos problemas das instalações.
Computação edge para a indústria transformadora. Os sensores nos recintos fabris podem ser utilizados para monitorizar o equipamento a fim de detetar problemas de manutenção de rotina e avarias, bem como para manter os trabalhadores em segurança. Além disso, o equipamento inteligente nas fábricas e armazéns pode aumentar a produtividade, reduzir os custos de produção e proporcionar controlo de qualidade. Manter os dados e a análise no recinto fabril, em vez de os enviar para um datacenter centralizado, pode ajudar a evitar atrasos dispendiosos e potencialmente perigosos.
Computação de edge para energia. As empresas de energia e de serviços públicos utilizam sensores IoT e computação edge para aumentar a eficiência, automatizar a rede elétrica, simplificar a manutenção e compensar as falhas na conectividade da rede em locais remotos. As torres de serviços públicos, os parques eólicos, as plataformas petrolíferas e outras fontes de energia remotas podem ser equipados com dispositivos IoT capazes de resistir a condições climatéricas adversas e a outros desafios ambientais. Estes dispositivos podem processar dados na central elétrica, ou perto da mesma, e enviar apenas os dados mais relevantes para o datacenter principal. Nos setores do petróleo e do gás, os sensores IoT e a computação edge fornecem alertas de segurança essenciais em tempo real que notificam o pessoal-chave sobre reparações necessárias e avarias perigosas do equipamento que podem originar explosões ou outras catástrofes.
Computação edge para a agricultura. A computação edge pode ajudar a aumentar a eficiência e a produção agrícola. Os sensores IoT e os drones resistentes a intempéries podem ajudar os agricultores a monitorizar a temperatura e o desempenho do equipamento, a analisar o solo, a luz e outros dados ambientai, a otimizar a quantidade de água e nutrientes utilizados nas culturas e a calendarizar as colheitas de forma mais eficiente. A computação edge torna a utilização da tecnologia IoT mais económica, mesmo em locais remotos onde a conectividade de rede é limitada.
Computação edge para o retalho. Os grandes retalhistas reúnem frequentemente grandes quantidades de dados nas suas lojas individuais. Utilizando a computação edge, os retalhistas podem extrair informações comerciais mais ricas e reagir às mesmas em tempo real. Por exemplo, os retalhistas podem recolher dados sobre o tráfego pedonal dos clientes, acompanhar os números dos pontos de venda e monitorizar o êxito das campanhas promocionais em todas as suas lojas e utilizar estes dados locais para gerir o inventário de forma mais eficaz e tomar decisões comerciais mais rápidas e informadas.
Computação edge para os cuidados de saúde. As utilizações da computação edge no setor da saúde são vastas. Os sensores de temperatura enviados com as vacinas podem ajudar a garantir que estas mantêm a sua integridade ao longo da cadeia de abastecimento. O equipamento médico doméstico, como as máquinas PPCVA inteligentes e os monitores cardíacos, pode recolher dados dos doentes e enviar informações relevantes ao médico e à rede de cuidados de saúde do doente. Os hospitais podem servir melhor os pacientes ao utilizar a tecnologia IoT para monitorizar os sinais vitais dos pacientes e para localizar com maior precisão equipamentos como cadeiras de rodas e macas.
Computação edge para veículos autónomos. A margem de erro nos carros, táxis, carrinhas e camiões autónomos é quase nula. A computação edge permite-lhes responder instantânea e corretamente a sinais de trânsito, condições da estrada, obstáculos, peões e outros veículos em tempo real.
Serviços de computação edge
À medida que a computação edge na cloud tem crescido no sentido de uma adoção generalizada, os tipos de serviços relacionados para apoiar a sua utilização também têm crescido. Os atuais serviços de computação edge vão muito além dos dispositivos e da ligação em rede, incluindo soluções para:
- Executar IA, análises e outras capacidades empresariais em dispositivos IoT.
- Consolidar dados de edge em escala e eliminar silos de dados.
- Implementar, gerir e ajudar a proteger remotamente as cargas de trabalho do edge.
- Otimizar os custos de execução de soluções edge.
- Permitir que os dispositivos reajam mais rapidamente às alterações locais.
- Garantir que os dispositivos funcionam de forma fiável após longos períodos offline.
As soluções mais recentes incluem serviços para ajudar a incorporar a computação edge com tecnologias comuns, como bases de dados, sistemas operativos, cibersegurança, registos de blockchain e gestão de infraestruturas, para citar apenas alguns exemplos.
Exemplos de serviços de computação edge da Microsoft:
Azure IoT Edge
Expanda a inteligência e as análises da cloud para dispositivos edge.
Azure Stack Edge
Traga a computação, o armazenamento e a inteligência do Azure para o edge com dispositivos geridos pelo Azure.
Azure Sphere
Ligue com segurança os dispositivos com tecnologia MCU desde a criação do chip à cloud.
SQL do Azure no Edge
Obtenha informações de dados em tempo real para servidores, gateways e dispositivos IoT.
Azure Data Box
Mova de forma rápida e económica os dados armazenados ou em trânsito para o Azure e para a computação edge.
Gestor de Funções de Rede do Azure
Implemente e faça a gestão de funções de rede 5G e SD-WAN em dispositivos edge.
Windows para IoT
Crie soluções de edge inteligente com ferramentas para programadores, suporte e segurança de nível empresarial.
Avere vFXT for Azure
Execute cargas de trabalho de elevado desempenho baseadas em ficheiros na cloud.
Azure Front Door
Obtenha uma entrega de conteúdos na cloud rápida, fiável e mais segura com a proteção inteligente contra ameaças.
Azure confidential ledger
Armazene metadados não estruturados numa blockchain ao utilizar um serviço gerido pela API REST.
Uma nota sobre os serviços de computação edge de análise e IA
Os serviços de análise e IA para o edge são particularmente valiosos para melhorar a automação, a produtividade, a manutenção e a segurança. Eis apenas um exemplo: A implementação de modelos preditivos em câmaras de fábrica pode ajudar a detetar problemas de controlo de qualidade e segurança. Neste caso, a solução aciona um alerta e processa os dados localmente para executar uma ação imediata ou envia-os para a cloud para análise instantânea antes de tomar medidas.
FAQs
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A computação edge é uma tecnologia de rede que permite que dispositivos em locais remotos processem dados e executem ações em tempo real. Funciona ao minimizar a latência da rede através do processamento da maioria dos dados na "periferia" da rede - como pelo próprio dispositivo ou por um servidor próximo - e enviando apenas os dados mais relevantes para o centro de dados principal para processamento quase instantâneo.
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"Computação edge na cloud" é outra forma de dizer "computação edge" - os dois termos significam a mesma coisa: permitir que dispositivos em locais remotos processem dados e executem ações em tempo real, minimizando a latência da rede.
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A tecnologia de computação edge inclui soluções de rede e hardware para permitir que os dispositivos inteligentes em ambientes remotos ou desafiantes funcionem sem necessitarem de uma ligação completa a uma rede central. As soluções de rede incluem tecnologias como 5G e soluções que ajudam a reduzir a latência, minimizando a quantidade de dados enviados pela rede. Os dispositivos edge comuns incluem câmaras, sensores, servidores, processadores, switches e routers, que se ligam através da rede a um datacenter central. Em muitos casos, os dispositivos edge executam a IA localmente e enviam apenas determinados dados críticos para o datacenter principal para processamento adicional.
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A computação edge é frequentemente utilizada em locais como fábricas, salões de exposição de retalho, contentores de transporte, hospitais, estaleiros de construção, redes de energia, quintas e até mesmo na Estação Espacial Internacional, onde os dispositivos ou sensores precisam de funcionar em tempo real, mas têm apenas conectividade limitada a um datacenter principal. Permite às empresas fazer coisas como utilizar sensores para garantir que a maquinaria está a funcionar de forma segura e eficiente, para detetar quando as prateleiras das lojas estão com pouco stock, para aumentar ou reduzir a irrigação nas quintas com base na humidade do solo e para detetar quando os trabalhadores podem estar em perigo.