Exploiter l'informatique de périphérie pour l'IoT, l'IA et les technologies émergentes

L'IoT, l'apprentissage automatique, l'intelligence artificielle, la 5G, la réalité augmentée et la réalité virtuelle bénéficient tous d'une puissance de calcul de périphérie accrue.

La périphérie (edge) est bien plus qu'une simple collection d'appareils ou de capteurs connectés. Alors que les appareils et capteurs intelligents génèrent d'énormes quantités de données, les entreprises doivent prendre des décisions technologiques pour en tirer le maximum de valeur. L'analyse se fait-elle sur l'appareil, en périphérie, dans le cloud ou dans un centre de données ? Les données sont-elles conservées pour des raisons réglementaires ou pour identifier la cause racine des problèmes ? Les nouveaux services comme la 5G joueront-ils un rôle ?

Ces questions préoccupent de nombreuses entreprises aujourd'hui. Pour aider à identifier les stratégies clés et à naviguer parmi les différentes approches de l'informatique de périphérie et de l'Internet des objets (IoT), nous nous sommes récemment entretenus avec Krish Iyer, responsable de la stratégie pour l'Edge et l'ICV, et Calvin Smith, CTO des solutions technologiques émergentes ; tous deux au sein du Bureau du CTO mondial de Dell Technologies.

Nous avons exploré le rôle des technologies émergentes, l'importance cruciale de l'edge et de l'IoT aujourd'hui, les facteurs à considérer pour décider où traiter les données, les considérations de calcul pour l'edge, et ce que l'avenir réserve. Voici un résumé de notre conversation.

Technologies émergentes

RTInsights : Quelles sont les technologies émergentes d'aujourd'hui ?

Iyer : Nous observons un point d'inflexion du marché pour plusieurs nouvelles technologies. L'edge est clairement un leader, aux côtés de l'IoT, de l'IA [intelligence artificielle] et du ML [apprentissage automatique]. Ces technologies représentent un marché qui commence à gagner une traction considérable. Surtout, c'est une traction où de nombreux clients commencent à voir l'edge comme une extension de leur cloud, et à considérer l'edge comme un moyen de distribuer leurs charges de travail qui ne peuvent pas être gérées par certaines de leurs infrastructures cloud. À mon avis, c'est probablement le facteur le plus important qui pousse de nombreuses organisations à envisager l'edge.

Smith : Ce qui est intéressant, c'est cette notion d'intersections. L'edge n'est pas apparu de nulle part. De nombreux cas d'usage précoces de l'IoT deviennent maintenant plus facilement adressables grâce à la combinaison de technologies. Krish a mentionné l'IoT, l'Edge, le ML et l'IA. Il y a aussi la 5G, la réalité augmentée et la réalité virtuelle. Plus largement, à mesure que les coûts du calcul diminuent et que des GPU sont utilisés en périphérie, la capacité technologique augmente en termes d'automatisation exécutable.

C'est tout simplement incroyable la prolifération de différentes technologies exécutées là où les données sont créées, c'est-à-dire en périphérie. En fin de compte, même si ces données d'edge retournent vers un cloud ou un centre de données, une grande partie de l'actionnement en retour vers ces appareils se fera aussi en périphérie. C'est le nouveau centre névralgique. C'est amusant de voir comment les choses vont par cycles. Nous sommes passés de l'avènement du PC et d'un modèle plus décentralisé à une approche de centre de données monolithique, puis à une approche cloud pseudo-monolithique, et maintenant nous revenons à une architecture distribuée. C'est vraiment intéressant de voir comment les choses ont évolué au fil du temps.

Iyer : Oui. Une façon de voir l'Edge est qu'il s'agit d'une combinaison de systèmes hétérogènes. L'edge n'est pas monolithique, il n'est pas homogène, et c'est un ensemble de fonctions différentes. Ces fonctions servent généralement à collecter des données, les traiter et les stocker. Elles doivent aussi transférer des données vers d'autres fonctions ou effectuer des actions basées sur ces données pour permettre d'autres fonctions comme le traitement de données, l'analyse, etc. Ces fonctions peuvent aussi devoir être exécutées dans des environnements difficiles, comme des environnements à haute température ou des terrains accidentés. C'est pourquoi le terme « hétérogène » sera très critique pour l'edge.

Pourquoi tant d'attention sur l'Edge et l'IoT ?

RTInsights : Vous avez effleuré le sujet, mais pourquoi tant d'attention sur l'edge et l'IoT, et pourquoi maintenant ?

Iyer : C'est intéressant. Comme l'a dit Calvin, l'edge n'est pas nouveau. L'edge a toujours existé. Et les systèmes distribués ont toujours existé. Mais nous faisons un nouveau cycle complet. Le marché évolue de telle sorte que certaines fonctions ou applications qui tournaient traditionnellement sur des centres de données centralisés ou l'infrastructure centrale reconnaissent des problèmes. Les entreprises constatent que certaines applications ont des exigences de bande passante ou de latence qui ne sont pas atteignables avec une approche centralisée. Cela nécessite de déplacer ces applications plus près de l'origine des données.

Comme l'a dit Calvin, déplacer le traitement des données plus près de leur création, car les lois de la physique ne permettent pas d'exécuter certaines de ces applications au niveau central. C'est un problème de vitesse de la lumière auquel vous avez affaire. C'est un phénomène naturel qui cause le passage du centre vers la périphérie.

Voir aussi : Centre pour l'informatique de périphérie et la 5G

Décider où traiter les données

RTInsights : Cela amène à la question suivante : quels facteurs les entreprises doivent-elles considérer lorsqu'elles essaient de décider où traiter les données ? En particulier, quelles considérations prendre en compte pour déterminer : est-ce que je traite en périphérie ou pas ?

Iyer : Beaucoup de facteurs sont techniques, mais beaucoup peuvent aussi être liés au business, ainsi qu'aux aspects gouvernementaux et réglementaires. D'un point de vue technique, encore une fois, la vitesse de la lumière est un facteur majeur. Même si les opérateurs cloud promettent qu'ils peuvent traiter les données au centre pour satisfaire cette exigence, le coût pour le faire sera si élevé que les clients diront : « Il n'y a aucun moyen que je puisse payer ces coûts. » Les clients considéreront essentiellement cela comme une évidence. Déplacez le traitement vers la périphérie.

La deuxième chose à considérer est la latence. Pour des cas d'usage comme les véhicules autonomes (ou la RA [réalité augmentée] et la RV [réalité virtuelle]), c'est un fait que quelques millisecondes de décalage font essentiellement la différence entre une conduite sûre et un accident. Pour les applications qui nécessitent des résultats en millisecondes, voire plus rapide, la latence compte. Pour délivrer les résultats requis, le traitement doit se faire en périphérie.

La troisième chose à laquelle je pense est : comment gérez-vous la bande passante ? Le coût d'envoi de ces énormes quantités de données mentionnées par Calvin vers le cloud et retour sera cher et inefficace. Cela va faire grimper les coûts de manière phénoménale, et ce sera un énorme frein pour la plupart des clients.

Un autre facteur important est la sécurité, surtout pour l'edge. Vous pouvez en effet isoler certains problèmes de sécurité potentiels avant que les attaques ne pénètrent dans le centre de données central. De nombreuses organisations peuvent suivre et isoler certaines attaques de sécurité en périphérie et fermer ces systèmes avant que le problème n'atteigne le centre. Vous pouvez en fait faire de la détection précoce de toute intrusion, ou de tout déni de service, etc., directement en périphérie avant qu'il n'atteigne le centre, en coupant les choses avant une attaque sur votre infrastructure centrale.

Ensuite, il y a la capacité à évoluer (scalability). Vous regardez des environnements où vous pouvez ajouter des sites supplémentaires ou des environnements supplémentaires selon vos besoins. S'il s'agit d'une situation saisonnière, ou si vous avez juste besoin d'ajouter plus de fonctionnalités, l'edge offre des niveaux élevés d'évolutivité.

Ce sont quelques-unes des exigences techniques de haut niveau, mais il y a aussi des aspects comme les exigences réglementaires dans le cas d'applications de santé ou de conformité RGPD [Règlement général sur la protection des données]. Dans la plupart des cas, il y a des obligations selon lesquelles les données doivent être collectées sur le lieu [où elles sont générées], et non transmises vers un centre de données central. De nombreuses organisations doivent suivre ces obligations.

Smith : Krish a tout à fait raison. J'ajouterais aussi que ce n'est pas une dichotomie edge versus cloud ou edge versus core. C'est un spectre, un continuum. Nous savons qu'il y aura des charges de travail qui tournent depuis l'edge, d'autres depuis le core ou le cloud. Il s'agit simplement de placer les bonnes charges de travail aux bons endroits ; et de les exécuter au bon moment. La notion il y a dix ans était de collecter et stocker tout, quel qu'en soit le coût. Aujourd'hui, les données restent clés, mais c'est l'analyse qui ajoute la valeur — on a dit que les données sont le nouveau bacon. Les données sont le nouvel or. Les données sont le nouveau pétrole. C'est vrai, mais pas si ce sont des informations statiques qui n'ajoutent aucune valeur. Ce qui est intéressant, c'est quand vous commencez à faire du filtrage très basique et de l'apprentissage automatique en périphérie. Vous n'avez pas à envoyer chaque instance de données d'appareil disant : « Je suis en vie, il fait 22 degrés, il fait encore 22 degrés », vers le centre de données ou le cloud.

Vous n'avez pas à envoyer ce genre de messages sur une base sub-millisecondique. Si vous le faites, cela va devenir très cher très rapidement quand vous regardez le volume pur des appareils dans le monde. Vous voulez être capable d'analyser ces données et d'en donner du sens en périphérie, in situ. Certaines données périssables, éphémères, n'ont de valeur que pour une courte période. Ce que vous voulez vraiment faire, c'est de la détection d'anomalies pour déterminer quelle est l'information importante que nous devons vraiment renvoyer ou conserver. Au centre ou dans le cloud, vous pouvez faire votre analyse plus approfondie, déterminer : cela s'est-il déjà produit ? Cette anomalie se produit-elle sur d'autres parties de la flotte d'actifs que nous avons sur le terrain ? C'est là que la valeur commence à apparaître. Vous avez besoin de toute la pile et d'une vue unique sur l'intégralité de votre jeu de données. L'important est qu'en plus de tous les paramètres clés mentionnés par Krish, il y a aussi des raisons logiques à considérer. Il y a des paramètres pour toute votre architecture distribuée, et vous devez déterminer ce qui a du sens à stocker, transférer, analyser et traiter, où, quand et pourquoi. Il y a une logique différente pour à peu près toute architecture. Tout est hautement contingent du cas d'usage et de l'infrastructure elle-même.

Considérations pour déplacer les données et le calcul vers la périphérie

RTInsights : Dans cette lignée, quels sont les facteurs à considérer pour déplacer les données et le calcul vers la périphérie ?

Iyer : Le problème de la vitesse de la lumière, les coûts et la sécurité sont des facteurs importants. Et nous avons parlé de la bande passante, de la haute disponibilité et de l'évolutivité comme autres facteurs. La capacité à réduire considérablement les données, à faire du traitement de données et de métadonnées en périphérie, et à n'envoyer que les données les plus pertinentes vers le centre sera un autre facteur clé. Tout cela dépend beaucoup du secteur vertical et du cas d'usage.

Par exemple, les opérateurs télécoms et les réseaux de diffusion de contenu (CDN) peuvent avoir des exigences spécifiques pour l'edge. Ils peuvent avoir besoin d'exploiter l'edge pour quelque chose de plus profond que beaucoup d'autres verticales. Ces industries doivent déterminer quel type de services fournir aux utilisateurs dans un emplacement géographique spécifique. Pour ce faire, elles peuvent devoir rassembler le contexte de l'edge géographique et être capables de fournir des services spécifiques pour des localités spécifiques. La situation peut être différente pour, disons, les cas d'usage de technologie opérationnelle qui nécessitent de faire de l'analytique prédictive en périphérie pour les appareils et machines IoT. Encore une fois, tout dépend et se résume aux exigences verticales spécifiques.

Par exemple, côté retail, comment rendre l'expérience utilisateur client vraiment positive ? Comment fournir une expérience RA ou RV fluide, sans mise en tampon ? Comment rendre l'expérience utilisateur globalement positive et interactive, pour que le client puisse prendre des décisions d'achat sur place ? Les fournisseurs de santé auront des exigences complètement différentes pour des applications comme la télémédecine et d'autres applications de diagnostic à distance. Il y a aussi de nombreuses exigences réglementaires qui entrent en jeu pour de tels secteurs. L'edge est si critique ; c'est quelque chose qui doit fonctionner.

Smith : Nous devons aussi élargir les horizons sur ce que nous utilisons pour définir l'edge. Dans un contexte industriel, un edge peut être l'usine elle-même, et l'edge peut être cette voiture que nous avons décrite comme le centre de données mobile du futur. La voiture elle-même est essentiellement l'edge. Cela pourrait être une plateforme pétrolière offshore, toute la plateforme, ou une section de celle-ci. Ce sont plusieurs choses, grandes et petites, et entièrement définies par le cas d'usage et ce que vous tentez de faire. L'informatique de périphérie est la partie intéressante.

Ce qui est aussi intéressant, c'est le facteur de forme en termes de ce que vous utilisez réellement pour le calcul en périphérie — cela varie aussi énormément. Sans être trop centré produit, Dell a des passerelles (qui sont très simplistes comparées aux appliances convergées ou hyper-convergées) qui font de la normalisation de protocole, un peu d'analyse, et peuvent être utilisées pour certaines plateformes IoT et choses de plus petit facteur de forme. Elles ont des objectifs très finis et spécifiques et correspondent à un certain nombre d'appareils.

Côté plus grand facteur de forme, nous avons en fait des solutions appelées centres de données micro modulaires. Nous en avons annoncé un récemment, le Dell EMC Modular Data Center Micro 415, un petit centre de données edge avec alimentation et refroidissement intégrés et fonctionnalités de gestion à distance. Et nous en proposons un autre appelé Dell EMC Modular Data Center Micro 815 — essentiellement une baie complète. Ces solutions sont flexibles et évolutives. Comme leur nom l'indique, elles sont modulaires, et elles s'adaptent pour vous permettre de construire votre centre de données de manière définie par cas d'usage, composable, en périphérie. Nous pouvons littéralement parachuter et déposer des centres de données à votre edge, quel que soit l'environnement.

Pensez-y dans un contexte militaire pour les personnes sur le terrain. Pensez-y pour le toit d'un bâtiment où historiquement vous vouliez faire le traitement dans un sous-sol car il y a un meilleur refroidissement. Eh bien, ces solutions ont le refroidissement intégré. Une partie de l'innovation réside dans le châssis, l'enceinte et la façon dont elle est refroidie et alimentée. Nous entrons dans ces nouveaux mondes où, à tous les points que Krish a faits sur la bande passante, le coût et la latence, il y a aussi différentes contraintes dans ces environnements concernant les vibrations, la poussière, les chocs et les conditions dangereuses. Nous pouvons littéralement déposer des micro centres de données robustes, fermés, avec stockage, calcul et réseau qui peuvent résoudre des problèmes en temps quasi réel en périphérie. C'est le début d'un changement très intéressant dans la façon dont les gens font des affaires.

Avenir de l'Edge et de l'IoT

RTInsights : Que voyez-vous pour l'avenir avec l'edge et l'IoT ?

Iyer : Le besoin accru pour tous les points clés dont nous avons parlé plus tôt va stimuler l'investissement dans l'edge. Les applications vont piloter l'avenir. Tout dépend du type d'applications et des développeurs qui les créent. Les applications deviennent plus intelligentes chaque jour. Pour que l'infrastructure ou les environnements supportent ces applications, ils doivent être plus intelligents aussi. Ils doivent croître à la même vitesse que les applications. Des améliorations se produisent, et l'industrie s'adapte à une approche désagrégée, en n'abordant pas cela avec une infrastructure monolithique, et en étant capable de se dimensionner correctement pour supporter ces applications. Pourtant, nous devons considérer que le rythme de croissance n'est pas toujours là pour supporter les demandes croissantes de certaines de ces applications.

Outre le fait d'être piloté par les applications, l'avenir de l'edge tirera aussi une grande valeur du cloud. Le cloud ne va nulle part. Je pense que le cloud restera un point de contrôle intégral pour l'edge. Le cloud continuera à servir de modèle opérationnel clé, ou d'environnement qui prête essentiellement un grand soutien au traitement, à la gestion et à l'administration des données.

Cela dit, je pense que l'avenir de l'edge sera aussi défini par la façon dont les fournisseurs se réunissent. Une chose que nous avons apprise, c'est qu'il n'y a pas de seule organisation ou fournisseur qui a un monopole sur l'edge. C'est une combinaison de plusieurs acteurs qui doivent se réunir pour fournir des services, de l'hébergement, des opérations, des données, de la sécurité, etc., à une multitude d'autres fournisseurs pour former un écosystème. Cela inclut un écosystème de fournisseurs propriétaires et un écosystème de fournisseurs open source tous se réunissant pour fournir des solutions de bout en bout. Cette coopération est nécessaire du développement d'applications au support d'applications, au support des développeurs, à la sécurité, à la conformité, et plus encore.

Dans l'ensemble, l'infrastructure edge sera horizontale, et les solutions verticales nécessiteront des intégrateurs système pour l'apporter au dernier kilomètre pour des verticales comme la santé, la fabrication et le militaire. Cela va encore nécessiter un écosystème pour se réunir et fournir la fonctionnalité nécessaire.

Smith : Vous avez mentionné le cas d'usage autonome plus tôt. Je pense que c'est vraiment un bon exemple. Les futurologues vont faire des déclarations provocatrices et dire : « Oh, l'edge va manger le monde ! » Je ne sais pas si vous vous souvenez, mais il y a 10 ou 15 ans, tout le monde disait : « Est-ce que le cloud va manger le monde ? » Eh bien, oui, dans une certaine mesure, il l'a fait, mais les centres de données n'ont pas disparu. En même temps, l'edge ne va pas manger le monde non plus. Je veux dire, ça va être grand, et ça grandit déjà, mais le cloud ne va pas disparaître.

Si vous regardez un véhicule autonome, c'est un peu une voiture comme centre de données mobile du futur. J'aime cette analogie parce que les gens la comprennent. La voiture est essentiellement l'edge elle-même, mais il y a d'autres edges auxquels elle peut se connecter. Il peut y avoir des communications véhicule-à-véhicule (V2V). Il peut y avoir des communications véhicule-à-station de base ou autre infrastructure (V2X) où vous vous connectez à un service cellulaire LTE, ou dans le futur, ou dans certains métros actuellement, un service 5G. Ensuite, généralement, il y a presque définitivement une connectivité cloud pour des choses comme la gestion de flotte et l'interconnexion de toutes ces voitures.

Encore une fois, ce n'est pas rentable d'envoyer toutes les données de chaque véhicule vers le cloud, et ce n'est pas assez rapide pour les fonctionnalités liées à la sécurité si vous regardez des choses comme le déploiement intelligent d'airbag, qui devient de plus en plus intelligent basé sur le poids et différents paramètres du passager. Ou la reconnaissance d'objets pour une multitude de caméras qui doivent permettre un véhicule autonome, ou semi-autonome, ou des systèmes ADAS [systèmes avancés d'aide à la conduite]. Tout cela place des contraintes et des limitations. Fondamentalement, vous devez exécuter une partie de cela localement, mais vous pourriez aussi vouloir creuser plus profondément dans les données dans le cloud ou le core pour obtenir des insights sur les anomalies, et cette information va influencer d'autres voitures.

Par exemple, supposons que je veuille prédire un dysfonctionnement d'airbag ou quelque chose qui va finir par être un rappel de garantie. Toutes ces informations importantes doivent remonter vers le cloud, mais encore une fois vous n'avez pas à envoyer toutes les données statiques — juste les données d'anomalie ou de reconnaissance d'erreur. Ensuite, il y a une valeur tremende quand vous analysez ces données à travers plusieurs voitures. Comme vous l'avez mentionné plus tôt Krish, une voiture autonome est juste une façon sympa de penser à tout relier, mais ce n'est pas le seul exemple. Il y a de multiples industries où vous commencez à comprendre l'harmonie et la logique pour placer les charges de travail dans différentes zones à travers edge, core et cloud. C'est une période excitante. Si nous pouvons faire cette même interview dans un an, et puis dans dix ans, j'aimerais me retrouver et voir si notre prophétie de prolifération de l'edge est exacte.