Edge Computing nedir?

Edge Computing, insanların ve cihazların internete bağlanma şeklini tanımlayacak ve devrim yaratacak teknolojilerden biridir. Bağlı araba, video oyunları, Endüstri 4.0, yapay zeka veya makine öğrenimi gibi endüstrileri ve sektörleri etkileyecektir. Bulut veya Nesnelerin İnterneti gibi diğer teknolojileri şimdi olduğundan daha iyi hale getirecek. Önümüzdeki yıllarda bu terimi sıkça duyacağınız için, Edge Computing’in ne olduğunu, sıradan olmayan terimlerle açıklayacağız.

Edge Computing’in ne olduğunu tam olarak anlamak için önce Cloud (bulut bilişim olarak da bilinir) gibi bazı teknolojilerin nasıl çalıştığını anlamak gerekir. Bilgisayarımız, akıllı telefonumuz veya başka bir cihaz, uzak bir veri merkezinden bilgi depolamak veya almak için İnternet’e her bağlandığında ne olur?

Bulut bilişim nedir?

Bulut hayatımızda o kadar mevcuttur ki, büyük ihtimalle farkında olmadan kullanırsınız. Dropbox gibi bir hizmete her dosya yüklediğinizde, banka uygulamasında hesabınızı kontrol edin, postanıza her eriştiğinizde ve hatta en sevdiğiniz sosyal ağı her kullandığınızda bulutu kullanıyorsunuz. Çok basitleştirecek olursak, bulut kullanmanın uzak bir sunucuda bulunan ve internet sayesinde eriştiğimiz verilerle etkileşime girmekten ibaret olduğunu söyleyebiliriz.

Bunu yaptığımızda, prosedür aşağı yukarı şu şekildedir: cihazınız internete sabit bir ağ veya kablosuz ağ üzerinden bağlanır. Oradan, genellikle Vodafone gibi bir operatör olan internet sağlayıcınız, verileri bir IP adresi veya bir web adresi (örneğin dropbox.com veya gmail.com) kullanarak cihazınızdan hedef sunucuya almaktan sorumludur.

Bulutta işlenene kadar veri yolculuğu

Söz konusu sunucu, verilerinizi işler (göreceğimiz gibi, burada işleme anahtar bir terimdir), bilgiler üzerinde çalışır ve bir yanıt döndürür. Örneğin: Cihazınız üzerinden Gmail’e bağlandığınızda, Google sunucusundan gelen kutunuzun mevcut durumunu size göstermesini istersiniz, isteğinizi işler, yeni postanız olup olmadığını kontrol eder ve gelen kutunuzda gördüğünüz yanıtı döndürür. Veriler bulutta olduğundan, bu kontrolü yaptığınız cihaz önemli değil.

Basit görünse de, bu bilgi “yolculuğu”, doğru yerde düzenlenmiş bir dizi protokol ve öğe gerektiren bir teknoloji harikasıdır. Bununla birlikte, bazı dezavantajları da vardır. Diyelim ki Türkiye’de yaşıyorsunuz ve söz konusu bulut sunucusu San Francisco’da bulunuyor. Her bağlandığınızda, verilerinizin İnternet erişim sağlayıcınızın ve diğer operatörlerin ağı üzerinden dışa doğru yolculuk yapması, hedefin işlemcisinde veri işlenmesini beklemesi ve ardından tur yolculuğunu yapması gerekir.

Sunucuların bu kadar uzakta olması normal olmamasına ek olarak, bugün bulutu kullandığımız birçok şey için bu tamamen normal ve geçerlidir, süreler çok düşüktür (milisaniyelerden bahsediyoruz) ki bunun farkına bile varmıyoruz. Sorun, her geçen milisaniyenin çok önemli olduğu ve sunucunun gecikme ve yanıt süresinin mümkün olduğunca düşük olması gereken belirli kullanım durumlarında ortaya çıkar. Bu yaygın kullanım senaryolarından bazıları, Nesnelerin İnterneti ile ilgilidir.

IoT neden önemlidir?

Nesnelerin İnterneti veya IoT, birbiriyle ve internetle birbirine bağlı binlerce ve binlerce cihaz, makine ve nesneden oluşan sistemdir. Böyle bir miktarla, hem her biri tarafından üretilen veri hacminin hem de sunuculara yapılan bağlantıların sayısının katlanarak artacağını varsaymak mantıklıdır.

Günümüzde nesnelerin internetine düzenli olarak bağlanan nesnelerden bazıları, örneğin ampuller, termostatlar, fabrikalarda üretimi kontrol eden endüstriyel sensörler, akıllı prizler, Alexa ve Google gibi sesli asistanlı sanal hoparlörler. hatta Tesla gibi arabalar.

Mesele şu ki, bu cihazlardan biri buluta her bağlandığında, yukarıda açıkladığımıza benzer bir yolculuktan geçiyor. Şu an için ve çoğu durumda bu yeterli, ancak bazı durumlarda bu yolculuk, bulut basitçe daha yakın olsaydı elde edebileceğimiz hız ve aciliyet için çok uzun.

Başka bir deyişle: hala iyileştirme için çok yerimiz var. Bulutu verilerin üretildiği yere yaklaştırarak elde edilebilecek olasılıklar basitçe hesaplanamaz. Edge Computing tam da bu noktada devreye giriyor.

Edge Computing’in avantajları

Edge Computing’in ne olduğunu anlamak için en iyi tanım şudur: işlem gücünü, verilerin üretildiği yere mümkün olduğunca yakın hale getirmekten oluşur. Başka bir deyişle, bulutu kullanıcıya, ağın en ucuna yaklaştırmaktan ibarettir.

Ağın uç noktasından bahsettiğimizde önemli olan, verileri işleme ve depolama yeteneğini kullanıcılara daha yakın hale getirmemizdir. Bu sayede Edge Computing ile sunucu yeteneklerini sanallaştırabilir ve bu uç cihazlarda işlem gücünün oluşmasını sağlayabiliriz.

Bu, bir bulut sunucusunda daha önce “uzak” olan yetenekleri cihazlara çok daha yakın bir yere taşımayı mümkün kılar. Bu, her şeyi değiştiren bir paradigma kaymasıdır. İşlevler benzerdir, ancak işleme çok daha yakın gerçekleştiği için hız artar, gecikme azalır ve olasılıklar çoğalır. Böylece, her iki dünyanın da en iyisinin tadını çıkarabilirsiniz: bulut tarafından sunulan esneklik, kullanılabilirlik, ölçeklenebilirlik ve verimlilik ile birlikte PC’nizde kalite, güvenlik ve daha düşük işleme gecikmesi.

Edge Computing ve yeni nesil ağlar (5G ve fiber optik)

Edge Computing’in ne olduğunu anlamak söz konusu olduğunda denklemin ikinci kısmı burada devreye giriyor: 5G ve fiber optik. 5G ve Fiber, birçok avantajının yanı sıra çok yüksek gecikme süreleri sunar. Gecikme, bilgilerin sunucuya gitmesi ve size geri dönmesi için geçen süredir, daha önce açıkladığımız gidiş-dönüşte harcanan sürenin toplamıdır.

Şu anda 4G, ortalama 50 milisaniye gecikme süresi sunuyor. 5G ve Fiber ile bu rakam 1 milisaniyeye kadar düşebilir. Başka bir deyişle, sunucuyu yalnızca ihtiyaç duyulan yere, en uç noktaya getirmekle kalmıyor, aynı zamanda bilgilerin sunucuya gidip gelmesi için gereken süreyi de azaltıyoruz.

Bunun sahip olduğu önemli sonuçları daha iyi anlamak için üç farklı senaryoyu ele alacağız: bağlı bir araba, bir fabrikada makine öğrenimi algoritması ve bulutta bir video oyun sistemi.

Uç bilgi işlem ve bağlı araç

Geleceğin bağlantılı arabası, çevreden gerçek zamanlı olarak bilgi alacak bir dizi kamera ve sensör içerecek. Bu bilgiler birçok farklı şekilde kullanılabilir. Örneğin, kırmızı ışık tahmin etmek için akıllı bir şehrin trafik ağına bağlanabilecek. Ayrıca araçları veya olumsuz durumları gerçek zamanlı olarak tanımlayabilecek veya etrafınızdaki diğer araçların göreceli konumlarını her zaman bilebileceksiniz.

Bu yaklaşım, araba ile nasıl dolaşacağımızı değiştirecek ve yol güvenliğini artıracaktır. En buna giden yolda en önemli sorunlardan biri, farklı kameralar ve sensörler tarafından toplanan tüm bu bilgilerin önemli boyutlara sahip olmasıdır. Bağlı bir arabanın yılda yaklaşık 300 TB (saatte yaklaşık 25 GB) veri üreteceği tahmin edilmektedir. Bu bilgilerin işlenmesi gerekiyor, ancak tüm bu miktarda veriyi sunucular ve araba arasında hızlı bir şekilde taşımak uygun değil, işlemenin, verilerin üretildiği yere, ağın ucunda çok daha yakın bir yerde gerçekleşmesine ihtiyacımız var.

Örnek olarak, 50 bağlantılı arabanın dolaştığı ve aynı zamanda tamamen otonom olan geleceğin bir yolunu hayal edelim. Bu, çevredeki araçların hızını ölçen sensörleri, yoldaki trafik işaretlerini veya engelleri tanımlayan kameraları ve bir dizi ek veriyi içerir. Kendileri ile bu bilgiyi kontrol eden sunucu arasındaki iletişimin gerçekleşmesi gereken hız minimum olmalıdır. Verilerin uzak bir bulut sunucusuna seyahat etmesini, işlenmesini ve geri gelmesini karşılayamayacağımız bir senaryo.

Bu olduğunda, bir kaza, trafik koşullarında ani bir değişiklik (örneğin, bir hayvanın yoldan geçmesi) veya başka türden öngörülemeyen bir olay meydana gelmiş olabilir. Araba sensörlerinin ürettiği bilgilerle çalışan işlemcinin onlara mümkün olduğunca yakın olmasına ihtiyacımız var. Bulut ile bu, baz istasyonuna (operatör) oradan internet üzerinden sunucuya gitmeli ve ardından gecikmeyi tetikleyerek geri dönmelidir. Edge Computing ile, sunucunun yeteneklerinin bir parçası olarak ağın kenarında her şey olur.

Uç Bilgi İşlem ve Makine Öğrenimi

Machine Learning’in sunduğu otomatik öğrenme modelleri sayesinde birçok fabrika ve endüstriyel tesis, Yapay Zeka ve Vizyon ile kalite kontrolleri uygulamaktadır. Bu genellikle, örneğin bir montaj hattında üretilen her bir öğeyi değerlendiren ve iyi yapılmış mı yoksa kusurlu mu olduğunu belirleyen bir dizi makine ve sensörden oluşur.

Makine Öğrenimi algoritmaları genellikle yapay zekayı binlerce ve binlerce görüntüyle “eğiterek” çalışır. Örneğimizden devam ederek, bir ürünün her bir görseli için doğru üretilmiş bir ürüne ait olup olmadığı algoritmaya anlatılır. Tekrarlama ve devasa veritabanları sayesinde, AI, kusur oluşturmayan unsurların özelliklerini öğrenir ve belirli bir tanesinde başarısız olurlarsa, kalite kontrolünden geçmediğini belirler.

Modeli oluşturduktan sonra, en yaygın olanı, montaj hattının farklı sensörlerinin topladıkları bilgileri kontrol etmek için gittiği bir bulut sunucusuna yüklenmesidir. Daha önce bahsettiğimiz akış şeması tekrarlanır: sensörler bilgiyi toplar, oradan sunucuya gitmesi, işlenmesi, makine öğrenme modeliyle karşılaştırılması, bir yanıt alması ve sonuçla fabrikaya geri dönmesi gerekir.

Edge Computing bu süreci kökten iyileştirir. Her durumda bulut sunucusuna gitmek yerine, ağın ucunda bulunan makine öğrenimi modelinin (sanallaştırılmış veya azaltılmış) bir kopyasını oluşturabiliriz. Yani, pratik olarak verilerin üretildiği yerde. Böylece, sensörlerin her bir eleman için bilgiyi uzaktaki buluta göndermesi gerekmez, bunun yerine bilgiyi doğrudan uçtaki model ile kontrol eder ve ürün kusurlu olduğu için eşleşmezse, sunucuya bir talep gönderir. Bu şekilde, sensörlerin karmaşıklığını artırmaya gerek kalmadan performans iyileştirilir ve hatta bazı işlevleri için ağın kenarında dağıtılan işleme yeteneklerini kullanarak cihazları basitleştirmek bile mümkündür.

Görüldüğü gibi, üretim hatalarını tespit etme hızı katlanıyor ve trafik ve gerekli bant genişliği büyük ölçüde azaltılıyor.

Edge Computing ve video oyunları

Nintendo’nun ilk GameBoy’u 1989’da dünyayı kasıp kavurduğundan beri, video oyun endüstrisinin en büyük zorluklarından biri, her yerde oynamanın yollarını sunmak olmuştur. Microsoft, Google, Nvidia ve Sony gibi şirketler, yeni nesil oyunları herhangi bir ekranda çalıştırmanıza izin veren bulut video oyunu çözümleri sunarak uzun bir yol kat etti.

Bunu nasıl yapıyorlar? Yine, bulutun gücünü kullanarak. Video oyununun grafiklerini bir PC veya video konsolunun işlemcisinde işlemek yerine, buluttaki büyük ve çok güçlü sunucularda yapılır, bu da elde edilen görüntüyü kullanıcının cihazına aktararak gönderir. Bir düğmeye her basışında (örneğin, Süper Mario’yu zıplatmak için), o basımdan gelen bilgiler sunucuya gider, işlenir ve geri döner. Kullanıcıya Netflix gibi bir video akışı yapıyormuş gibi sürekli bir görüntü akışı vardır.

Oyuncunun zıplama düğmesine basılmasından ekranında Super Mario zıplamalarına kadar olan sürecin anlık olduğunu algılaması için gecikme sürelerinin çok düşük olması gerekir. Aksi takdirde, tüm deneyimi mahvedecek rahatsız edici bir gecikme (lag olarak da bilinir) fark edeceksiniz.

Edge Computing sayesinde, bulutun gücünü ağın en ucuna getirerek, kullanıcı düğmeye her bastığında oluşan gecikmeyi büyük ölçüde azaltabiliyor ve bir konsol yanında olsaydı meydana gelecek olanla pratik olarak aynı deneyim yaşanıyor.

Edge Computing geleceği nasıl değiştirecek?

Tüm süreci çok basit bir şekilde açıklamamıza rağmen, gerçek şu ki Edge Computing’in düzgün çalışması için bir dizi en yeni nesil teknoloji ve protokol gerekiyor. Bir noktada, tüm bunların neden daha önce yapılmadığını merak etmiş olabilirsiniz; yani, bulut en başından beri verilerin üretildiği yere mümkün olduğunca yakın olacak şekilde tasarlanmamıştır.

Edge Computing’in düzgün çalışması için, diğer şeylerin yanı sıra, fiber optik ve 5G tabanlı son teknoloji bağlantıya ihtiyacımız var. Ağ dağıtımı ne kadar iyi olursa, Edge Computing o kadar iyi olur. Her ikisinin birleşiminin sunduğu hız ve düşük gecikme süresi olmadan, bulutun gücünü verilerin işlendiği uca yaklaştırmaya yönelik tüm çabalar boşuna olacaktır. Ağ basitçe hazır olmazdı.

Kapsamlı fiber dağıtımları olan gelişmiş ülkeler (ABD, Almanya, Japonya vb.) Edge Computing’de kullanım senaryoları dağıtmaya hazırdır. Edge Computing, önümüzdeki yıllarda dünyayı değiştirecek. Zevk aldığımız bulut hizmetlerini bir adım öteye taşıyacak. Arkasında bizi ne harika yeni teknolojilerin ve uygulamaların beklediğini sadece zaman ve internetin sonsuz potansiyeli biliyor.