邊緣計算對于充分發揮人工智能 (AI)、機器學習和物聯網 (IoT) 的全部潛能至關重要。這些技術正在融入我們生活的方方面面：自動駕駛、智能樓宇、機器人、供應鏈管理和醫療保健。為了實現這些智能技術的一貫承諾，更快的計算和數據傳輸速度必須更接近智能設備、更接近“邊緣”。荷蘭創業技術公司 HIRO 利用模塊化電源在可擴展微型數據中心中實現低延遲應用，這些應用由 Vicor 的 DCM 電源模塊供電。

邊緣計算是推動這個智能世界發展的隱形動力，旨在以我們從未想象過的方式讓我們的生活變得更輕松、更美好。但它是什么樣子的呢？其推動力量是什么？同樣重要的是，如何可靠高效地為邊緣供電？

荷蘭創業技術公司 HIRO 開發了高性能的創新可靠邊緣基礎架構（軟硬件），可將智能邊緣作為一種服務交付給工業以及其它終端用戶。他們看到智能邊緣服務穩步增長的需求，這些服務不僅可自動運行，而且還支持針對多個租戶（共享軟件實例訪問的用戶組）進行大數據流的實時分析，同時也可在多個地點安全共享分析結果。

為什么是邊緣計算？

邊緣計算作為速度更快的（中間層）數據中繼技術，可在設備中實現關鍵任務實時響應。邊緣計算支持本地 AI，無需依賴云端 AI，可顯著推動服務和應用。邊緣計算技術將有限的內存、存儲和更接近數據生成位置的節點計算集成在云計算架構中。它們有助于智能決策何時將計算從邊緣移至云端，同時考慮到網絡能力以及數據安全性和敏感性。

這種行業首選的方式可實現期待已久的發展，包括工廠 4.0 和智能制造、5G、物聯網 (IoT)、自動駕駛汽車、智慧城市、智慧醫院、機器人技術以及機器視覺等。

邊緣計算的成功取決于是否有適當的硬件：系統能夠低成本地提供必要的處理速度和能力，同時還能在常規數據中心之外遇到的監管較少和不可預測性更大的環境中生存。

邊緣計算硬件必須包含緊湊、節能的解決方案，可廣泛部署在空間有限的惡劣環境中，從而可讓計算更接近傳感器以及其它數據源。硬件包括供電網絡，而笨重的傳統大型低壓電源解決方案無法支持邊緣不斷增長的功率密度和小巧的外形，這是邊緣計算創新的主要瓶頸。

一款可擴展的高效率解決方案

HIRO 創建了邊緣微型數據中心 (EMDC)，這是一種高度可擴展的緊湊邊緣計算資源，可在惡劣外部環境中可靠地運行。它可將任何類型、任何數量的 CPU、GPU、FPGA 和 NVMe（非易失性存儲器標準）介質集成在從 1.5kW 鞋盒大小的設備到 500kW 集裝箱化的邊緣設備的平臺上。這些平臺為全固態化和模塊化，不僅需要的維護極少，而且無需散熱。可通過風扇支持的干冷器（見圖）或完全被動的干冷器散掉，使 EMDC 無源。高帶寬、雙交換結構（PCIe、以太網）和可擴展設計有助于客戶完全自由地使用任意組合和數量的 CPU、加速器和閃存組成 EMDC。

具有社區影響的實際應用

HIRO 特別致力于構建分布在歐洲各學術醫院的邊緣基礎架構，以支持大型數據集，甚至是實時程序。醫院依靠超越其自身數據集之外的大型數據集，以訓練有助于發現和治療心血管疾病、癌癥、腫瘤以及其它復雜疾病的 AI 模型。此外，一些醫院還在手術室中使用邊緣計算技術。術中功能超聲 (IOfUS) 通過直接顯示神經結構和支持手術過程（見圖 2），可在擴大外科醫生視野的同時，提高手術效果和患者安全性。IOfUS 是術中顱腦成像最經濟、侵入性最小的方法。超聲很便攜、也很靈活，必要時可在手術過程中提供實時術中成像。因此，使用邊緣微型數據中心，可以密切監控手術進展，不會在工作流程中出現重大延誤或中斷。

HIRO 還在從事耗資 1600 萬歐元的 BRAINE 項目，該項目獲得了 850 萬歐元的歐盟 ECSEL 聯合創業基金。歐盟的四個測試臺（兩個在荷蘭，一個在意大利，一個開發平臺在匈牙利）將為面向智慧城市、智慧醫院、智能制造和機器人以及智能供應鏈的多項測試應用提供服務。

高功率密度帶來低成本

HIRO 不僅能構建非常緊湊的 EMDC，而且還能解決各種技術瓶頸問題：更短電氣線路上的信號完整性、高度緊湊和高效率電源轉換以及低功耗散熱與工程。除了設備的不可知論、靈活性和可擴展性之外，EMDC 還具有高性能，與原有系統相比，至少可降低 40% 的能耗。其固態設計（無移動部件）不僅可提高可用性，而且還可減少呼叫發生率，對于遠程或無人值守位置的邊緣設施而言，價值更高。

設計從 48VDC （而非 12VDC）配電運行的硬件，可實現極為緊湊、高效的電源轉換（見圖 3）。更高的電壓可降低供電網絡 (PDN) 的 I2R 損耗。盡管 48VDC 配電在電信和工業領域很常見，但直到現在，它才開始被數據中心和相關邊緣環境所接受。

圖 3: Vicor DCM 48VDC – 12VDC 電源模塊：有助于實現 HIRO 低功耗 EMDC 設計。

Vicor 高密度、高效率的電源模塊有助于實現 HIRO 散熱良好而且節能的緊湊固態 EMDC 設計。例如，使用標準 COM Express 模塊（模塊級計算機）的原有解決方案，每張卡能耗 150W。在一個 3U 底座中，這相當于大約 3kW。處理種高密度電源轉換的能力是 Vicor 在市場上所獨有的。

HIRO 一直使用 Vicor DCM 模塊進行 48 至 12V 轉換。在他們看來，Vicor 電源模塊具有靈活的散熱選項，可提供業界領先的體積功率密度。這種靈活性有利于發展可再生能源。HIRO EMDC 最終將會被太陽能發電廠或風力發電廠鎖定，并安全可靠地接入可再生能源供電。

HIRO 的第一步是啟用 48V 系統，并為原有 12V 設計提供基礎架構。下一步將是為 PGA 等芯片提供支持，在負載點將 48V 降壓轉換為 1V 左右。

在 HIRO 系統中，Vicor 提供了從芯片層面一直到邊緣數據中心層面的 DC 電源轉換。分立式解決方案需要大量的電源系統設計工作，而現成的設計體積龐大，缺乏適應不同環境所需的靈活性。

Vicor 模塊具有可靠性、高功率密度、靈活的散熱、高轉換效率以及廣泛的產品選擇。這些產品可幫助 HIRO 設計緊湊、高效的固態 EMDC，可在環境管理的原有數據中心建筑之外留存。

讓歐洲向邊緣技術再邁進一步

持續加強世界的智能與互聯是一項艱巨的任務，是一項艱巨的任務。邊緣計算是實現更快計算以及新構想的重要橋梁。HIRO、Vicor 和 PCB 設計有限公司是這一舉措的三大重要驅動力量，共同推動技術不斷發展。今天，他們的合作將為智慧城市、智慧醫院、智能制造及機器人以及智能供應鏈等領域產生重大影響。未來，他們將為改變世界的最新構想提供強大的支持。

審核編輯 ：李倩