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Weg von der Cloud, hin zur Edge Zwischen den Welten

13.04.2018

Seit den 2000er Jahren hilft die Cloud Unternehmen dabei, der wachsenden Datenflut Herr zu werden. Doch der Weg, den die Daten in die Cloud zurücklegen müssen, ist weit und birgt die Gefahr der Latenz. Ein inakzeptables Risiko, gerade beim autonomen Fahren. Deshalb wird Edge-Computing immer attraktiver. Es bringt Intelligenz zwischen die Hardware und die Cloud.

Wo Platzmangel herrscht, hilft oft auslagern. Ist die Wohnung zu klein? Zusätzlicher Stauraum lässt sich mieten. Reicht der Speicher im Smartphone nicht aus, um Fotos und Musik zu sammeln? In der Cloud ist garantiert genügend Platz vorhanden. Und auch Unternehmen, die beispielsweise in ihrer Produktion immer mehr Daten generieren, stehen heute in der Cloud zahlreiche Rechenzentren offen. Diese bieten neben unbegrenzter Speicherkapazität auch Zugang zu Entwicklungsplattformen oder Software.

Konkurrenz für die Cloud

Gerade im Zuge von Industrie 4.0 hat das Cloud-Computing – also die Bereitstellung einer zentralen IT-Infrastruktur, die lokale Rechner entlasten soll – immer mehr an Bedeutung gewonnen und die Möglichkeit eröffnet, große Datenmengen zu analysieren, zu speichern und von überall aus zu nutzen. Doch die Cloud ist in Gefahr: Nach und nach droht das
Edge-Computing, sie aufzufressen, wie der Gartner-Maverick-
Analyst Thomas Bittman es im Jahr 2017 in der Studie The Edge Will Eat The Cloud drastisch formuliert hat.

Egde-Computing findet – der Name deutet es an – am Rande eines Netzwerks statt. Ein solches Netzwerk kann unterschiedlich aufgebaut sein, beispielsweise als Peer-to-Peer- oder Ad-hoc-Netzwerk, und verschiedene smarte Geräte wie IoT-Devices oder Sensoren zusammenfassen, die Daten generieren. Diese Daten können in den Geräten selbst oder an zentraler Stelle lokal verarbeitet werden. Der Vorteil: Die Informationen müssen nicht erst in die Cloud gesendet werden, sondern sind schneller vor Ort nutzbar. Es ist auch möglich, Daten vorzuverarbeiten und anschließend in die Cloud oder in eine vorgelagerte Schicht, die sogenannte Fog, zu senden. Auf diese Weise werden nur relevante Informationen weiterverarbeitet, was sich positiv auf die Datenkapazität auswirkt.

Gleich mehrere Gründe sprechen laut dem Maverick-​Report dafür, dass Daten künftig häufiger mittels Edge-Computing am Rande von Unternehmensnetzwerken verarbeitet werden, als in den zentralen Rechenzentren der Cloud. Einen wichtigen Treiber für diese Entwicklung sieht die Studie in der Notwendigkeit der Echtzeit-Interaktion zwischen dem Menschen und seinen virtuellen Realitäten oder all den realen Sensoren, Geräten und Anlagen, die über das Internet der Dinge miteinander verknüpft sind.

Auf der Straße zählt jede Millisekunde

Dass dabei nicht nur Sekunden, sondern Millisekunden zählen, zeigt sich am eindrücklichsten anhand des autonomen Fahrens: Es macht einen Unterschied, ob ein Fahrzeug, das mit 100 km/h unterwegs ist, mit einer Reaktionszeit von 50 oder nur einer Millisekunde bremst. Um hier eine Echtzeit-Interaktion zu schaffen, ist zum einen eine möglichst latenzfreie Mobilfunktechnologie notwendig. Zum anderen muss die Netzinfrastruktur, in der sich Fahrzeugdaten bewegen, für große Datenmenge ausgelegt sein: Schätzungen zufolge wird sich dieses Datenvolumen bis zum Jahr 2025 auf zehn Exabytes pro Monat erhöhen – das sind rund 10.000 Mal mehr Daten als heute.

Edge-Computing kann in Kombination mit der 5G-Technologie eine geeignete Netz- und Recheninfrastruktur für den Datenaustausch mit vernetzten Fahrzeugen schaffen. Um beide Technologien auf dem Gebiet des autonomen Fahrens zu fördern, haben die Unternehmen Denso, Intel, NTT, Toyota und Ericsson im Jahr 2017 die Arbeitsgemeinschaft Automotive Edge Computing Consortium gegründet. Sie will unter anderem Funktionen wie intelligentes Fahren und die Erstellung von Echtzeit-Kartenmaterial ermöglichen.

Daten rücken näher an die Produktion

Auch andere Anbieter konzentrieren sich aktuell auf Edge-Computing und treiben damit Industrie-4.0-Themen wie Predictive Maintenance voran. Toshiba hat beispielsweise Anfang 2018 eine mobile Edge-Lösung für produzierende Unternehmen vorgestellt: Der IoT-basierte und mobile Edge-Computing-PC lässt sich freihändig bedienen und unterstützt so mobile Mitarbeiter etwa bei der Remote-Wartung.

Großes Potenzial sieht auch Dell Technologies im Edge-Computing und hat Ende 2017 einen eigenen IoT-Geschäftsbereich für das Thema geschaffen. Das Unternehmen bietet bereits Edge-Gateways an, die über ein IoT-Con-
trol-Center von VMware gesichert und verwaltet werden können. Künftig sollen außerdem Technologien wie Prozessorbeschleuniger gefördert werden, die eine höhere Verarbeitungsgeschwindigkeit und umfangreichere Analytik näher am Edge ermöglichen. Dafür arbeitet Dell mit Unternehmen wie VMware, Intel und Nvidia zusammen und investiert in das Halbleiterunternehmen Graphcore.

Gemeinsame Lösungen für Edge-Computing sind auch von Kontron und NXP Semiconductors zu erwarten. Die Unternehmen kündigten Anfang 2018 eine Partnerschaft an, um Industrie-4.0-Lösungen zu entwickeln, die mehr Intelligenz und Effizienz am Rande von Netzwerken bieten. Dazu gehören unter anderem Computer-on-Modules von Kontron. Zusätzlich plant Kontron im Laufe des Jahres, Module mit Layerscape SoCs auf den Markt zu bringen, die Industrie-4.0-Edge-Gateways und Designs von Kunden unterstützen.

Dass diese Entwicklungen den Nerv der Zeit treffen, zeigt sich nicht nur auf Anbieter- sondern auch auf Anwenderseite. Zum Beispiel schätzt der Maverick-Report, dass 40 Prozent der Großunternehmen bis 2021 Projekte umsetzen werden, die auf Edge-Computing setzen. Auch Vertiv, ein Technologieanbieter für kritische Infrastrukturen, sieht den Trend zur Edge, der immer mehr Unternehmen dazu veranlasst, ihre Rechenkapazitäten an den Rand ihrer Netzwerke zu verlagern. Wichtig dabei sei eine kritische Bewertung der Einrichtungen, in denen Edge-Ressourcen untergebracht sind, und der Sicherheit und des Eigentums der dort vorhandenen Daten. Dabei gilt es auch die EU-Datenschutz-Grundverordnung zu beachten.

Wie Edge-Computing sich umsetzen lässt und was es neben dem Datenschutz noch zu beachten gibt, zeigt diese Ausgabe der E&E auf den folgenden 13 Seiten.

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