雾计算：数据库的未来？

Guillaume Pierre

雷恩大学计算机科学教授

云计算在存储和传输数据方面提供了很大的灵活性，开发各类日常应用程序时，首选云计算技术。如今，雾计算越来越受开发者的欢迎。那么，什么是雾计算？它和云计算有何不同？雾计算具有哪些特点和优势？在哪些领域和场景可以应用雾计算技术？

雾计算是一种去中心化的计算机网络构架模式，由在地理上分散、靠近用户的多台小型计算机组成。

该技术正在全面开发中，相比让数据往返千里之外的云数据中心，雾计算的传输时间更低。

雾计算已经在工业中使用，在农业、医疗、旅游等许多领域也颇有前景。

雾计算能提供更高的速度和效率，对于增强现实、视频游戏等需要交互的应用程序非常有用。

雾计算开发的目的并不是取代云计算，而是克服云计算的一些局限性，如高能消耗、存储饱和、响应时间延迟等。

无论是发送电子邮件、在YouTube上看视频、组织视频会议或玩在线游戏，都需要大量的数据流往返于位于数据中心的服务器。开发日常使用的各类互联网应用程序，云计算是首选的远程处理和存储系统。但如今，雾计算——去中心化的计算机网络模式构架越来越受欢迎。根据全球市场研究和咨询公司Future Market Insights的数据，到2032年，全球雾计算市场预计将达到22亿美元，远远高于2022年的1.966亿美元。

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缩短数据传输旅程

什么是雾计算？法国雷恩大学计算机科学教授Guillaume Pierre目前正在研究这项技术，他介绍：“这是一种高度去中心化的云计算，其计算单元小，地理位置分散，离数据源更近，也离用户更近。”云计算的用户数据通常要往返于千里之外，位于另一个国家或大陆的数据中心，因此消耗大量能源。而雾计算能缩短数据流动的距离。Pierre同时还在研发Raspberry Pi，一种用于计算机编程教学的小型机器，只有信用卡大小。

因此，雾计算构架能突破云计算的某些限制。然而，Pierre指出，雾计算不会取代云计算：“雾计算更像是云计算向新领域、新类型需求的延伸。”它的主要目的是提高数据传输的速度和效率。因此，当所使用的应用程序（如增强现实或视频游戏）需要尽可能低的响应时间时，雾计算会特别有用。

“雾计算是云计算向新领域、新类型需求的延伸。”

Pierre说：“当应用程序对响应时间要求苛刻时，用户等待的时间太长会影响交互性，使得程序功能不佳或根本没办法用。”例如，对于虚拟现实或增强现实的游戏，专家表示如果移动和显示更新之间的时间有超过20毫秒的延迟，屏幕上的物体就会看起来不稳定，让玩家感到晕眩。“雾计算可以减少用户和游戏之间的延迟。”

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万物互联的优势

雾计算的另一个优势在于促进物联网的发展。智能手机、平板电脑、汽车或智能电视等互联设备如今已经无处不在。在工业、农业、科学研究、城市规划和安全等许多领域也是如此。联网的温度传感器、摄像头、能量计量表等设备都在不断地产生着数据。Pierre解释道：“假设我们与洪水观测专家合作，数据就地处理能力就会非常有用，能让我们针对具体情况进行实时编程，改变测量频率或选择适合的应对方案等。”

雾计算能否解决数据中心带来的环境问题？Pierre认为答案尚不清楚。现有数据中心耗能虽庞大，但其能效已经过充分的优化。雾计算的技术仍在开发中。“如果雾计算不能实现同样水平的能效优化，可能会消耗更多的能量。不过由于雾计算使用的都是分散的小型计算机，所以更容易由可再生能源供能，比如太阳能电池板，这将大大减少对生态的影响。”

人类大规模使用数字技术，除了对环境有害，还有可能导致存储危机。据英国阿斯顿大学的研究人员说，根据2022年12月发表的研究结果，未来三年全球数据量将增加300%，届时云计算即将达到饱和点。Pierre表示：“基于较小单元组织存储系统有望解决这个问题，特别是物联网——数据从一开始就已经是分散的状态。”

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走向技术的大众化？

目前，雾计算与云计算相比优劣势参半，不过雾计算研究已经取得了实质性的进展。Pierre目前是欧洲FogGuru博士课题组的负责人。该课题组的八名博士生与西班牙巴伦西亚市合作，研究水资源消耗问题，该市位于半沙漠地区，水资源缺乏。15年来，该市一直在推广智能水表（类似于Enedis公司的Linky）的部署。课题组基于雾计算开发了一个可快速处理水表数据的应用程序，以便在漏水时更及时地响应。此前，响应时间在三到六天左右。有了雾计算，数据传输更加频繁和高效，响应时间减少到只需要几个小时，从而避免了水资源的浪费。

雾计算在许多其他行业中的应用也已起步。电话运营商，博物馆、旅游局等机构都对这项技术显示出浓厚的兴趣，将其视为一种提供流畅、快速的动画和模拟的方式。雾计算的潜在用途多种多样：科学数据处理、电子游戏、工业流程可视化、餐厅客流量提升、医学分析、城市游览或增强现实展览等。

那么，这项技术的大规模开发还需要什么呢？“现在缺的是通用系统，一个所有人都能互不干扰地部署应用程序的‘雾端’。规模化需要时间，因为相关的应用程序部署和平台管理技术有待开发——这正是我们正在研究的。我们希望在十年内让这些技术问世。虽然届时还无法提供给个人用户，但企业用户肯定能支持。”

作者

Sirine Azouaoui

编辑

Meister Xia