ISDF2016经典之A4：启动IoT

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        现在的趋势就是说，会出现一个新的层。
        我们叫它融合的自动化和控制这一层。
        那么这一层能够实现的功能，基本上就是能够把最上面的应用层和最下面的设备层硬件层，能够无缝地连接在一起。
        那么采用的技术其实也是我们刚才提到的软件定义的这种架构，SDN，这种技术其实已经很广泛地应用在通信里面，还有数据中心里面。
        那么实质上也是越来越多地在工业自动化里面也采用这种软件定义的这种架构。
        其实这个对硬件也是有一些要求的，比如说这种硬件的话，如果大家看左边这种设备，这种设备很多都是可以固定的。
        但是如果你采用新的架构的话，势必来讲，它需要一些根本性的改变，这个设备可以非常灵活地配置，有机会也能够连到网络上去。       

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        能够支持各种不同的上层的应用，这个其实是对整个系统架构来讲，是一个根本性的颠覆性的改变。
        这个改变不仅仅发生在数据中心，也发生在物联网络里面，也发生在工业自动化里面。
        刚才前面我们同事讲过，有很多各种不同的设备，设备数量非常巨大，据估计可能有几十个billion的这种设备，这些设备很多目前为止都没有连到网络上去。
        而且除了这些设备要连到网络上去之外呢，而且是设备也需要智能，那么到底怎么能够够实现这些智能的设备呢？
        这些智能的设备对现有的这种系统架构会产生什么样的改变呢？
        我们接着再来看一下，这个是我们认为将来整个工厂里面云的一个架构。
       

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        大家看左下角的话，是最低层，最下面一层，其实就是传统的device，叫things。
        这些devices呢，先它们之间要能够互连，能够互相地通讯。
        除了这个设备之间的互相通讯之外呢，这个设备也要通过这种网关，gateway，它能够连到公有云或者私有云上面。
        云和云之间也会进行通讯。
        除了这些设备连到网络上之外呢，大家可以看到，还有一个很重要的设备就是，边缘端的计算。
        因为你很多计算的话，大数据的分析其实不可能全部把它传到公有云或者私有云端，很多是发生在边缘这一端的。
        所以，边缘端的计算也是整个系统里面非常重要的一个组成部分。
         

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        看起来系统是比较简单，基本上只有几个大的一个系统，设备，网关，云。
        但真正要去实现这个IoT的话呢，它实际上要面临非常大的一个挑战，这里面我们列了一些我们看到的一些挑战。
        比如说，你这个设备之间怎么能够有效地连接在一起，特别是在很多工业控制里面，设备之间要非常实时地能够把一些指令传输到另外一个系统里面。
        传输到你的控制层，而且实时要求非常高。
        还有一个就是说怎么能够更好地支持可扩展性。
        刚才我们也提到了边缘的一些分析，怎么样能够非常有效地做一些在边缘端做一些大数据的分析。
        另外很重要的一点，以前来讲呢，整个系统来讲，整个工厂里面，其实是一个封闭的系统。       

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        现在其实把这个整个系统全部连到这个网络上面，那么网络安全，怎么能够非常安全地把这些数据在设备之间传输，和在设备与数据中心之间传输，也成为非常大的一个挑战。
        另外呢，它的整个设备之间的一个兼容性，另外还有整个系统的一个可管理性。
        这些呢，我们看到就是真正要部署，或者你要实现这种IoT系统的话，面临着这些挑战，里面很多挑战其实还是非常难以解决的。
        谈到现在，我们大家可能会问，Intel FPGA的价值在哪里？
        Intel FPGA传统来讲，就是说我们能够，以前传统的系统里面， FPGA大量的是用在设备这一端，device这一端，用来做各种不同的网络接口，用来做系统里面不同部件的一些连接。
       

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        还有做算法的一些加速。
        因为加入的网关和各种云设备，刚才我的同事也谈到过，FPGA非常适合在数据中心里面，做各种不同的workload的加速。
        对IoT来讲，因为它有很多不同的应用，它的每个workload都是不太一样的。
        有些workload可能只是做一些视频的分析，有些可能做一些数据的分析，有些可能数据量非常大，有些对实时性要求比较高。
        实际上FPGA的这种灵活性，能够很好地去适应对实时性要求非常高，对数据吞吐量非常大的这种workload的加速。
        所以这边可以看到，从云端，FPGA最大的价值其实是各种定制化的workload，这种任务的一个加速。
       

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        在设备端，简单来讲就是说，我们能够非常灵活地来支持各种不同的连接的网络。
        包括一些非常新的一些标准。
        大家可以看到一个叫TSN的一个标准，它是叫做Time Sensitive Network。
        我们也针对这个标准，开发了一个完整的解决方案，针对这种TSN的解决方案。
        另外我们也支持这种传统的各种不同的工业以太网的这种解决方案。
        所以简单来讲呢，我们的价值在哪里？
        一个是加速，在各种不同的IoT、大数据分析里面，能够提供一个非常高效的、成本低的一个加速的功能。
        另外呢，就是它的可编程性，这个是FPGA的核心价值，能够实现各种不同的新的接口的标准，互联的一个标准。
       

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        所以加速和可编程性是FPGA在IoT应用里面两个最大的价值。
        我们再来看一个更具体的例子，这个例子实际上是刚才我们提到的整个系统里面的一个非常重要的一个部分，叫网关。
        这个网关的功能的话，实际上就是从设备到数据中心，到云的一个中间的一个设备，设备是通过这个网关，连到云上面。
        云的话，有些数据也是需要通过这个网关传递到设备上面。
        这是我们客户的一个真实的一个项目，他们就是采用Intel的PSG的Cyclone V的SOC FPGA。
       

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        其实Cyclone V的SOC FPGA是我们相对来讲比较低成本的一个FPGA，它里面做了什么功能呢？
        从这个连接方面来讲，做了很多不同的工业以太网的一个标准，里面包括象ethernet，etherIP，Profinet，或者说你自己独有的一些标准。
        从分析来讲呢，实际上这个分析是可以放在ARM处理器里面来做分析的，一些基本的职能的一些分析。
        但是你更复杂的一些分析，肯定要把这些数据传到云上面，数据中心上面来做。
        另外呢，就是在设备的互相兼容性方面来讲，因为市面上有很多公开的一些标准，我们也把这些通用的一些标准实现到FPGA里面。
        另外呢，企业可以通过FPGA来做这种加密的一些加速，本来很多算法可以用CPU来做，占用的资源比较多，时间比较长。
        可以放到FPGA里面，通过硬件的方式来加速，大大提高整个加密的一个效率。
        另外呢，从可管理性方面来讲呢，通过采用支持一些标准的一些开发的一个框架的系统，能够很好地去帮客户，使你整个系统的可管理能力大大增强。       

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        所以我们谈了这么多的话呢，希望大家都可以理解，IoT不仅仅是设备，更多的是指一个系统，包括网络的连接，包括云。
        我们Intel针对IoT的话，我们是提供一个安全的、可扩展的、兼容的一个平台。
        通过采用Intel的CPU加上FPGA，还有通过比如说，除了Intel的CPU和FPGA之外呢，另外我们还有其它的一些技术，其实也可以用在IoT这个技术里面。