边缘计算创新：事半功倍
covid-19 大流行正在改变我们使用数据的方式，以及数据的消费和生成位置。数据使用模型已从更传统的集中式模型转变为必须支持许多远程用户和连接点的模型。这些远程连接正在迅速改变现有的电信架构，促进分布式架构的需求和发展，其中边缘设备现在定义了接入点及其功能。
大流行推动了对网络和计算的更大需求，以支持一些关键活动，包括：
远程工作 – 在家或远程办公室/分支机构 （robo）
远程学习
远程医疗（远程医疗）
这些驱动因素建立在对视频流和游戏等媒体和娱乐（m&e）应用不断增长的需求之上。此外，电信行业一直在不断改善城市和郊区的最后一英里连接，如今的重点是扩大无线5g连接。这将支持数据创建的巨大潜在增长。
如今，基于网络的处理被广泛用于支持智能手表应用程序、流媒体视频、智能家居应用程序等等。但是，这种处理的大部分依赖于集中式体系结构方法，其中所有收集的数据都必须回传到中央“云”数据中心，在那里进行处理。然后，这些处理结果将转换为可能需要在数据源中收回的特定操作。移动所有这些数据的成本，以及由于这种方法而产生的延迟，并不容易支持实时应用程序，如增强现实、对话智能或自主系统（自动驾驶汽车/卡车/轮船、机器人工厂等）。要求低延迟和高吞吐量的内容富集应用程序需要在网络边缘组合访问（连接）和计算资源。
边缘计算及其分布式处理模型旨在满足这一需求。这种方法使计算、存储和控制服务更接近数十亿个“物联网”设备，如传感器、执行器、摄像头，当然还有用户及其设备。成功的实施将计算资源放置在通信基础设施中的最佳点，无论是在中央云、边缘计算节点还是终端设备本身。它将能够动态扩展资源，以满足这些不同点不断变化的需求。
大流行从根本上加速了对边缘计算的需求和依赖，这为支持当今的需求提供了巨大的潜力，而且还提供了未来应用程序的需求，这些应用程序需要本地化处理以实现快速响应和核心带宽减少。预计网络边缘的访问位置和内容交付的变化不会如此迅速地发生，现在它迫使行业改变其启用和交付内容的方式，同时提供一个安全的环境来交付和使用内容。
在本地执行复杂的数据计算 - 邻近处理 - 现在至关重要。如果将这些边缘计算资源放置在距离端点 30 米以内，它可以变得更加强大。然而，这需要进一步的技术创新。
边缘计算设备利用有线和无线连接方法。使用的有线连接方法主要是以太网。但是，用于提供与边缘设备之间的连接的大多数方法都利用无线通信进行无线访问。
不幸的是，没有单一的网络或无线接入方法可以解决所有连接和数据挑战。例如，一些基本的无线连接协议包括lte，5g无线，wifi（802.11ax和6e），蓝牙，ble，zigbee等。因此，这种新型边缘计算设备应支持多种无线接入方法。然而，大量无线电协议争夺边缘计算设备上的不动产和电源，推动了对提高功能集成水平的需求。
为了更好地支持低延迟、高带宽的应用，强大的、集成的面向消费者的边缘计算网关（我们称之为智能边缘节点或 sens）开始出现。这些 sen 支持多种无线接入方法，以及更多的安全计算、存储和路由功能。它们采用更强大的处理器、片上系统 （soc） 设备、存储器、天线、功率放大器和其他资源构建，以更好地支持高速无线通信，同时在网络的设备边缘执行复杂的功耗密集型应用。
这让我们感到热火朝天。随着功能和能力添加到任何设备中，功率和相关热量会增加。必须去除这些热量，否则电子设备将停止可靠地工作。用于散热的一种典型方法是简单地增加器件的物理尺寸，以增加功耗表面积。然而，简单地增加物理尺寸通常与在增加功能时保持甚至减小sen物理尺寸的预期目标背道而驰。市场总是希望我们提供更多 - 用更少的钱。在这种情况下，可用于散热的水平和垂直表面积较小。此外，边缘设备通常在排除其他热管理解决方案的环境中部署或使用，例如云数据中心中普遍存在的强制气流或外部冷却。
由于这些物理限制，高功率边缘部署的设备外形尺寸通常由散热驱动。例如，sen可以塑造为具有两个细长边的四边形长方体，或者包括容纳大型散热器以增加散热表面积的大外壳。
除了热量之外，用于家庭和小型办公室的 sen 必须符合某些尺寸和物理设计要求，不需要安装服务器机架。由于sen与人共享物理环境，因此它应该不显眼或具有物理吸引力，以便可以轻松地将其放置在整个家庭或小型办公室中。同时，这些物理属性不得妨碍性能、功能和面向未来的性能或增加成本。
为了无线通信的利益，已经发生了许多产品小型化的进步;看看你今天的智能手机，与20年代后期的智能手机砖相比千世纪。当然，随着越来越多的无线接入协议和频段被添加到我们的边缘设备中，物理学需要更多的天线。当添加新的无线电技术时，额外的功率需要更大的散热器。简单的解决方案是随着天线数量的增加，增加平台的尺寸以容纳更多/更大的散热器。不幸的是，这不是市场愿意支付的。
天线的数量和散热器的尺寸是决定sen本身整体尺寸的关键驱动因素。当添加更多的无线接入功能时，典型的设计方法需要为每个新的无线协议或频段提供更多的物理空间。我们如何打破这种明显的僵局？
如果散热器和天线是同一个怎么办？最近的进展成功地将天线与散热器集成在一起，支持“事半功倍”的市场需求。这一整合领域为进一步创新提供了机会。
图1显示了广泛用于无线通信的平面倒置f天线（pifa）和散热器。传统的设计方法要求有一个散热器区域和一个rf天线区域，两者永远不会相遇。但是，sen使用在不同频段工作的多个无线电。许多无线电系统（如 wi-fi ax 和 wi-fi 6e）需要多个频段和天线来提供所需的大量带宽，从而产生一系列无线电和天线。
（图1散热器和天线）
带散热器的集成天线如图2所示。我们发现，集成的散热器和天线是共生的，作为同一房地产的共同租户运行。具体来说，散热器为天线形成更大的接地层，从而实现性能更好的天线，并具有减少占用空间的额外好处。天线还充当散热器，帮助散发产生的热量。这种天线和散热器的组合可在更小的面积内实现更好的电源管理和无线性能。当创新成功发挥作用时，每个人都是赢家。
（图 2 组合散热器和天线）
通过这种集成的天线/散热器，sen可以散发与更大的传统设备相同的热量，并实现相同的热性能，同时满足无线电性能要求。通过减少部件，这种组合天线/散热器组合还降低了材料和制造成本，可用于增加利润或提高市场价格竞争力。
我们完全期望集成天线/散热器创新将有助于培育产品小型化的新时代，不仅用于边缘计算的智能边缘节点的发展，而且用于许多其他非边缘计算应用。
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边缘计算及其分布式处理模型旨在满足这一需求。这种方法使计算、存储和控制服务更接近数十亿个“物联网”设备，如传感器、执行器、摄像头，当然还有用户及其设备。成功的实施将计算资源放置在通信基础设施中的最佳点，无论是在中央云、边缘计算节点还是终端设备本身。它将能够动态扩展资源，以满足这些不同点不断变化的需求。
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不幸的是，没有单一的网络或无线接入方法可以解决所有连接和数据挑战。例如，一些基本的无线连接协议包括lte，5g无线，wifi（802.11ax和6e），蓝牙，ble，zigbee等。因此，这种新型边缘计算设备应支持多种无线接入方法。然而，大量无线电协议争夺边缘计算设备上的不动产和电源，推动了对提高功能集成水平的需求。
为了更好地支持低延迟、高带宽的应用，强大的、集成的面向消费者的边缘计算网关（我们称之为智能边缘节点或 sens）开始出现。这些 sen 支持多种无线接入方法，以及更多的安全计算、存储和路由功能。它们采用更强大的处理器、片上系统 （soc） 设备、存储器、天线、功率放大器和其他资源构建，以更好地支持高速无线通信，同时在网络的设备边缘执行复杂的功耗密集型应用。
这让我们感到热火朝天。随着功能和能力添加到任何设备中，功率和相关热量会增加。必须去除这些热量，否则电子设备将停止可靠地工作。用于散热的一种典型方法是简单地增加器件的物理尺寸，以增加功耗表面积。然而，简单地增加物理尺寸通常与在增加功能时保持甚至减小sen物理尺寸的预期目标背道而驰。市场总是希望我们提供更多 - 用更少的钱。在这种情况下，可用于散热的水平和垂直表面积较小。此外，边缘设备通常在排除其他热管理解决方案的环境中部署或使用，例如云数据中心中普遍存在的强制气流或外部冷却。
由于这些物理限制，高功率边缘部署的设备外形尺寸通常由散热驱动。例如，sen可以塑造为具有两个细长边的四边形长方体，或者包括容纳大型散热器以增加散热表面积的大外壳。
除了热量之外，用于家庭和小型办公室的 sen 必须符合某些尺寸和物理设计要求，不需要安装服务器机架。由于sen与人共享物理环境，因此它应该不显眼或具有物理吸引力，以便可以轻松地将其放置在整个家庭或小型办公室中。同时，这些物理属性不得妨碍性能、功能和面向未来的性能或增加成本。
为了无线通信的利益，已经发生了许多产品小型化的进步;看看你今天的智能手机，与20年代后期的智能手机砖相比千世纪。当然，随着越来越多的无线接入协议和频段被添加到我们的边缘设备中，物理学需要更多的天线。当添加新的无线电技术时，额外的功率需要更大的散热器。简单的解决方案是随着天线数量的增加，增加平台的尺寸以容纳更多/更大的散热器。不幸的是，这不是市场愿意支付的。
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带散热器的集成天线如图2所示。我们发现，集成的散热器和天线是共生的，作为同一房地产的共同租户运行。具体来说，散热器为天线形成更大的接地层，从而实现性能更好的天线，并具有减少占用空间的额外好处。天线还充当散热器，帮助散发产生的热量。这种天线和散热器的组合可在更小的面积内实现更好的电源管理和无线性能。当创新成功发挥作用时，每个人都是赢家。
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我们完全期望集成天线/散热器创新将有助于培育产品小型化的新时代，不仅用于边缘计算的智能边缘节点的发展，而且用于许多其他非边缘计算应用。
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