Apa itu Edge Computing? {Definisi, Arsitektur &Kasus Penggunaan}

Tepi TI adalah tempat perangkat akhir terhubung ke jaringan untuk mengirimkan data dan menerima instruksi dari server pusat, baik pusat data atau cloud. Meskipun model ini bekerja di masa lalu, perangkat modern menghasilkan begitu banyak data sehingga perusahaan memerlukan peralatan mahal untuk mempertahankan kinerja yang optimal.

Komputasi tepi memecahkan masalah ini dengan mendekatkan pemrosesan ke perangkat yang menghasilkan data. Data tidak perlu dikirim ke server pusat untuk diproses, sehingga tidak ada masalah latensi atau bandwidth.

Artikel ini adalah pengantar edge computing . Kami menjelaskan apa itu komputasi tepi, mendiskusikan kasus penggunaan potensial, dan menunjukkan bagaimana teknologi ini menghasilkan pemrosesan data yang lebih murah dan lebih andal.

Apa itu Edge Computing?

Komputasi tepi adalah jenis komputasi yang terjadi di atau dekat tepi jaringan. Pemrosesan terjadi baik di dalam atau di dekat perangkat, sehingga lebih sedikit data yang dikirim ke server pusat. Sebagian besar operasi terjadi secara real-time di dekat sumber data, yang mengarah ke:

• Waktu respons yang ditingkatkan.
• Ketersediaan bandwidth yang lebih baik.
• Insight sistem yang lebih andal.
• Analisis data yang lebih komprehensif dan lebih cepat.
• Ketersediaan tinggi.

Komputasi tepi juga membantu menjaga agar beban kerja tetap terkini, memastikan privasi data, dan mematuhi undang-undang perlindungan data seperti HIPAA, GDPR, dan PCI. Model pemrosesan ini juga memungkinkan inovasi lebih lanjut dengan kecerdasan buatan dan machine learning.

Perangkat Edge mengumpulkan dan menyimpan data sebelum mengirim informasi ke server edge lokal. Server ini menangani aktivitas berikut:

• Pemrosesan data waktu nyata.
• Visualisasi dan analisis data.
• Penguangan dan buffering.
• Pemfilteran data.

Edge center mengirimkan permintaan pemrosesan yang paling kompleks (operasi data besar dan logika bisnis) ke pusat data atau cloud. Meskipun kebutuhan akan server khusus terpusat masih ada, bisnis dapat menyiapkan koneksi yang lebih lambat dan lebih murah tanpa mempertaruhkan latensi karena operasi lokal dan data yang telah diurutkan sebelumnya.

Edge Computing vs. Cloud Computing

Perbedaan utama antara edge dan cloud computing adalah tempat pemrosesan berlangsung:

• Dalam komputasi awan, semua operasi data terjadi di lokasi terpusat.
• Dalam komputasi tepi, sebagian besar proses terkait data terjadi secara lokal (di tepi lingkungan).

Komputasi tepi sangat ideal untuk kasus penggunaan yang mengandalkan pemrosesan data sensitif waktu untuk pengambilan keputusan. Kasus penggunaan lain di mana komputasi tepi lebih baik daripada solusi cloud adalah untuk operasi di lokasi terpencil dengan sedikit atau tanpa konektivitas ke Internet.

Namun, komputasi tepi bukanlah pengganti cloud. Teknologi ini tidak dapat dipertukarkan; edge computing melengkapi cloud, dan kedua teknologi tersebut memastikan kinerja yang lebih baik untuk kasus penggunaan tertentu.

Penjelasan Arsitektur Edge Computing

Berikut adalah komponen utama yang membentuk ekosistem tepi:

• Perangkat tepi: Peralatan tujuan khusus dengan kapasitas komputasi terbatas.
• Simpul tepi: Perangkat, server, atau gateway apa pun yang melakukan komputasi tepi.
• Server tepi: Komputer yang terletak di fasilitas yang dekat dengan perangkat tepi. Mesin ini menjalankan beban kerja aplikasi dan layanan bersama, sehingga membutuhkan daya komputasi yang lebih besar daripada perangkat edge.
• Gerbang tepi: Server edge yang menjalankan fungsi jaringan seperti tunneling, manajemen firewall, terjemahan protokol, dan koneksi nirkabel. Gateway juga dapat menghosting beban kerja aplikasi.
• Awan: Cloud publik atau pribadi yang berfungsi sebagai repositori untuk beban kerja dalam container seperti aplikasi dan model machine learning. Cloud juga menghosting dan menjalankan aplikasi yang mengelola node edge.

Edge computing memiliki tiga node utama: device edge, local edge, dan cloud .

Device edge adalah lokasi fisik tempat perangkat edge berjalan di lokasi (kamera, sensor, mesin industri, dll.). Perangkat ini memiliki kekuatan pemrosesan untuk mengumpulkan dan mengirimkan data.

Tepi lokal adalah sistem yang mendukung aplikasi dan beban kerja jaringan. Tepi lokal memiliki dua lapisan:

• Lapisan aplikasi yang menjalankan perangkat edge aplikasi tidak dapat menangani karena footprint yang besar (misalnya, analisis video yang kompleks atau pemrosesan IoT).
• Lapisan jaringan yang menjalankan komponen jaringan fisik atau virtual seperti router dan sakelar.

Awan (atau nexus ) menjalankan beban kerja aplikasi dan jaringan yang mengelola pemrosesan yang tidak dapat ditangani oleh node tepi lainnya. Terlepas dari namanya, lapisan tepi ini dapat berjalan sebagai pusat data internal atau di cloud.

Ilustrasi di bawah ini menyajikan arsitektur yang lebih detail dan menunjukkan komponen yang relevan untuk setiap node tepi.

Solusi dan aplikasi industri dapat hadir di beberapa node karena beban kerja tertentu lebih cocok untuk perangkat atau edge lokal. Beberapa beban kerja lain juga dapat berpindah secara dinamis antar node dalam keadaan tertentu (baik secara manual atau otomatis).

Virtualisasi adalah elemen penting dari pengaturan komputasi tepi skala besar. Teknologi ini mempermudah penerapan dan menjalankan berbagai aplikasi di server edge.

Kelebihan Edge Computing

Di bawah ini adalah manfaat bisnis yang paling menonjol dari penggunaan edge computing.

Pengurangan Latensi

Komputasi tepi meningkatkan kinerja jaringan dengan mengurangi latensi. Saat perangkat memproses data secara native atau di edge center lokal, informasi tersebut tidak menyebar hampir sejauh arsitektur cloud standar.

Misalnya, dua rekan kerja di gedung yang sama yang bertukar email dapat dengan mudah mengalami penundaan melalui jaringan standar. Setiap pesan dirutekan keluar gedung, berkomunikasi dengan server jauh, dan kembali ke kotak masuk penerima. Jika proses itu terjadi di edge dan router perusahaan menangani email kantor, penundaan itu tidak akan terjadi.

Komputasi tepi juga memecahkan masalah kemacetan "last mile". Semua data perjalanan harus melalui koneksi jaringan lokal sebelum mencapai tujuan. Proses ini dapat menyebabkan latensi antara 10 hingga 65 milidetik, tergantung pada kualitas infrastruktur. Dalam pengaturan dengan edge center, lalu lintas jauh lebih rendah dibandingkan dengan sistem terpusat, sehingga tidak ada masalah kemacetan.

Pemrosesan Data Lebih Aman

Penyiapan cloud tradisional rentan terhadap serangan penolakan layanan (DDoS) dan pemadaman listrik. Karena komputasi tepi mendistribusikan pemrosesan dan penyimpanan, sistem tidak terlalu rentan terhadap gangguan dan waktu henti. Penyiapan tidak mengalami satu titik kegagalan.

Selain itu, karena sebagian besar proses terjadi secara lokal, peretas tidak dapat mencegat data saat transit. Meskipun satu komputer mengalami pelanggaran data, penyerang hanya dapat membahayakan data lokal.

Skalabilitas Hemat Biaya

Komputasi tepi memungkinkan perusahaan untuk memperluas kapasitasnya melalui kombinasi perangkat IoT dan server tepi. Menambahkan lebih banyak sumber daya tidak memerlukan investasi di pusat data pribadi yang mahal untuk dibangun, dipelihara, dan diperluas. Sebagai gantinya, perusahaan dapat menyiapkan server edge regional untuk memperluas jaringan dengan cepat dan hemat biaya.

Penggunaan edge computing juga memudahkan biaya pertumbuhan karena setiap perangkat baru tidak menambah permintaan bandwidth lebih lanjut di seluruh jaringan.

Ekspansi Sederhana ke Pasar Baru

Sebuah perusahaan dapat bermitra dengan pusat data edge lokal untuk memperluas dan menguji pasar baru dengan cepat. Ekspansi tidak memerlukan infrastruktur baru yang mahal. Sebaliknya, perusahaan hanya menyiapkan perangkat edge dan mulai melayani pelanggan tanpa latensi. Jika pasar ternyata tidak diinginkan, proses penghapusan instalasi sama cepat dan murahnya.

Manfaat ini sangat penting bagi industri yang membutuhkan ekspansi cepat ke wilayah dengan konektivitas terbatas.

Pengalaman Pengguna yang Konsisten

Karena server tepi beroperasi dekat dengan pengguna akhir, masalah jaringan di lokasi yang jauh cenderung tidak berdampak pada pelanggan. Bahkan jika pusat lokal mengalami gangguan, perangkat edge dapat terus beroperasi karena kemampuannya untuk menangani fungsi vital secara asli. Sistem juga dapat merutekan ulang data melalui jalur lain untuk memastikan pengguna tetap memiliki akses ke layanan.

Kekurangan Edge Computing

Komputasi tepi meningkatkan permukaan serangan secara keseluruhan untuk sebuah jaringan. Perangkat Edge dapat berfungsi sebagai titik masuk untuk serangan siber yang melaluinya penyerang dapat menyuntikkan software berbahaya dan menginfeksi jaringan.

Sayangnya, menyiapkan keamanan yang memadai sulit di lingkungan terdistribusi. Sebagian besar pemrosesan data berlangsung di luar server pusat dan garis pandang langsung tim keamanan. Permukaan serangan juga semakin besar setiap kali perusahaan menambahkan peralatan baru.

Masalah umum lainnya dengan komputasi tepi adalah harga . Kecuali jika perusahaan bermitra dengan mitra lokal, menyiapkan infrastruktur itu mahal dan rumit. Biaya pemeliharaan juga biasanya tinggi karena tim harus menjaga banyak perangkat di lokasi yang berbeda dalam kondisi yang baik.

Terakhir, karena standar saat ini berkembang pesat, perusahaan mungkin berjuang untuk selalu memperbarui penyiapan . Perangkat dan perangkat lunak baru keluar secara teratur, sehingga peralatan dapat cepat usang.

Contoh Edge Computing dan Kasus Penggunaan

Di bawah ini adalah kasus penggunaan dan aplikasi edge computing yang paling menjanjikan di berbagai industri.

5G dan Komputasi Tepi

Munculnya 5G menjanjikan kecepatan data lebih dari 20 Gbps dan koneksi bebas penundaan lebih dari satu juta perangkat per mil persegi. Teknologi baru ini mendorong edge computing ke tingkat yang baru, memungkinkan latensi yang lebih rendah, kecepatan lebih tinggi, dan efisiensi yang ditingkatkan.

Perusahaan akan segera dapat menggunakan 5G untuk memperluas tepi jaringan. Jaringan yang tumpang tindih akan memungkinkan bisnis menyimpan lebih banyak data di perangkat edge. Aplikasi juga akan dapat mengandalkan komunikasi real-time dengan jaringan, sebuah fitur yang akan terbukti vital dalam perluasan IoT.

Pengawasan Video

Mengirim data video ke server pusat lambat dan mahal. Komputasi tepi mempercepat proses ini dengan memungkinkan kamera melakukan analisis video awal dan mengenali peristiwa yang menarik. Perangkat kemudian mentransmisikan rekaman yang difilter ke tepi lokal untuk analisis lebih lanjut.

Misalnya, jika kebakaran terjadi di gedung dengan kamera tepi, perangkat dapat membedakan manusia di dalam api. Setelah kamera melihat seseorang dalam bahaya, rekaman akan diteruskan ke tepi lokal tanpa latensi. Edge lokal kemudian dapat menghubungi pihak berwenang alih-alih mengirim rekaman ke pusat data dan kehilangan waktu yang berharga.

Peluang Perawatan Kesehatan

Menyiapkan perangkat edge untuk pemantauan pasien dapat membantu rumah sakit memastikan privasi data dan meningkatkan perawatan pasien. Staf dapat menawarkan perawatan yang lebih cepat dan lebih baik kepada pasien sementara rumah sakit mengurangi jumlah data yang berjalan melintasi jaringan dan menghindari kelebihan server pusat.

Menerapkan solusi edge dapat meningkatkan cara mesin perawatan kesehatan vital beroperasi, termasuk perangkat EKG portabel, sensor untuk memantau suhu, dan monitor glukosa. Pemrosesan data yang cepat juga dapat menghemat detik berharga untuk pemantauan pasien jarak jauh.

Mobil Terhubung

Mobil yang dilengkapi dengan perangkat edge dapat mengumpulkan data dari berbagai sensor dan memiliki respons waktu nyata terhadap situasi di jalan. Fitur ini akan sangat penting dalam pengembangan kendaraan otonom.

Komputasi tepi juga dapat mengaktifkan konvoi kendaraan otomatis. Sekelompok mobil atau truk dapat melakukan perjalanan di belakang satu sama lain dalam konvoi, menghemat bahan bakar dan mengurangi kemacetan. Hanya kendaraan pertama yang memerlukan pengemudi karena mobil yang tersisa dapat mengikuti yang pertama dan berkomunikasi tanpa latensi.

Pemantauan Dalam Industri Minyak dan Gas

Komputasi tepi dapat membantu mencegah kegagalan minyak dan gas. Pabrik ini biasanya beroperasi di lokasi terpencil, jadi edge center adalah pilihan yang jauh lebih baik daripada server atau cloud yang jauh. Perangkat dapat menggunakan analitik waktu nyata untuk memantau sistem dan mematikan mesin sebelum bencana terjadi.

Game Daring

Game multipemain daring dapat memanfaatkan komputasi tepi karena teknologinya mengurangi kelambatan. Pemain dapat mengatur pertandingan skala besar tanpa memengaruhi performa.

Cloud gaming juga dapat memanfaatkan komputasi tepi. Jenis game online ini mengalirkan umpan langsung dari video game langsung ke perangkat pengguna. Saat pusat data memproses dan menghosting game ini, pengguna biasanya mengalami masalah latensi.

Jika perusahaan cloud gaming menyiapkan server edge yang dekat dengan lokasi gamer, streaming tidak memiliki latensi, dan alur game menjadi sepenuhnya responsif

Pabrik Pintar

Respons waktu nyata terhadap proses manufaktur sangat penting untuk mengurangi cacat produk dan meningkatkan produktivitas di dalam pabrik. Algoritme analitik dapat memantau bagaimana setiap peralatan berjalan dan menyesuaikan parameter operasi untuk meningkatkan efisiensi.

Perangkat edge juga dapat mendeteksi dan memprediksi kapan kegagalan mungkin terjadi, sehingga mengurangi waktu henti pabrik yang mahal. Perusahaan dapat mengelola proses dengan cara seperti cloud, tetapi tetap menjaga keandalan penyiapan di lokasi.

Belanja Online

Pengurangan latensi memungkinkan toko ritel menciptakan pengalaman online yang kaya dan interaktif bagi pelanggan mereka. Pemilik toko dapat menciptakan augmented reality untuk belanja online dengan kinerja yang mulus dan memungkinkan pembeli membeli barang dari rumah.

Pengecer fisik juga dapat menggunakan komputasi tepi untuk menyiapkan asisten belanja realitas virtual di toko.

Teknologi yang Naik Daun

Para ahli memperkirakan bahwa 75% pemrosesan data akan terjadi di luar pusat data tradisional atau cloud pada tahun 2025. Mulailah lebih awal dengan edge computing untuk mengungkap peluang bisnis baru, meningkatkan efisiensi operasional, dan memastikan pengalaman yang andal bagi pelanggan Anda.