سكوت ديلان: الحوسبة الطرفية والذكاء الاصطناعي — لماذا الحوسبة السحابية ليست دائمًا الحل

هناك سردية في التكنولوجيا تفترض المركزية: تنتقل البيانات إلى الحوسبة السحابية، وتحدث العمليات الحسابية هناك، ثم تعود النتائج. بالنسبة لشركات البنية التحتية السحابية، هذه السردية مريحة. أما بالنسبة للشركات التي تبني بالفعل أنظمة الذكاء الاصطناعي التي تحتاج إلى العمل بشكل موثوق وسريع وآمن في بيئات العالم الحقيقي، فإن هذه السردية أصبحت محدودة بشكل متزايد.

الحوسبة الطرفية — التحول في القدرة الحسابية إلى مكان أقرب إلى حيث يتم توليد البيانات وحيث يجب اتخاذ القرارات — ليست جديدة. ما هو جديد هو إلحاحها. إن الجمع بين متطلبات الذكاء الاصطناعي في الوقت الفعلي، وتنظيم الخصوصية، وقيود عرض النطاق الترددي للشبكة، والتعقيد الناشئ لإنترنت الأشياء والأنظمة المستقلة يجعل الحوسبة الطرفية ليست خيارًا معماريًا متخصصًا بل متطلبًا أساسيًا لفئات كاملة من التطبيقات.

لقد كنت أراقب هذا التحول عن كثب من خلال NexaTech Ventures لأنه يمثل أحد أهم التحولات المعمارية في البنية التحتية التكنولوجية منذ الانتقال إلى الحوسبة السحابية نفسها.

أين تنهار البنية السحابية

تم بناء الحوسبة السحابية على افتراض ثبت صحته خلال العقدين الأولين من الإنترنت: أنه أرخص نقل البيانات إلى موارد حسابية مركزية من توزيع العمليات الحسابية عبر الشبكة. بالنسبة لمعظم تطبيقات الويب — البحث، ووسائل التواصل الاجتماعي، والتجارة الإلكترونية — لا يزال هذا صحيحًا. ولكن بالنسبة لمجموعة متزايدة من التطبيقات، ينهار هذا الافتراض.

خذ بعين الاعتبار المركبات المستقلة. تتخذ السيارة ذاتية القيادة قرارات حاسمة للسلامة في أجزاء من الثانية بناءً على بيانات المستشعر. إرسال بيانات المستشعر الأولية إلى خدمة سحابية بعيدة، والانتظار للحصول على استجابة، واستلام القرار مرة أخرى ليس غير فعال فحسب؛ بل هو غير قابل للتطبيق بشكل أساسي. التأخير غير مقبول ولا يمكن تلبية متطلبات الموثوقية. يجب أن تحدث العمليات الحسابية على المركبة نفسها، في الوقت الفعلي، باستخدام المعالجة المحلية.

أو خذ بعين الاعتبار التطبيقات الخاضعة للوائح الخصوصية في الرعاية الصحية أو الخدمات المالية. تتطلب اللائحة العامة لحماية البيانات (GDPR) واللوائح المماثلة بشكل متزايد معالجة البيانات الشخصية الحساسة في نطاقات قضائية محددة وتحت ضوابط أمنية محددة. إن بث البيانات الطبية أو تفاصيل المعاملات المالية إلى خدمة سحابية في بلد آخر، حتى للتحليل المشروع، يخلق تعقيدات في الامتثال تجعل المعالجة المركزية محفوفة بالمخاطر من الناحية القانونية والتشغيلية.

أو خذ بعين الاعتبار التصنيع في أرضية المصنع. لا يمكن لمنشأة تصنيع تولد تيرابايتات من بيانات المستشعر من معدات الإنتاج أن تبث كل ذلك بشكل واقعي إلى خدمة سحابية للتحليل. تكلفة النطاق الترددي باهظة، والتأخير في التعديلات الفورية للعمليات غير مقبول، ومخاطر المرونة التشغيلية مرتفعة للغاية. يجب أن تحدث العمليات الحسابية محليًا.

هذه ليست حالات طرفية. هذه فئات أساسية من التطبيقات الناشئة. والبنية المعمارية للحوسبة السحابية، بالتصميم، غير مناسبة لجميعها.

التحول التقني المطلوب

يتطلب الذكاء الاصطناعي الطرفي بنية تقنية مختلفة عن الذكاء الاصطناعي القائم على السحابة. يجب أن تكون نماذج التعلم الآلي أصغر وأكثر كفاءة ومحسّنة للأجهزة ذات الموارد المحدودة. يجب أن تكون خطوط الاستنتاج قوية لاتصال الشبكة المتقطع. يجب أن يعمل نموذج الأمان للأنظمة الموزعة بدلاً من مراكز البيانات المركزية. يجب أن تدفع آليات التحديث والإصدار التغييرات إلى آلاف أو ملايين الأجهزة الطرفية بكفاءة وأمان.

هذه مشاكل صعبة، وتتطلب أساليب مختلفة عن تطوير الذكاء الاصطناعي السحابي. الشركات التي تحلها ليست شركات الحوسبة السحابية؛ إنها شركات جديدة تبني بنية تحتية للذكاء الاصطناعي محسّنة للحافة.

تتقارب عدة اتجاهات تقنية لجعل هذا التحول ممكنًا. تتحسن تقنيات ضغط النماذج والتكميم بسرعة، مما يسمح لنماذج الذكاء الاصطناعي المتطورة بالعمل على الأجهزة الطرفية بموارد حسابية جزئية. أصبحت الأجهزة المتخصصة — TPUs وNPUs ومسرعات الذكاء الاصطناعي الأخرى — متاحة في الأجهزة الطرفية، مما يوفر القدرة الحسابية الضرورية. تظهر معايير مفتوحة للنشر الطرفي، مما يكسر القيود على المنصات الاحتكارية.

في NexaTech Ventures، ندعم الشركات في ثلاث فئات ضمن البنية التحتية للذكاء الاصطناعي الطرفي. أولاً، منصات تحسين النماذج والنشر التي تأخذ نماذج الذكاء الاصطناعي الكبيرة وتضغطها للتنفيذ الطرفي. ثانيًا، محركات الاستنتاج الطرفية المحسّنة للتنفيذ الموزع منخفض التأخير. ثالثًا، أنظمة تنسيق الحافة التي تدير النشر والتحديثات والمراقبة لأحمال عمل الذكاء الاصطناعي عبر البنية التحتية الطرفية الموزعة.

موقع أوروبا

ميزة البنية التحتية الأوروبية في الحوسبة الطرفية دقيقة ولكنها حقيقية. لقد استثمرت القارة بكثافة في البنية التحتية للاتصالات ونشر 5G، مما يوفر سعة الشبكة والاتصال منخفض التأخير اللازم للحوسبة الطرفية. إن تنظيم حماية البيانات الأوروبي، بعيدًا عن كونه عائقًا، يدفع الطلب على حلول الحوسبة الطرفية التي تحافظ على البيانات الحساسة محليًا.

الأهم من ذلك، أن قطاعات التصنيع والسيارات والصناعة الأوروبية تدفع الطلب الحقيقي على الذكاء الاصطناعي الطرفي. تحتاج شركات السيارات الألمانية إلى الذكاء الاصطناعي الطرفي للمركبات المستقلة. يحتاج المصنعون الإيطاليون إلى الحوسبة الطرفية للتصنيع الدقيق. تحتاج الزراعة الهولندية إلى الذكاء الاصطناعي الطرفي لأنظمة الزراعة الدقيقة. يخلق هذا دورة فاضلة حيث يدفع الطلب الاستثمار في البنية التحتية للذكاء الاصطناعي الطرفي، مما يجذب المواهب ورأس المال، مما يحسن قدرة التكنولوجيا، مما يدفع المزيد من التبني.

السردية الأمريكية للحوسبة الطرفية تهيمن عليها حاليًا شركات السحابة التي تحاول توسيع منصاتها إلى الحافة. تقدم AWS وGoogle Cloud وAzure جميعها خدمات طرفية. لكن هذه هي في الأساس بنى معمارية تتمحور حول السحابة مع إضافة الحافة. يتم بناء البنية المعمارية التحويلية للذكاء الاصطناعي الطرفي من قبل شركات تبدأ بافتراض أن العمليات الحسابية تحدث على الحافة والسحابة هي الاستثناء، وليس القاعدة.

حالة الاستثمار

تمثل الحوسبة الطرفية والذكاء الاصطناعي الطرفي تحولًا هيكليًا في كيفية نشر البرامج وتشغيلها. إنها ليست اتجاهًا مؤقتًا أو سوقًا متخصصة. إنها انتقال معماري أساسي مدفوع بمتطلبات تقنية حقيقية لا يمكن للحوسبة السحابية تلبيتها.

تكمن فرصة الاستثمار في طبقات متعددة. على مستوى البنية التحتية، تخلق الشركات التي تبني منصات الذكاء الاصطناعي المحسّنة للحافة وأدوات النشر ميزة تنافسية دائمة. على مستوى التطبيق، ستحقق الشركات التي تعيد هندسة برامجها للتنفيذ الطرفي — المركبات المستقلة والأنظمة الصناعية والأجهزة الطبية — مزايا في الأداء والموثوقية يصعب إزاحتها.

في NexaTech Ventures، نبحث عن شركات الذكاء الاصطناعي الطرفية التي تفهم المتطلبات التقنية والتحديات التشغيلية. أفضل الشركات لا تحسّن الخوارزميات فقط؛ بل تبني أنظمة كاملة للنشر الطرفي، بما في ذلك المراقبة والأمان وإدارة التحديثات والدعم التشغيلي.

يمثل التحول من السحابة المركزية إلى الحوسبة الطرفية الموزعة أهم انتقال في البنية التحتية في التكنولوجيا منذ الهجرة إلى السحابة. ستبني الشركات التي تضع نفسها في وقت مبكر في هذا التحول أعمالًا كبيرة وقابلة للدفاع.

Scott Dylan هو مؤسس NexaTech Ventures. يكتب عن البنية التحتية التكنولوجية والذكاء الاصطناعي والاستثمار في التكنولوجيا العميقة. اقرأ المزيد على scottdylan.com.