邊緣計算硬體與軟體技術

邊緣計算系統的設計需要整合硬體和軟體技術，以滿足特定的應用需求。本文除了探討硬體元件的選擇，也涵蓋了軟體層面的考量，例如作業系統的選擇和虛擬化技術的應用。此外，文章也關注了邊緣計算系統的安全性、環境適應性和防護等級等重要議題，提供更全面的技術視角。從固定功能矽晶元到 TPM 模組，從 CPU 選擇到作業系統調整，本文提供了一個系統性的架構設計思維，讓讀者能更有效地掌握邊緣計算的技術核心。

邊緣計算硬體元件

在邊緣計算中，硬體元件的選擇對於系統的效能和功耗有著重要的影響。除了中央處理器（CPU）以外，還有許多其他的硬體元件可以用來加速特定的任務，例如圖形處理單元（GPU）、數字訊號處理器（DSP）等。

固定功能矽晶元件

固定功能矽晶元件是指那些被設計用來執行特定任務的硬體元件，例如影像訊號處理、音訊訊號處理、加密和解密等。這些元件可以大大提高系統的效能和功耗效率。常見的固定功能矽晶元件包括：

• 影像訊號處理塊和管道
• 圖形處理單元（GPU）用於影像和一般計算
• 數字訊號處理器（DSP）用於音訊輸入、音訊輸出和實時訊號分析
• 壓縮和解壓縮器
• 加密加速器（Advanced Encryption Standard，AES）
• 硬體輔助推理引擎用於矩陣乘法和卷積神經網路加速

啟動和安全模組

啟動和安全模組是邊緣計算系統中非常重要的元件。Trusted Platform Module（TPM）是一種硬體模組，用於驗證軟體的完整性、儲存加密金鑰和保護密碼。TPM可以提供以下功能：

• 根信任報告
• 根信任儲存介面
• 金鑰儲存
• 隨機數生成用於金鑰生成
• 加密功能：加密/解密、簽名、金鑰認證、SHA-1雜湊生成

TPM可以是一個獨立的硬體模組，也可以與主系統單元（SOC）整合在一起。它透過低速SPI介面與SOC進行通訊。在啟動過程中，TPM會驗證第一階段啟動程式碼的完整性，如果驗證成功，則啟動過程會正常進行。

邊緣計算硬體例項

以下是幾個邊緣計算硬體例項：

• NXP LPC54018：用於遠端邊緣計算，例如語音助手或移動車輛遙測計算機
• Advantech Edge Server：小型化計算機，用於惡劣環境，相容x86軟體，能夠執行完整的Microsoft Windows堆疊
• Supermicro：1U資料中心刀片外殼，用於邊緣計算，使用低端Intel Xeon晶片組，但仍然是最強大的計算裝置

每個硬體例項都有其特點和應用場合，選擇合適的硬體元件對於邊緣計算系統的效能和功耗有著重要的影響。

圖表翻譯：

  graph LR
    A[邊緣計算硬體] --> B[固定功能矽晶元件]
    B --> C[影像訊號處理]
    B --> D[音訊訊號處理]
    B --> E[加密和解密]
    A --> F[啟動和安全模組]
    F --> G[Trusted Platform Module]
    G --> H[根信任報告]
    G --> I[金鑰儲存]
    G --> J[加密功能]

內容解密：

邊緣計算硬體元件的選擇對於系統的效能和功耗有著重要的影響。固定功能矽晶元件可以大大提高系統的效能和功耗效率。啟動和安全模組是邊緣計算系統中非常重要的元件，TPM可以提供根信任報告、金鑰儲存和加密功能。選擇合適的硬體元件對於邊緣計算系統的效能和功耗有著重要的影響。

IoT 模組技術概覽

在物聯網（IoT）應用中，選擇合適的模組是非常重要的。不同的模組提供了各自的優點和功能，讓開發者可以根據自己的需求進行選擇。以下，我們將介紹幾種常見的IoT模組，包括Advantech Edge Server EIS-D210、Supermicro 1019C-HTN2，以及比較ARM M4、Intel Celeron和Intel Xeon E-2200等CPU的特點。

Advantech Edge Server EIS-D210

Advantech Edge Server EIS-D210是一種高效能的邊緣伺服器，適合於IoT應用中的資料處理和分析。它支援多種作業系統，包括Windows和Linux，提供了豐富的介面和擴充能力。EIS-D210的硬體規格包括：

• CPU：支援多種CPU選擇，包括Intel Core i系列
• 記憶體：支援多種記憶體容量和型別
• 儲存：支援多種儲存選擇，包括HDD和SSD

Supermicro 1019C-HTN2

Supermicro 1019C-HTN2是一種高密度的伺服器，適合於雲端運算和IoT應用中的資料儲存和處理。它支援多種CPU選擇，包括Intel Xeon E-2200系列，提供了高效能和低功耗的優點。1019C-HTN2的硬體規格包括：

• CPU：支援Intel Xeon E-2200系列CPU
• 記憶體：支援多種記憶體容量和型別
• 儲存：支援多種儲存選擇，包括HDD和SSD

CPU 比較

以下是ARM M4、Intel Celeron和Intel Xeon E-2200等CPU的比較：

內容解密：

在上述比較中，我們可以看到ARM M4、Intel Celeron和Intel Xeon E-2200等CPU的不同特點。ARM M4是一種低功耗的CPU，適合於IoT應用中的低功耗需求。Intel Celeron是一種中等效能的CPU，適合於IoT應用中的中等需求。Intel Xeon E-2200是一種高效能的CPU，適合於IoT應用中的高效能需求。

圖表翻譯：

以下是ARM M4、Intel Celeron和Intel Xeon E-2200等CPU的架構圖：

  graph LR
    A[ARM M4] -->|低功耗|> B[IoT應用]
    C[Intel Celeron] -->|中等效能|> D[IoT應用]
    E[Intel Xeon E-2200] -->|高效能|> F[IoT應用]

在這個圖表中，我們可以看到ARM M4、Intel Celeron和Intel Xeon E-2200等CPU的不同特點和適用範圍。

顯示核心技術分析

在現代電腦系統中，顯示核心（Graphics Processing Unit, GPU）扮演著重要的角色，尤其是在圖形渲染、科學計算和人工智慧等領域。Intel HD Graphics和UHD Graphics是Intel公司針對主流市場推出的整合顯示核心，旨在提供基本的圖形處理能力。

顯示核心架構

Intel HD Graphics和UHD Graphics都是根據Intel的Gen系列架構設計，主要差異在於支援的顯示輸出、圖形處理能力和功耗。例如，UHD Graphics 630相比HD Graphics 620，具有更高的時脈頻率和更強的圖形處理能力。

時脈頻率和功耗

時脈頻率是顯示核心的重要引數，直接影響其圖形處理能力。Intel HD Graphics的時脈頻率通常在200 MHz左右，而UHD Graphics的時脈頻率可以達到350 MHz。功耗（TDP）也是顯示核心的重要指標，Intel HD Graphics的功耗通常在1.2W左右，而UHD Graphics的功耗可以達到8W。

快取記憶體

快取記憶體（Cache）是顯示核心中的重要組成部分，用於暫存頻繁訪問的資料。Intel HD Graphics和UHD Graphics都具有多級快取記憶體，包括L1、L2和L3快取。L1快取通常用於儲存最常訪問的資料，L2快取用於儲存較少訪問的資料，而L3快取則是共享的，用於儲存所有核心共享的資料。

核心數量和多執行緒

核心數量和多執行緒技術是顯示核心的另一個重要方面。Intel HD Graphics和UHD Graphics都支援多核心和多執行緒技術，允許多個執行緒同時執行，從而提高圖形處理能力。

應用場景

Intel HD Graphics和UHD Graphics主要用於主流市場的筆記型電腦和桌面電腦，提供基本的圖形處理能力，適合日常辦公、瀏覽網頁和播放影片等應用。然而，對於更高需求的使用者，例如遊戲玩家和圖形設計師，可能需要更強大的獨立顯示核心。

圖表翻譯：

此圖表展示了顯示核心的架構和組成部分，包括時脈頻率、功耗、快取記憶體、核心數量和多執行緒等。透過這個圖表，可以更好地瞭解顯示核心的工作原理和組成部分。

記憶體和儲存系統

在現代計算系統中，記憶體和儲存系統扮演著至關重要的角色。它們負責儲存和管理系統的資料，確保系統能夠高效地執行。

內部記憶體

內部記憶體是系統中最快的記憶體型別，通常用於儲存正在執行的程式和資料。常見的內部記憶體型別包括SRAM（靜態隨機存取記憶體）和DRAM（動態隨機存取記憶體）。在本系統中，內部記憶體的容量為4 GB DDR3和64 GB DDR4，且支援ECC（錯誤糾正碼）功能，以確保資料的完整性。

內部記憶體架構

內部記憶體的架構通常包括多個記憶體模組，透過記憶體控制器連線到系統匯流排。記憶體控制器負責管理記憶體的存取和重新整理，確保記憶體的資料正確性和完整性。

外部儲存

外部儲存是系統中用於儲存大量資料的儲存裝置。常見的外部儲存型別包括硬碟、固態硬碟和快閃記憶體。硬碟是最傳統的儲存裝置，使用旋轉盤和讀寫頭來儲存資料。固態硬碟是較新的儲存技術，使用flash記憶體來儲存資料，具有更快的存取速度和更低的功耗。

外部儲存選擇

在本系統中，外部儲存選擇包括microSD卡、64 GB SATA III SSD和4 TB M.2 NVMe SSD。microSD卡是一種小型的儲存卡，常用於移動裝置和嵌入式系統。SATA III SSD是一種高速的儲存裝置，使用SATA III介面來連線到系統匯流排。M.2 NVMe SSD是一種最新的儲存技術，使用M.2介面來連線到系統匯流排，具有更快的存取速度和更低的功耗。

無線通訊

無線通訊是系統中用於與其他裝置進行通訊的功能。常見的無線通訊技術包括Wi-Fi和藍牙。Wi-Fi是一種無線區域網技術，允許裝置之間進行通訊。藍牙是一種個人區域網技術，允許裝置之間進行通訊。

無線通訊選擇

在本系統中，無線通訊選擇包括802.11 b/g/n和802.11 2.4和5 GHz。802.11 b/g/n是一種Wi-Fi技術，支援2.4 GHz頻段。802.11 2.4和5 GHz是一種Wi-Fi技術，支援2.4 GHz和5 GHz頻段。藍牙4.1是一種藍牙技術，支援低功耗和高速度的通訊。

  flowchart TD
    A[系統] --> B[內部記憶體]
    B --> C[外部儲存]
    C --> D[無線通訊]
    D --> E[Wi-Fi]
    E --> F[藍牙]

圖表翻譯：

此圖示系統的記憶體和儲存架構，包括內部記憶體、外部儲存和無線通訊。內部記憶體包括SRAM和DRAM，外部儲存包括microSD卡、SATA III SSD和M.2 NVMe SSD。無線通訊包括Wi-Fi和藍牙。圖中展示了系統的各個部分之間的關係，展示了系統的整體架構。

邊緣計算裝置的IO功能與安全性

邊緣計算裝置的IO功能是其重要的組成部分，決定了它們與外部世界的互動能力。低速IO功能包括10個Flexcomm埠，支援序列埠、SPI、I2C、CAN、SDIO和GPIO等多種通訊協議。這些功能使得邊緣計算裝置可以連線各種外部裝置，實現資料收集、傳輸和控制。

在高速IO方面，邊緣計算裝置支援多種高速度介面，包括USB 3.0、VGA、PCI Express Gen2等。這些介面可以提供高速度的資料傳輸，支援高效能的應用程式。例如，USB 3.0可以提供最高5Gbps的資料傳輸速度，PCI Express Gen2可以提供最高5GT/s的資料傳輸速度。

除了IO功能，邊緣計算裝置還具有強大的安全性功能。例如，TPM（可信平臺模組）模組可以提供安全的啟動和加密功能，保護裝置的資料和程式。另外，邊緣計算裝置還支援加密映像啟動，確保裝置的軟體和資料的安全性。

在環境適應性方面，邊緣計算裝置可以在寬範圍的溫度下執行，從-40°C到105°C。這使得它們可以在各種環境中使用，包括工業、醫療和汽車等領域。

低速IO功能

低速IO功能是邊緣計算裝置的基本功能，包括：

• 10個Flexcomm埠，支援序列埠、SPI、I2C、CAN、SDIO和GPIO等多種通訊協議
• 2個RS232 UART，支援高效能的序列埠通訊
• 2個I2C，支援高效能的I2C通訊
• 2個SPI，支援高效能的SPI通訊

高速IO功能

高速IO功能是邊緣計算裝置的高階功能，包括：

• 4個USB 3.0，支援高速度的USB通訊
• 1個VGA，支援高效能的影片輸出
• 1個PCI Express Gen2，支援高效能的PCI Express通訊
• 2個SATA2，支援高效能的硬碟儲存
• 2個802.3 Gbit Ethernet，支援高效能的網路通訊
• 3個USB 3.1，支援高速度的USB通訊
• 2個DisplayPort，支援高效能的影片輸出
• 1個VGA，支援高效能的影片輸出
• 1個PCI Express Gen3，支援高效能的PCI Express通訊

安全性功能

安全性功能是邊緣計算裝置的重要組成部分，包括：

• TPM模組，提供安全的啟動和加密功能
• 加密映像啟動，確保裝置的軟體和資料的安全性

環境適應性

環境適應性是邊緣計算裝置的重要特性，包括：

• 寬範圍的溫度適應性，從-40°C到105°C
• 高效能的環境適應性，支援各種環境中的使用

  flowchart TD
    A[低速IO] --> B[序列埠]
    A --> C[SPI]
    A --> D[I2C]
    A --> E[CAN]
    A --> F[SDIO]
    A --> G[GPIO]
    H[高速IO] --> I[USB 3.0]
    H --> J[VGA]
    H --> K[PCI Express Gen2]
    H --> L[SATA2]
    H --> M[802.3 Gbit Ethernet]
    H --> N[USB 3.1]
    H --> O[DisplayPort]
    H --> P[VGA]
    H --> Q[PCI Express Gen3]
    R[安全性] --> S[TPM模組]
    R --> T[加密映像啟動]
    U[環境適應性] --> V[寬範圍的溫度適應性]
    V --> W[高效能的環境適應性]

圖表翻譯：

此圖表示邊緣計算裝置的IO功能、安全性功能和環境適應性。低速IO功能包括序列埠、SPI、I2C、CAN、SDIO和GPIO等多種通訊協議。高速IO功能包括USB 3.0、VGA、PCI Express Gen2等高速度介面。安全性功能包括TPM模組和加密映像啟動。環境適應性包括寬範圍的溫度適應性和高效能的環境適應性。

硬體部署中的環境保護

當硬體需要部署在無法控制環境條件的區域時，架構師必須選擇如何保護電子元件免受汙染和濕氣的影響，並減輕熱量問題。通常，電子元件會被放置在某種外殼中。電子業界使用國際公約來評估電子外殼的強度。

這個標準被稱為進入保護標誌，簡稱IP。IP測試是用來評估產品對水、灰塵和外來物體的滲入能力。一般而言，需要進行IP測試的產品包括電腦、實驗室裝置、許多醫療器械、燈具和需要保持無灰塵或抗濕的產品。封閉且可能被放置在危險場所的物品也需要IP評級。有關IP測試的標準，特別是MIL-STD-810（軍用）、RTCA/DO-160（無線電技術委員會航空）和IEC 60529（國際電工委員會）。它們被定義為國際標準EN 60529。

以下表格詳細介紹了IP評級的兩位編碼：

內容解密：

在上述表格中，我們可以看到IP評級的第一位數和第二位數的標記和描述。第一位數表示外來物體進入保護的等級，第二位數表示濕氣進入保護的等級。例如，IP67表示該產品可以防止大物體侵入和濕氣進入，且可以在1米深的水中浸泡30分鐘而不會受到損害。

圖表翻譯：

  graph LR
    A[IP評級] --> B[外來物體進入保護]
    A --> C[濕氣進入保護]
    B --> D[第一位數]
    C --> E[第二位數]
    D --> F[0或X: 未評級]
    D --> G[1: 防止大物體侵入]
    E --> H[0或X: 未評級]
    E --> I[1: 防止垂直滴水]

此圖表展示了IP評級的結構，包括外來物體進入保護和濕氣進入保護的等級。第一位數表示外來物體進入保護的等級，第二位數表示濕氣進入保護的等級。

防護等級

在評估防護等級時，瞭解不同等級的防護能力是非常重要的。以下是對各個等級的詳細解釋：

等級1：防止掉落的水滴和凝結

此等級的防護可以抵禦掉落的水滴和凝結，相當於每分鐘1毫米的雨量。這意味著裝置可以在輕微的雨中或潮濕的環境中正常運作。

等級2：防止物體入侵

等級2的防護可以防止不超過80毫米長度和12毫米直徑的物體入侵，例如手指。這可以確保裝置不會受到小型物體的損害。此外，當外殼傾斜高達15°時，也可以防止垂直滴落的水，相當於每分鐘3毫米的雨量。

等級3：防止入侵和水滴

此等級的防護可以防止直徑大於或等於1.5毫米的物體入侵，同時也可以防止水滴從高達60°的角度進入。這可以確保裝置在潮濕的環境中或受到輕微水滴的影響時仍能正常運作。

等級4：防止固體物體和水花入侵

等級4的防護可以防止直徑大於1毫米的固體物體入侵，例如電線、釘子和昆蟲。同時，也可以防止從任何方向噴出的水花，且至少持續10分鐘。

等級5：部分防塵和低壓水射流

此等級的防護可以提供部分的防塵保護，意味著裝置可以在有少量塵埃的環境中運作。同時，也可以防止6.3毫米的低壓水射流，壓力為30 kPa，來自任何方向。

瞭解這些防護等級可以幫助使用者選擇適合的裝置，以滿足特定的應用需求和環境條件。每個等級都對應著不同的防護能力，從而確保裝置的可靠性和安全性。

防護等級與應用

在各種應用中，裝置的防護等級是一個非常重要的因素，尤其是在惡劣的環境中。防護等級是根據裝置對於外界環境的抵禦能力而定的，包括對於水、灰塵和其他粒子的抵禦能力。

IP防護等級

IP防護等級是一種國際標準，用於描述裝置對於外界環境的抵禦能力。IP代表"Ingress Protection"，即進入保護。IP防護等級由兩個數字組成，第一個數字代表裝置對於固體物體的抵禦能力，第二個數字代表裝置對於水的抵禦能力。

對於固體物體的抵禦能力

• 0：無保護
• 1：保護對於直徑大於50mm的固體物體
• 2：保護對於直徑大於12.5mm的固體物體
• 3：保護對於直徑大於2.5mm的固體物體
• 4：保護對於直徑大於1mm的固體物體
• 5：保護對於灰塵和其他粒子
• 6：完全保護對於灰塵和其他粒子

對於水的抵禦能力

• 0：無保護
• 1：保護對於垂直滴落的水
• 2：保護對於垂直滴落的水，裝置傾斜15°
• 3：保護對於低壓水噴射
• 4：保護對於高壓水噴射
• 5：保護對於強烈水噴射
• 6：保護對於高壓水噴射和強烈水噴射
• 7：保護對於短暫浸入水中
• 8：保護對於長時間浸入水中
• 9K：保護對於高壓和高溫水噴射

實際應用

在實際應用中，裝置的防護等級需要根據具體的使用環境和要求來選擇。例如，在邊緣計算系統中，裝置可能需要具有高防護等級，以抵禦惡劣的環境條件。

例如，一個裝置的防護等級為IP68，意味著它是"灰塵緊密"和保護對於長時間浸入水中的。這種裝置可以應用於需要高防護等級的環境中，例如在工業控制系統或醫療裝置中。

圖表翻譯：

上述流程圖描述了防護等級的分類和實際應用。首先，防護等級被分為對於固體物體的抵禦能力和對於水的抵禦能力。然後，根據具體的使用環境和要求，選擇合適的裝置。最終，裝置可以在惡劣的環境中正常工作。

作業系統選擇

作業系統是邊緣計算系統的基礎，選擇一個合適的作業系統需要考慮許多因素。從架構師的角度來看，作業系統的選擇需要仔細評估，因為它將成為未來幾代軟體解決方案的基礎。作業系統是一層軟體抽象和保護層，位於硬體和應用程式之間。它提供了一個應用程式二進位制介面（ABI），允許軟體在其上執行。

作業系統選擇點

在許多情況下，硬體OEM會提供或推薦一個作業系統和板級支援包（BSP）供其設計的硬體使用。其他情況下，作業系統的選擇可能不那麼明確，尤其是針對特定用途的硬體。以下是架構師在選擇作業系統時需要考慮的問題：

• 作業系統的成本：是公共授權如Linux，還是商業授權如Windows？
• 是否有支援合同？
• 是否需要實時響應，作業系統是否支援實時操作，或者有擴充套件？
• 作業系統支援哪種處理器架構（ARM，x86）？
• 作業系統是否支援所有必要的處理器特性：虛擬記憶體，多級快取，SIMD擴充套件，浮點運算模擬？
• 如何獲得套件或擴充套件：Linux：APT，yum，RPM，PACMAN？
• 有多少套件或擴充套件可供此作業系統分發使用？

邊緣計算

邊緣計算是指在靠近資料來源的位置進行資料處理和分析，以減少延遲和提高效率。邊緣計算系統需要一個合適的作業系統來支援其執行。

典型啟動過程

典型的Unix啟動過程包括以下步驟：從電源啟動到圖形使用者介面。這個過程包括了最重要的啟動流程元素。早期啟動可能會更早地開始，使用TPM（可信平臺模組）來保證啟動過程的安全性。

作業系統調整

作業系統如Linux允許新增各種框架，工具，實用程式和套件到系統的韌體映像中。然而，在構建可靠和強大的邊緣基礎系統時，需要謹慎對待。構建邊緣機器的基礎映像的哲學是提供最小的套件和庫來執行給定的任務。

邊緣平臺

邊緣平臺的軟體和應用程式定義了其目的。當您擴充套件邊緣裝置時，遠端管理它們變成了一個挑戰。當然，自定義控制和部署模型存在並被使用於生產環境。然而，今天，我們有商業化的邊緣管理框架以及根據容器的方法來簡化遠端邊緣計算機的軟體部署和管理。

圖表翻譯：

  graph LR
    A[電源啟動] --> B[TPM]
    B --> C[BIOS/EFI]
    C --> D[載入作業系統]
    D --> E[啟動過程]
    E --> F[圖形使用者介面]

此圖表顯示了典型的Unix啟動過程，從電源啟動到圖形使用者介面。它包括了TPM，BIOS/EFI，載入作業系統，啟動過程和圖形使用者介面等步驟。

虛擬化技術在邊緣計算中的應用

邊緣計算（Edge Computing）是一種新的計算模式，旨在將計算資源和服務推向更接近使用者的位置，以提高計算效率和降低延遲。虛擬化技術是邊緣計算的重要基礎，因為它可以提供一個高效、可擴充套件和安全的計算環境。

虛擬化技術的型別

虛擬化技術可以分為幾種型別，包括：

• 硬體虛擬化（Hardware Virtualization）：是一種硬體級別的抽象，通常可以執行任何可以在裸機上執行的軟體。它使用了一種叫做hypervisor的軟體來管理一個或多個虛擬機器在處理器上，並可以支援透過硬體IO虛擬化來虛擬化硬體到多個虛擬作業系統。這種技術需要處理器和硬體的支援，通常在高階處理器上找到，如ARM Cortex A系列。
• 半虛擬化（Para-virtualization）：提供了一個叫做硬體抽象層（HAL）的抽象層，需要特殊的驅動程式。這些驅動程式透過底層的hypervisor連線到硬體，並透過hypercalls存取硬體。這種虛擬化需要對客戶作業系統進行修改，以啟用這種虛擬化，並提供客戶作業系統更高的效能和直接與hypervisor通訊的能力。
• 容器化（Containerization）：是一種在應用程式級別的抽象，沒有hypervisor和客戶作業系統。容器只需要主機作業系統提供基本服務。容器之間保持隔離，提供了一種類似於虛擬機器的保護級別。容器管理器也可以適應機器資源的變化，例如動態地在執行時為容器分配更多的記憶體。

容器化在邊緣計算中的優勢

容器化在邊緣計算中特別具有吸引力，因為它提供了一種輕量級和可攜帶的方法來構建和部署應用程式到邊緣計算機。由於容器化不需要客戶作業系統，它比傳統的虛擬化更為精簡和資源高效，這對於資源受限的邊緣裝置來說至關重要。此外，容器化允許對一個合格且工作的映像進行容器化，並對該映像進行修改和測試。容器也非常可攜帶，可以在任何環境中部署和在幾乎任何主機作業系統上執行。

內容解密：

• 虛擬化技術：是一種將物理硬體資源抽象化的技術，允許多個虛擬機器或容器在單一物理硬體上執行。
• 邊緣計算：是一種新的計算模式，旨在將計算資源和服務推向更接近使用者的位置，以提高計算效率和降低延遲。
• 容器化：是一種在應用程式級別的抽象，沒有hypervisor和客戶作業系統。容器只需要主機作業系統提供基本服務。

圖表翻譯：

  graph LR
    A[虛擬化技術] --> B[硬體虛擬化]
    A --> C[半虛擬化]
    A --> D[容器化]
    B --> E[Type-1 hypervisor]
    B --> F[Type-2 hypervisor]
    C --> G[硬體抽象層]
    D --> H[容器管理器]

這個圖表展示了虛擬化技術的不同型別，包括硬體虛擬化、半虛擬化和容器化。每種型別都有其自己的特點和應用場景。透過這個圖表，可以更好地理解虛擬化技術的概念和邊緣計算中的應用。

邊緣計算硬體正經歷著一個快速發展和多元化的階段。透過多維比較分析，我們可以看到，從低功耗的ARM架構到高效能的x86架構，不同的硬體平臺正針對不同的應用場景進行最佳化。固定功能矽晶片，如GPU和DSP，也越來越多的被整合到邊緣裝置中，以加速特定的任務，例如影像處理和機器學習。同時，安全模組，如TPM，也變得越來越重要，以確保邊緣裝置的安全性和可靠性。然而，邊緣計算硬體的發展也面臨著一些挑戰，例如功耗、成本和安全性。技術團隊應著重於解決這些核心挑戰，才能釋放邊緣計算硬體的完整潛力。玄貓認為，隨著技術的進步和市場需求的推動，邊緣計算硬體將會更加成熟和普及，並在更多領域得到廣泛應用。