5G推动AI边缘运算发展

不同于4G或3G，在经济部技术处的支持下，我国在国际行动标准组织3GPP制定完整5G标准前，参与标准制定并握有「标准必要专利(Standard Essential Patent，SEP)」，在国际上争取话语权及专利授权的商机。

除参与标准制定外，在这波5G时代浪潮，台湾产业切入的市场利基点在于智慧手机、小型基地台及边缘运算，其中IC设计大厂联发科已如火如荼研发5G智慧手机晶片许久，也握有5G电信技术的核心关键组件，是相对领先切入5G市场的业者。

在小型基地台(小基站)方面，国际上多家重量级电信业者在5G基础建设的策略是採取开放式虚拟无线接取网路(Open Radio Access Network，ORAN)的新架构，透过云端化、虚拟化让电信等级的基地台介面更开放及更标准化，如日本电商乐天集团宣布，以软硬体结构模式建置电信网路，採用云达的COTS(Commercial off the shelf，商用现货软体)，试图打破多年来已形成的电信设备採购的寡占化情形。

由于小基站架构採用分散式的开放性架构，逐渐走向白牌化，ORAN不论硬体或软体可个别进入市场，让国内伺服器厂商与网通厂商都有进入电信设备市场的机会，因此国产小基站明年即能与其他国家同时推出，成为歷代行动通讯罕见的局面，下个挑战是在实测与国际厂商竞争效能，争取潜在客户。

台湾5G小基站产品市场化成功与否，可从以下两面向观察，第一，台湾小基站是否能与其他国际厂商竞争脱颖而出，拿下潜在客户订单，第二，5G小基站的建设价值，5G的频段比4G高，就物理特性，讯号强度会随距离而衰减，尤其是毫米波，因此若要提高5G的覆盖率，就必须架设更多的基地台。

虽有5G跟4G并存，小基站需求布建量可能不会有如想像中多的说法，的确在5G频段初阶段的主流频段Sub-6 GHz、也就是6 GHz以下的中低频来说，因波束长、发射距离较远，能以较少的基站支援讯号传输，初期5G小基站需求可能不会如想像中大，布建当然也不会这么有规模。但发展到下一阶段高频的毫米波mmWave，因物理特性而言，频率愈高，波长愈短，穿透力就越强，但在穿透障碍物能量消耗，也会使传输距离变短，若是毫米波28 GHz～39 GHz的情境下，小基站布建量还是有相当的规模需求。

日本电商乐天集团与云达COTS合作，以软硬体结构模式建置5G网路的破坏式创新，预计将加剧价格竞争并颠覆电信龙头寡占局面，乐天集团的后续发展成功与否，成为近来资通讯产业最紧张关注的动向。

目前南韩、美国、中国、日本、印度以及欧洲许多国家都在进行5G布局，2019年号称为5G商转元年。「低延迟」特性在5G通讯最为人所关注特点，广泛应用在AR/VR、车联网等方面，其中原因在于将所有资料和数据在「边缘」处理完成，也就是资料不用再运送到云端中心伺服器处理，改在离使用者较近的伺服器处理完成，除加速资料处理外，也大幅降低成本，边缘运算「在地」就近特性，成为台湾厂商可以关注的另一个重点。

4G也有边缘运算技术，但重要性不如5G时代，因为低延迟的需求，更加突显出边缘运算重要性。国际电信联盟(ITU-R)订出5G的服务需求标准，无线端的低延迟时间标准为1毫秒，点对点的延迟时间标准是5～10毫秒，以现今将资料上传云端运算的时间，将无法达到5G的延迟标准，尤其是大量资料量使用时，传回使用者本地端势必延迟，因此边缘运算将是解决5G应用低延迟的最佳方案。

以公共场所建置的监控摄影机为例，一部硬体虽仅要价12美元，但使用上会产生各种不同成本，包括耗电量、连线费用、云端储存及运算等，如果摄影机取得的影像都传到云端处理，每分钟就要花费60多美元的成本，并不符合效益，在5G引爆物联网应用的时代，AI与边缘运算的结合显得特别迫切。

即时影像分析需即时传输及运算大量影像资讯，预计将是AI边缘运算最快实现的应用，攸关治安的监视系统，为即时掌握动态及快速回应，必须在边缘端配备AI分析引擎，以便随时掌握动态，又如智慧照护或医疗，对幼童或老人的日常监控，或者医院如何即时追踪每个病患、每张病床及每套医疗器材，都可透过视讯和影像分析来达成更便利的管理。

AI边缘运算除应用在智慧医疗上，智慧零售及智慧制造也是未来重要应用场景。如amazon go近期已有无人商店问市，各大零售业者，也正利用影像分析工具掌握实体店内的消费者行为，智慧制造当然是不可忽视的一环，在工业生产的流程中，每一道制程都可仰赖视讯分努来改善品质和效率。

值得注意的是，边缘运算的技术有「在地化的主场优势」。举例来说，国际大厂Google可能在彰化建置资料中心，但很难在各大都市每一区的基地台盖小型资料中心，无论空间或时间皆不符合经济成本，这也为台湾的电信业者、或是积极发展边缘运算的产业，带来商机。

本地厂商在基地台布署边缘运算的小型资料中心基础设施后，未来国际大厂若需使用，台厂就能以租赁方式营运，其实美国也有新创公司已启动边缘运算的基础设备布建，边缘运算将是台湾5G开发应用的新契机，能提供新的边缘运算服务。

从技术面来说，一般用途的AI边缘运算平台只须要简单的处理器、加速器硬体系统，再搭配AI软体技术DNN(深度神经网路)即可建构，AI边缘计算平台的另一个要件是DNN模型的编译，将模型训练为可执行的程式，以便在任何硬体上都能使用。

目前业界也发展出多用户边缘运算架构，亦即称为HaaS的硬体租赁服务，让不同用户可租用边缘运算伺服器，并根据自身需求来远端设定和存取。工研院也发展出一套性能优异的相关平台，称之为BAMPI(Bare-Metal Provisioning from ITRI)。该云端系统软体可进行资料中心自动化软硬体部署，透过简易的使用者介面，提供远端安装、更新软体、设定作业系统组态的自动化工具，能同时支援部署500台以上的伺服器。

根据研究机构IDC预测，全球边缘运算市场规模2018年已来到43.6亿美元，2022年将达121亿美元，年复合成长率高达26%。另一方面，电脑视觉、监控影像分析等市场，产值也将在2023年各自达到254.3亿美元及85.5亿美元。这些数字无异预告了，「AI」加上「边缘运算」带来的庞大商机。

总结来说，在即将来临的新时代，AI边缘运算象徵了全新契机，相关商用产品或解决方案包括：AI边缘运算系统、DNN训练系统、替不同应用打造的DNN模型，目前也已开始应用于机场影像监控系统、ETC即时车牌辨识引擎、ADAS先进驾驶辅助的感知系统、可扩充自动光学检测等，在这些领域，台湾都享有硬体制造以及系统整合的优势，更应能掌握AI边缘运算的商机。

另外，电竞赛事热度不断上升，热门程度不输NBA，5G与电竞、无人机等新兴应用结合，不但具商业性，也能够充分突显5G特点，电竞无人机是未来5G低延迟、大频宽、高可靠的应用重点发展选项之一，国外已有电竞无人机的案例出现。

无人机与虚拟实境(VR)穿戴式装置结合，进行第一人称视角的无人机竞赛。参赛者以无人机的飞行视角融入比赛，每个人眼睛看到、大脑认知的景象，均来自无人机上的摄影机，于高速飞行下，避开突如其来的未知障碍，甚至还可设计电竞无人机的虚拟比赛环境背景，如北京紫禁城等。