元宇宙协议Caduceus：元宇宙为何需要边缘计算？

元宇宙是人们的想象与现实技术条件之间的耦合。当前VR、AR、人工智能、区块链、物联网都和元宇宙有所关联。元宇宙中有大量的程序需要计算，构成元宇宙的虚拟内容、区块链网络、人工智能技术都离不开算力的支撑。

据Gartner研究报告预测，到2025年，75%的企业数据将在边缘侧进行处理。由此可见，边缘计算背后蕴藏着巨大的市场。边缘计算和元宇宙发展存在着什么样的关系？未来将如何？本文将深入浅出，详细阐述Caduceus边缘计算技术的理解与思考。

当前用户使用元宇宙的场景顺序和相应的特征，大致可以分为以下5个方面：

1.先接入，强调沉浸体验，以XR和数字孪生为主要技术;

2.再互动，强调高仿真互动,包括3D引擎、实时渲染、数字孪生等技术;

3.同时使用数字内容，需要虚拟物品/空间的创作;

4.规则和身份，支持虚拟世界不同用户、实体间相互识别和交互的基础，以区块链技术为基础;

5.大规模持续在线使用，确保虚拟世界像现实世界一样持续运转和实时反馈，需要大量、高速的计算和信息传输能力。

在现阶段，实时渲染、边缘节点、分布式网络带宽、算力资源等前置技术支持，对元宇宙发展发挥着重要作用。我们将其称为支撑元宇宙发展的技术体系。

例如元宇宙里建筑的建模、显示就需要大量的算力来进行渲染，及时的信息反馈也需要强大的运算能力。因此越高的算力可以构建出体验感越强的元宇宙。游戏产业每一次重大的飞跃，都源于计算能力和视频处理技术的更新与进步，元宇宙亦是如此。

元宇宙搭建在数据中心的基础设施上，元宇宙的背后需要入口硬件设备、运算算力设施、高带宽低延时网络以及一系列引擎和建模工具。数据中心的投资将受益于元宇宙的去中心化、空间计算和新型数字体验需求，尤其对于GPU和DPU的需求十分庞大。

边缘计算是基于云计算核心技术，构建在边缘基础设施之上的新型分布式计算形式，在边缘端靠近最终用户提供计算能力，是一种靠近数据源的现场去中心化云计算。

传统计算中，用户是调用自有的单一IT资源；而云计算则好像是建了一个大型“IT资源池”，输出给所有的用户来用，用户就可以根据自己的需要来选择相应的IT资源。如果用户需要更多的算力或存储，而本地的机器无法满足，那么就可以通过从云端来获取“外援”。一个云端GPU不够，那就再来几个，按需取用，既方便又不至于产生浪费。

尽管从理论上看，云计算凭借其强大的数据中心，为业务应用提供算力池，弹性扩展的计算服务，貌似可以承担元宇宙产生的巨大运算和存储需求，但是其缺陷也是很明显的。比较重要的一点是，在执行云计算时，有大量的数据要在本地和云端之间进行交换，这可能会造成明显的延迟。尤其是数据吞吐量过大时，这种延迟就更加严重。对于元宇宙的用户来说，使用体验可能非常不好。

边缘计算则可以有效解决这些问题。边缘计算能够在本地或者附近的边缘数据中心处理数据，由于其收集的信息不必传输到传统的云设施上，因此可以极大地提升智能设备的响应速度。作为云计算的延伸，边缘计算提出了更大带宽、更低时延、更广覆盖的可能。相较云计算而言，Caduceus利用边缘计算技术聚焦在实时性、短周期数据、本地决策等业务场景方面；比如当下热门的音视频直播、IoT、产业互联网，虚拟现实，元宇宙等场景，将工作负载会下沉至离终端设备或者靠近最终用户的地方，以此实现更低的网络延迟，保证用户流畅的使用体验。

而且Caduceus边缘计算技术的应用还可以更好地保护用户的隐私。相比于传统的互联网，元宇宙将收集比以往任何时候都多的用户数据，其产生的隐私风险也将比以往任何时候都更为严重。现在的云服务大多是被一些互联网巨头掌握的，这些巨头在收集用户信息方面可谓是不遗余力。这意味着，用户在畅游元宇宙的同时，自己的所有数据、行动轨迹，甚至生物信息都在时时刻刻遭到巨头们的窥视。

边缘计算允许在边缘设备上处理和存储数据，可以给用户隐私提供更好的保护。一方面，边缘服务不仅可以在授权过程中从应用程序中删除高度私密的数据，以保护用户隐私。另一方面，边缘平台还可以更方便地使用“联邦学习”（Federated Learning）等可以保护用户隐私的算法，这是一种区别于传统的集中化学习的机器学习算法，在采用这样的算法之后，机器学习就能够不再和隐私发生相关的冲突。

边缘计算能很好的解决中心流量拥堵和智能终端快速增长带来的计算资源匮乏等问题，是解决未来数字化难题的重要路径。元宇宙需要边缘计算来处理优化，高质量的交互体验需要边缘算力来作为底层基础，由此可见，边缘计算是元宇宙实现路径的重要支撑。