李宏霞

（呼和浩特職業(yè)學(xué)院計(jì)算機(jī)信息學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000）

0 引 言

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，各種新型計(jì)算技術(shù)在各行各業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，云計(jì)算技術(shù)就是其中的典型。尤其是近年來隨著無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面積越來越大，云計(jì)算在各種移動(dòng)終端中得到了廣泛應(yīng)用，逐漸成為市場(chǎng)發(fā)展前景廣闊的新型技術(shù)。云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用帶動(dòng)了計(jì)算機(jī)行業(yè)的革新，尤其是在綠色網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域。目前，計(jì)算機(jī)行業(yè)正在朝著低能耗發(fā)展，5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)與合理應(yīng)用可以起到降低能耗的作用[1]。此外，5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)極大程度地促進(jìn)了云計(jì)算的發(fā)展。

1 主要概念闡述

1.1 5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展

5G是前4代移動(dòng)通信技術(shù)的升級(jí)，集前4代通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)于一身，不僅效率高，而且覆蓋面也比較廣，屬于新型通信技術(shù)。5G通信技術(shù)具有較高的傳輸效率、較廣的覆蓋范圍以及更加安全的信息傳輸方式，在很大程度上彌補(bǔ)了4G通信技術(shù)的缺陷[2]。5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展對(duì)我國(guó)通信行業(yè)的發(fā)展具有非常大的提升作用，提高了移動(dòng)通信效果，有效滿足了用戶的使用需求。

1.2 云計(jì)算

云計(jì)算技術(shù)即利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行計(jì)算、處理，并將其整合成多個(gè)小程序，之后再利用服務(wù)器中的技術(shù)分析這些小程序，最后獲得用戶所需的結(jié)果，滿足用戶的實(shí)際需求。云計(jì)算的應(yīng)用范圍，如圖1所示。

圖1 云計(jì)算的應(yīng)用范圍

早期云計(jì)算的本質(zhì)為分布式計(jì)算，具體而言就是將信息數(shù)據(jù)的計(jì)算任務(wù)進(jìn)行分發(fā)，最后將各自計(jì)算結(jié)果整合到一起[3]。移動(dòng)云計(jì)算技術(shù)的特點(diǎn)可以概括為以下3個(gè)方面。

（1）存儲(chǔ)數(shù)據(jù)比較便捷。利用移動(dòng)云計(jì)算技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算時(shí)，可以通過網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)大功能讓用戶隨時(shí)隨地進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，而且不受空間限制。與此同時(shí)，移動(dòng)云計(jì)算也支持不同用戶間的數(shù)據(jù)、資源共享。

（2）移動(dòng)云計(jì)算技術(shù)的服務(wù)內(nèi)容更具針對(duì)性。由于不同用戶對(duì)云計(jì)算需求的側(cè)重點(diǎn)不同，因此為了提高用戶體驗(yàn)，必須要針對(duì)不同用戶提供具有針對(duì)性的服務(wù)內(nèi)容，以不斷擴(kuò)大云計(jì)算服務(wù)的覆蓋面，如圖2所示。移動(dòng)云計(jì)算技術(shù)以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，不僅可以讓不同用戶之間實(shí)現(xiàn)資源共享，而且還能節(jié)約能源、降低成本[4]。

圖2 云服務(wù)的范圍

（3）具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力。移動(dòng)云計(jì)算在處理數(shù)據(jù)時(shí)，雖然智能手機(jī)的CPU不低，在利用智能手機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理時(shí)，還是會(huì)受到一定程度的限制，而移動(dòng)云計(jì)算技術(shù)則彌補(bǔ)了智能手機(jī)的不足，提高了數(shù)據(jù)處理效率與質(zhì)量。

2 5G網(wǎng)絡(luò)對(duì)移動(dòng)云計(jì)算的影響

5G網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)對(duì)移動(dòng)云計(jì)算產(chǎn)生的影響非常大，具體可以概括為以下兩個(gè)方面。一是5G網(wǎng)絡(luò)能夠帶給用戶更好的使用體驗(yàn)，從而增強(qiáng)用戶對(duì)云計(jì)算的信心。利用5G網(wǎng)絡(luò)，用戶下載藍(lán)光電影等的速度更快，而通過移動(dòng)云計(jì)算能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)上述媒體內(nèi)容的高效、科學(xué)計(jì)算，能夠提高用戶體驗(yàn)，促使用戶更加放心地應(yīng)用移動(dòng)云計(jì)算技術(shù)[5]。二是5G移動(dòng)通信技術(shù)的日益成熟帶動(dòng)了移動(dòng)云計(jì)算的發(fā)展，目前移動(dòng)云計(jì)算已經(jīng)可以在云端完成多且復(fù)雜的數(shù)據(jù)計(jì)算，用戶能夠直接通過網(wǎng)絡(luò)獲得所需的計(jì)算結(jié)果。簡(jiǎn)而言之，5G網(wǎng)絡(luò)為移動(dòng)云計(jì)算的創(chuàng)新發(fā)展提供了平臺(tái)與環(huán)境[6]。

3 5G網(wǎng)絡(luò)下的云計(jì)算運(yùn)用

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)5G通信技術(shù)愈發(fā)成熟，推動(dòng)了移動(dòng)云計(jì)算應(yīng)用范圍的擴(kuò)大。目前，利用移動(dòng)云計(jì)算的優(yōu)勢(shì)可以推動(dòng)現(xiàn)代企業(yè)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)久、穩(wěn)定發(fā)展，在不斷提高效率的同時(shí)節(jié)約能源，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

3.1 云存儲(chǔ)

目前，云存儲(chǔ)已經(jīng)成為一種比較常見的數(shù)據(jù)在線儲(chǔ)存模式。通過網(wǎng)絡(luò)可以將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在虛擬服務(wù)器上，這些虛擬服務(wù)器一般是由第三方托管，并非專屬服務(wù)器。在托管公司的數(shù)據(jù)中心，具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求的用戶可以通過購(gòu)買、租賃等方式獲得存儲(chǔ)空間來進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。而數(shù)據(jù)中心則結(jié)合用戶的實(shí)際需求做好存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間以存儲(chǔ)資源的形式提供給用戶，用戶可自行存放數(shù)據(jù)。從實(shí)際情況來看，這種存儲(chǔ)資源可以分布在各種服務(wù)器主機(jī)上。云存儲(chǔ)系統(tǒng)是一個(gè)覆蓋范圍極廣、多區(qū)域分布的公用系統(tǒng)，其功能的實(shí)現(xiàn)依賴于強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，而5G技術(shù)的出現(xiàn)為云存儲(chǔ)系統(tǒng)的發(fā)展提供了強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境[7,8]。

3.2 建立移動(dòng)邊緣的云計(jì)算框架

移動(dòng)云計(jì)算構(gòu)架圖如圖3所示。在5G技術(shù)的支持下，云計(jì)算正式進(jìn)入到了移動(dòng)邊緣的計(jì)算模式當(dāng)中。相較于傳統(tǒng)計(jì)算模式，移動(dòng)邊緣計(jì)算模式不僅解決了移動(dòng)通信終端計(jì)算受限的問題，而且還可以提高傳輸效率，提升傳輸效果。移動(dòng)邊緣云計(jì)算模式的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在兩方面，一是計(jì)算能力超級(jí)強(qiáng)，可以顯著提升計(jì)算數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度；二是與移動(dòng)通信終端的距離相對(duì)較近，可以完成延時(shí)類的計(jì)算機(jī)計(jì)算任務(wù)。為了實(shí)現(xiàn)移動(dòng)邊緣的云計(jì)算模式，需要建立相應(yīng)的云計(jì)算框架，而5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以為移動(dòng)邊緣的云計(jì)算框架的建立提供支撐[9]。

圖3 移動(dòng)云計(jì)算架構(gòu)

3.3 采用DVFS任務(wù)節(jié)能調(diào)度計(jì)算

動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)整（Dynamic Voltage and Frequency Scaling，DVFS）技術(shù)屬于一種節(jié)能技術(shù)，采用DVFS任務(wù)節(jié)能調(diào)度計(jì)算即利用云計(jì)算來實(shí)現(xiàn)任務(wù)的有效調(diào)度，可以減少能源消耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。如圖4所示，在調(diào)度云計(jì)算任務(wù)時(shí)，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況合理調(diào)整芯片的頻率與電壓，以確保移動(dòng)通信段可以滿足實(shí)際需求，避免對(duì)芯片產(chǎn)生過度損耗，節(jié)約能源。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)的硬件基礎(chǔ)是基于所用芯片提供不同電壓的電源，再借助眾多可選擇的開關(guān)實(shí)現(xiàn)輸出多種電壓的目的[10]。DVFS的原理是在芯片制造工藝的基礎(chǔ)上使工作的電壓與頻率對(duì)應(yīng)，從而讓芯片的損耗情況與使用頻率之間形成正相關(guān)關(guān)系。由電力學(xué)知識(shí)可知，在一個(gè)電路中當(dāng)電容與電阻不變時(shí)，輸出功率會(huì)隨著電壓的升高而升高?；诖耍瑸榱舜_保用戶的使用安全，必須要結(jié)合實(shí)際情況來對(duì)工作的電壓進(jìn)行合理調(diào)整。當(dāng)輸出功率越來越高時(shí)，芯片工作時(shí)的電壓與頻率也會(huì)相應(yīng)地提高；當(dāng)輸出功率越來越低時(shí)，芯片工作時(shí)產(chǎn)生的電壓與頻率也會(huì)相應(yīng)地下降。

圖4 自適應(yīng)DVFS系統(tǒng)圖

4 結(jié) 論

信息化時(shí)代下，5G網(wǎng)絡(luò)憑借高效率、高穩(wěn)定性、高安全性等優(yōu)勢(shì)得到了廣泛應(yīng)用。利用5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以對(duì)企業(yè)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行高效且安全地處理，而且還可以在保證企業(yè)利益的前提下盡可能節(jié)約能源，降低能源消耗?；诖?，對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)下的云計(jì)算展開了分析。除此之外，5G網(wǎng)絡(luò)下移動(dòng)云計(jì)算的應(yīng)用也涉及到其他方面知識(shí)，包括人臉識(shí)別、人工智能領(lǐng)域以及無線電傳感等。5G技術(shù)擁有非常廣闊的發(fā)展前景，尤其是在物聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方面，未來5G網(wǎng)絡(luò)下的移動(dòng)云計(jì)算必將成為移動(dòng)服務(wù)領(lǐng)域的核心課題，其應(yīng)用中尚存在的一些問題也將逐漸得到妥善解決。