Edge computing là gì? Thành phần, lợi ích và ứng dụng thực tế

Last updated on 16 April, 2025

Với sự phát triển mạnh mẽ của các thiết bị thông minh và Internet vạn vật (IoT), Edge computing không chỉ đơn giản là một xu hướng công nghệ, mà còn là yếu tố then chốt giúp tối ưu hóa trải nghiệm người dùng và nâng cao hiệu suất hoạt động trong mọi lĩnh vực.

Thay vì phải phụ thuộc vào các trung tâm dữ liệu xa xôi, Edge computing cho phép xử lý dữ liệu ngay tại các điểm gần với người dùng, từ đó giảm độ trễ, tăng tốc độ và tiết kiệm chi phí. Điều này mở ra những cơ hội mới trong việc cải thiện hiệu quả vận hành, từ các nhà máy sản xuất, xe tự lái cho đến các thành phố thông minh. Edge computing đang dần thay đổi cách chúng ta tương tác với thế giới số.

Edge computing là gì?

Khái niệm Edge computing (điện toán biên)

Edge computing (Điện toán biên) là một công nghệ giúp xử lý dữ liệu ngay tại nơi dữ liệu được tạo ra, thay vì phải gửi dữ liệu đó về các trung tâm dữ liệu xa xôi (như điện toán đám mây). Ví dụ, khi bạn sử dụng điện thoại thông minh, các cảm biến hoặc thiết bị thông minh, thay vì phải gửi mọi thông tin về một máy chủ ở một nơi xa, việc xử lý và phân tích có thể diễn ra ngay tại thiết bị hoặc gần thiết bị đó.

Điều này giúp giảm thời gian chờ đợi (độ trễ), tiết kiệm băng thông và giảm tải cho các mạng internet, giúp mọi thứ hoạt động nhanh và hiệu quả hơn. Edge computing rất hữu ích trong các ứng dụng như xe tự lái, thiết bị đeo thông minh, hay nhà thông minh, nơi cần xử lý thông tin nhanh chóng và liên tục.

Edge computing hoạt động như thế nào?

Vị trí là yếu tố quan trọng trong Edge computing. Với sự gia tăng nhanh chóng của các thiết bị kết nối và lượng dữ liệu lớn truyền qua Internet, các trung tâm dữ liệu truyền thống đang gặp khó khăn trong việc xử lý tất cả dữ liệu này. Vì vậy, thay vì gửi tất cả dữ liệu về trung tâm dữ liệu, điện toán biên giúp di chuyển các tài nguyên tính toán đến gần nơi dữ liệu được tạo ra, tức là “vùng biên” (edge) của mạng.

Điều này không có nghĩa là phải di chuyển trung tâm dữ liệu về gần thiết bị, mà là thiết lập các máy chủ và bộ nhớ ở các vị trí gần các thiết bị tạo ra dữ liệu. Tùy vào hệ thống và nhà cung cấp dịch vụ mà doanh nghiệp sử dụng, các thiết bị và máy chủ có thể ở gần hơn về mặt mạng.

Dữ liệu sẽ được xử lý và lưu trữ ngay lập tức tại các vị trí gần thiết bị, thay vì gửi hết về trung tâm dữ liệu. Chỉ các thông tin quan trọng mới được chuyển về trung tâm dữ liệu chính. Việc này giúp giảm độ trễ (latency), tiết kiệm băng thông và tăng hiệu quả xử lý dữ liệu, đặc biệt là đối với dữ liệu theo thời gian thực.

Các thành phần chính của Edge computing

Dưới đây là các thành phần cơ bản trong hệ sinh thái Edge Computing:​

Thiết bị biên (Edge Devices)

Là các thiết bị thu thập và xử lý dữ liệu tại chỗ, ví dụ:

• Cảm biến IoT (nhiệt độ, độ ẩm, chuyển động)
• Máy ảnh thông minh, camera giám sát
• Thiết bị đeo tay thông minh
• Xe tự lái, robot công nghiệp​

Cổng biên (Edge Gateways)

Đóng vai trò như cầu nối giữa thiết bị biên và mạng trung tâm, giúp:

• Thu thập và chuyển tiếp dữ liệu
• Xử lý dữ liệu sơ bộ
• Quản lý kết nối và bảo mật

Máy chủ biên (Edge Servers)

Là các máy chủ nhỏ gọn, được đặt gần nguồn dữ liệu để:

• Xử lý và lưu trữ dữ liệu tạm thời
• Hỗ trợ phân tích dữ liệu thời gian thực
• Giảm tải cho trung tâm dữ liệu chính​

Hạ tầng mạng (Network Infrastructure)

Bao gồm các thành phần phần cứng và phần mềm cần thiết để hỗ trợ điện toán biên, bao gồm các thiết bị như:

• Router, switch, modem
• Công nghệ mạng 5G, Wi-Fi
• Mạng LAN, WAN

Những thành phần này giúp đảm bảo giao tiếp liền mạch, phân bổ tài nguyên hiệu quả và triển khai ứng dụng dễ dàng trên toàn mạng lưới biên.

Phần mềm và công cụ quản lý

Hỗ trợ phát triển và vận hành hệ thống Edge Computing, bao gồm:

• Hệ điều hành nhúng (Linux, Windows IoT)
• Nền tảng phân tích dữ liệu (Edge AI, Machine Learning)
• Công cụ quản lý thiết bị từ xa​

Phân biệt Edge computing (điện toán biên) và Cloud computing (điện toán đám mây)

Mặc dù cả điện toán biên và điện toán đám mây đều cung cấp tài nguyên tính toán, nhưng chúng khác nhau ở nhiều khía cạnh:

• Vị trí xử lý dữ liệu:

Trong Edge computing, việc xử lý dữ liệu diễn ra gần với nguồn dữ liệu, trong khi Cloud computing dựa vào các trung tâm dữ liệu tập trung. Sự khác biệt này giúp điện toán biên có lợi thế về độ trễ thấp hơn và khả năng ra quyết định theo thời gian thực tốt hơn.

• Khả năng mở rộng:

Điện toán đám mây cung cấp khả năng mở rộng gần như vô hạn, với khả năng phân bổ tài nguyên tùy theo nhu cầu. Ngược lại, điện toán biên có khả năng mở rộng hạn chế do giới hạn của phần cứng cục bộ. Tuy nhiên, điện toán biên có thể giảm bớt lo ngại về khả năng mở rộng bằng cách chuyển một số tác vụ lên đám mây khi cần thiết.

• Bảo mật và quyền riêng tư:

Một trong những đặc điểm nổi bật của Edge computing là tăng cường quyền riêng tư và bảo mật dữ liệu bằng cách xử lý thông tin nhạy cảm gần với nơi nó được tạo ra, giúp giảm nguy cơ bị lộ trong quá trình truyền lên đám mây. Ngoài ra, các thiết bị biên có thể áp dụng các biện pháp bảo mật tiên tiến như mã hóa và kiểm soát truy cập để bảo vệ dữ liệu.

Lợi ích của Edge computing

Để dễ hình dung, bạn có thể nghĩ về điện toán biên giống như việc sử dụng ngân hàng địa phương và cây ATM gần nhà thay vì phải đến trụ sở chính của ngân hàng nằm cách đó hàng trăm dặm. Thay vì phải lái xe một quãng đường dài để gửi tiền hoặc rút tiền mặt, bạn chỉ cần đi vài dãy nhà đến chi nhánh gần nhất, tiết kiệm rất nhiều thời gian và chi phí.

Nếu hàng xóm của bạn cũng làm như vậy, lưu lượng giao thông cũng sẽ giảm bớt. Đồng thời, trải nghiệm của bạn cũng an toàn hơn vì ít có nguy cơ gặp sự cố xe, tai nạn hay bị cướp tiền khi chỉ di chuyển trong khu vực gần nhà.

Các lợi ích của điện toán biên bao gồm:

Độ trễ thấp

Độ trễ là sự chậm trễ gây khó chịu mà bạn có thể gặp khi truy cập một trang web và phải chờ tải trang, hoặc khi bạn nhấn vào ứng dụng di động mà phải đợi lâu mới phản hồi. Điều này thường xảy ra khi quá trình xử lý và lưu trữ dữ liệu nằm ở xa. Khi các quy trình này được đưa về gần người dùng, tức là ở “biên”, các trải nghiệm kỹ thuật số gần như theo thời gian thực sẽ trở nên khả thi hơn.

Tiết kiệm chi phí và tăng hiệu suất

Bằng cách giảm lưu lượng truyền tải dữ liệu qua mạng, Edge computing giúp giảm chi phí liên quan đến băng thông, di chuyển và lưu trữ dữ liệu trên đám mây. Ngoài ra, khi dữ liệu được xử lý nhanh chóng với độ trễ thấp, các tổ chức có thể tận dụng hiệu suất vượt trội từ mạng lưới, hệ thống và ứng dụng của mình.

Trải nghiệm khách hàng tốt hơn

Nhờ cải thiện thời gian phản hồi và giảm độ trễ, Edge computing nâng cao trải nghiệm của khách hàng khi họ sử dụng các trang web hoặc ứng dụng.

Chủ quyền dữ liệu

Việc giữ dữ liệu ở phạm vi địa phương và không vượt qua biên giới quốc gia hoặc vùng lãnh thổ giúp các tổ chức tránh được các vấn đề về chủ quyền dữ liệu và dễ dàng tuân thủ quy định về quyền riêng tư dữ liệu.

Ra quyết định nhanh hơn

Edge computing cung cấp cho người dùng quyền truy cập nhanh hơn vào dữ liệu và phân tích, giúp họ đưa ra quyết định và hành động kịp thời. Nhờ tốc độ phản hồi cao và kết nối mạng ổn định, các nhà lãnh đạo doanh nghiệp có thể nhanh chóng nhận được dữ liệu cần thiết để đưa ra quyết định sáng suốt.

Tăng cường khả năng phục hồi

Bằng cách phân tán xử lý dữ liệu tới nhiều thiết bị và vị trí biên, điện toán biên tạo ra các tuyến truyền và xử lý dữ liệu thay thế, giúp loại bỏ nguy cơ gián đoạn do phụ thuộc vào một điểm trung tâm duy nhất như trong hệ thống máy chủ tập trung.

Ứng dụng thực tế của Edge computing và ví dụ đi kèm

Chúng ta đang sống trong một thế giới thông minh với các thiết bị hiện đại và công nghệ không ngừng phát triển. Do đó, nhiều người trong chúng ta thậm chí không nhận ra rằng mình đang được bao quanh bởi công nghệ Edge computing trong cuộc sống hằng ngày. Từ làm việc từ xa đến phẫu thuật từ xa, từ điện thoại thông minh đến thành phố thông minh, từ xe tự lái đến các thiết bị điều khiển bằng giọng nói, tất cả đều có thể thực hiện nhờ vào điện toán biên.

Edge computing rất quan trọng vì nó mở đường cho những ý tưởng đổi mới, giúp doanh nghiệp vận hành với hiệu suất tối đa, tăng cường an toàn và cải thiện hiệu quả vận hành ở cả cấp độ doanh nghiệp lẫn công nghiệp. Công nghệ này có thể ứng dụng rộng rãi trong mọi ngành nghề, từ ngân hàng, y tế, bán lẻ đến khai thác mỏ.

Dưới đây là một số ví dụ và trường hợp ứng dụng tiêu biểu của điện toán biên:

Sản xuất

Trong các nhà máy sản xuất, Edge computing hỗ trợ giám sát liên tục nhờ phân tích dữ liệu theo thời gian thực và học máy (machine learning). Điều này giúp nâng cao chất lượng sản phẩm nhờ các cảm biến bổ sung được lắp đặt trong nhà máy. Mục tiêu là đưa ra quyết định nhanh hơn liên quan đến hoạt động sản xuất, tận dụng dữ liệu chưa được khai thác và loại bỏ các rủi ro an toàn trong khu vực sản xuất.

Dầu khí, khai khoáng và công nghiệp khí đốt

Cơ sở hạ tầng như giàn khoan dầu, mỏ khai thác và các đơn vị khí đốt cần được giám sát liên tục để tránh các sự cố nguy hiểm. Edge computing đảm bảo các quy trình vận hành an toàn, ngay cả ở những khu vực xa xôi. Dữ liệu được xử lý tại chỗ giúp tối ưu hoạt động, nâng cao năng suất, đảm bảo an toàn cho người lao động và giảm tiêu thụ năng lượng.

Dịch vụ tài chính

Điện toán biên có thể tạo nên bước ngoặt cho lĩnh vực tài chính – ngân hàng. Do ngân hàng lưu trữ lượng lớn dữ liệu cá nhân, nhu cầu về băng thông và không gian lưu trữ là rất cao. Việc xử lý dữ liệu tại chỗ giúp tăng tốc độ và độ an toàn của dịch vụ ngân hàng. Ngân hàng cũng có thể sử dụng Edge computing để phân tích dữ liệu video từ các cây ATM theo thời gian thực nhằm đảm bảo mức độ an ninh, an toàn tuyệt đối.

Y tế

Ngành y tế có rất nhiều cơ hội để áp dụng điện toán biên, đặc biệt trong các thiết bị theo dõi sức khỏe. Công nghệ này có thể cải tiến dịch vụ lưu trữ hồ sơ bệnh án nội trú và ngoại trú. Khi các thiết bị như máy đo nhịp tim, nhiệt độ, đường huyết và các cảm biến y tế thu thập dữ liệu, Edge computing  kết hợp với tự động hóa và học máy có thể phát hiện sớm triệu chứng bất thường và hỗ trợ bệnh nhân kịp thời.

Bán lẻ

Ngành bán lẻ tạo ra lượng dữ liệu lớn từ thông tin bán hàng, camera giám sát, mã hàng tồn kho và các dữ liệu kinh doanh khác. Edge computing giúp cá nhân hóa trải nghiệm mua sắm, dự báo xu hướng và sở thích khách hàng, lên kế hoạch ưu đãi và chiến dịch mới, cũng như tối ưu việc đặt hàng từ nhà cung cấp để tránh tồn kho dư thừa.

Xe tự lái

Xe tự lái đòi hỏi khả năng phản ứng cực nhanh. Khi tích hợp công nghệ điện toán biên, xe có thể xử lý thông tin về tốc độ, tín hiệu giao thông, người đi bộ, điều kiện đường xá, phương tiện xung quanh… trong thời gian thực. Edge computing cần đảm bảo độ trễ bằng 0. Đây là yếu tố sống còn trong các tình huống nguy hiểm, khi mà một giây chậm trễ có thể quyết định giữa sự sống và cái chết.

Trò chơi điện tử (Gaming)

Một yêu cầu then chốt đối với game online và game trên nền tảng đám mây là tốc độ xử lý cao. Các trò chơi này thường gặp vấn đề về độ trễ, ảnh hưởng đến phản ứng và trải nghiệm của người chơi. Edge computing cải thiện trải nghiệm chơi game bằng cách đặt máy chủ gần người dùng hơn, giảm độ trễ và mang lại cảm giác chơi game mượt mà, sống động hơn.

Thành phố thông minh (Smart city)

Thành phố thông minh phụ thuộc vào lượng lớn dữ liệu. Edge computing có thể hỗ trợ vận hành mọi yếu tố trong thành phố như: xe tự hành, đèn đường thông minh, nhà máy thông minh, lưới điện thông minh và phương tiện công cộng. Tất cả nhằm nâng cao hiệu quả quản lý và vận hành đô thị.

Phát trực tuyến video (Video streaming)

Từ truyền hình cáp đến các nền tảng phát trực tuyến, cách tiêu thụ nội dung của người dùng đã thay đổi đáng kể. Khi phát video chất lượng cao (HD), nhu cầu về băng thông rất lớn. Điện toán biên có thể cải thiện đáng kể trải nghiệm phát video bằng cách lưu trữ nội dung gần người dùng và giảm tải cho hệ thống trung tâm.

Thách thức khi áp dụng Edge computing

​Edge computing (điện toán biên) đang trở thành một xu hướng công nghệ quan trọng, đặc biệt trong bối cảnh phát triển của IoT, AI và mạng 5G. Tuy nhiên, việc triển khai và phát triển công nghệ này cũng đối mặt với nhiều thách thức đáng kể.

• Bảo mật và quyền riêng tư: Dữ liệu được xử lý và lưu trữ tại nhiều điểm biên khác nhau, dẫn đến nguy cơ mất mát hoặc rò rỉ dữ liệu nếu không có các biện pháp bảo mật mạnh mẽ. Việc thiếu tiêu chuẩn hóa và kiến trúc tích hợp cũng làm tăng rủi ro bảo mật.
• Quản lý hệ thống phân tán: Việc giám sát và quản lý các thiết bị biên ở nhiều vị trí địa lý khác nhau là một thách thức lớn. Hệ thống phân tán yêu cầu các công cụ và quy trình quản lý phức tạp để đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy.​
• Hạn chế về cơ sở hạ tầng: Tại các khu vực hạ tầng mạng yếu kém hoặc vùng sâu vùng xa, việc triển khai Edge Computing gặp nhiều khó khăn do thiếu kết nối ổn định và băng thông hạn chế.​
• Chi phí đầu tư ban đầu cao: Việc xây dựng cơ sở hạ tầng điện toán biên đòi hỏi đầu tư lớn vào thiết bị, phần mềm và nhân lực, đặc biệt đối với các doanh nghiệp nhỏ và vừa.​
• Khả năng tương tác và tiêu chuẩn hóa: Sự thiếu hụt các tiêu chuẩn chung và kiến trúc tích hợp khiến việc triển khai Edge Computing trở nên phức tạp, đặc biệt khi cần tích hợp với các hệ thống hiện có.

Tương lai của Edge computing sẽ ra sao?

Mặc dù IoT và điện toán biên vẫn còn khá mới mẻ, tiềm năng của chúng chưa được khai thác hết, nhưng chúng đã bắt đầu thúc đẩy chuyển đổi số mạnh mẽ trong nhiều ngành công nghiệp và thay đổi cuộc sống hàng ngày của con người trên toàn cầu.

Edge computing giúp các doanh nghiệp xử lý dữ liệu nhanh chóng và hiệu quả hơn, cho phép họ học hỏi và đưa ra quyết định thông minh hơn. Với dữ liệu chi tiết từ nhiều điểm truy cập biên khác nhau, các công ty có thể dự đoán, quản lý và chuẩn bị tốt hơn cho các nhu cầu tương lai, nhờ vào dữ liệu thời gian thực và khả năng xử lý linh hoạt mà không cần sử dụng các hệ thống CNTT truyền thống tốn kém.

Edge computing cũng là nền tảng cho sự phát triển của nhiều công nghệ mới, như các thiết bị di động mạnh mẽ hơn, trải nghiệm chơi game và sáng tạo nội dung nhanh chóng hơn, cũng như giao thông và vận tải hiện đại. Một ví dụ điển hình là xe tự lái, khi chúng có thể phản ứng và điều chỉnh ngay lập tức trong thời gian thực mà không phải chờ lệnh từ trung tâm dữ liệu cách đó hàng trăm dặm.

Dịch vụ Tư vấn Chuyển đổi số của OCD

Trong bối cảnh cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đang diễn ra mạnh mẽ, chuyển đổi số không còn là lựa chọn mà là YẾU TỐ BẮT BUỘC để doanh nghiệp Việt Nam bứt phá và phát triển bền vững. Nắm bắt được xu thế đó, OCD cung cấp Dịch vụ Tư vấn Chuyển đổi số toàn diện, được thiết kế riêng biệt dựa trên nhu cầu và đặc thù của từng doanh nghiệp.

Với đội ngũ chuyên gia dày dặn kinh nghiệm, am hiểu sâu rộng về các lĩnh vực quản lý sản xuất, quản trị bán hàng, marketing, quản lý nhân sự, hệ thống thông tin…, OCD mang đến giải pháp chuyển đổi số đồng bộ từ tư vấn chiến lược, thiết kế giải pháp đến triển khai ứng dụng và đào tạo nguồn nhân lực.

OCD hợp tác với nhiều công ty công nghệ hàng đầu, mang đến hệ sinh thái giải pháp chuyển đổi số toàn diện bao gồm: ERP, MES, DMS, CRM, hạ tầng công nghệ thông tin, giải pháp IoT, phần mềm quản lý và báo cáo BI… Đặc biệt, OCD còn hỗ trợ triển khai phần mềm quản lý nhân sự tiên tiến OOC digiiMS, giúp doanh nghiệp tối ưu hóa hiệu quả hoạt động của nguồn nhân lực.

——————————-