論文の概要: An Edge-Cloud Integrated Framework for Flexible and Dynamic Stream Analytics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.04622v2
• Date: Wed, 11 May 2022 21:27:03 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2022-05-14 21:50:40.231224
• Title: An Edge-Cloud Integrated Framework for Flexible and Dynamic Stream Analytics
• Title（参考訳）: 柔軟な動的ストリーム分析のためのエッジクラウド統合フレームワーク
• Authors: Xin Wang, Azim Khan, Jianwu Wang, Aryya Gangopadhyay, Carl E. Busart, Jade Freeman
• Abstract要約: 我々は、RNNベースのストリーム分析において、エッジリソースとクラウドリソースを最大限に活用して、より正確な精度とレイテンシを実現する方法について研究する。 本稿では,エッジ上での低レイテンシ推論とクラウド上での高キャパシティトレーニングをサポートするハイブリッドストリーム分析のための,エッジクラウド統合フレームワークを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.917500412555004
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: With the popularity of Internet of Things (IoT), edge computing and cloud computing, more and more stream analytics applications are being developed including real-time trend prediction and object detection on top of IoT sensing data. One popular type of stream analytics is the recurrent neural network (RNN) deep learning model based time series or sequence data prediction and forecasting. Different from traditional analytics that assumes data to be processed are available ahead of time and will not change, stream analytics deals with data that are being generated continuously and data trend/distribution could change (aka concept drift), which will cause prediction/forecasting accuracy to drop over time. One other challenge is to find the best resource provisioning for stream analytics to achieve good overall latency. In this paper, we study how to best leverage edge and cloud resources to achieve better accuracy and latency for RNN-based stream analytics. We propose a novel edge-cloud integrated framework for hybrid stream analytics that support low latency inference on the edge and high capacity training on the cloud. We study the flexible deployment of our hybrid learning framework, namely edge-centric, cloud-centric and edge-cloud integrated. Further, our hybrid learning framework can dynamically combine inference results from an RNN model pre-trained based on historical data and another RNN model re-trained periodically based on the most recent data. Using real-world and simulated stream datasets, our experiments show the proposed edge-cloud deployment is the best among all three deployment types in terms of latency. For accuracy, the experiments show our dynamic learning approach performs the best among all learning approaches for all three concept drift scenarios.
• Abstract（参考訳）: IoT(Internet of Things)やエッジコンピューティング,クラウドコンピューティングの普及に伴い,IoTセンサデータ上でのリアルタイムトレンド予測やオブジェクト検出など,ストリーム分析アプリケーションの開発がますます進んでいる。 ストリーム分析の一般的なタイプの1つは、recurrent neural network(rnn)のディープラーニングモデルに基づく時系列あるいはシーケンスデータ予測と予測である。 処理対象のデータが前もって利用可能で変更されないと仮定した従来の分析とは違って、ストリーム分析では、継続的に生成されるデータと、データトレンド/分散(コンセプトドリフト)が変更され、予測/予測精度が時間とともに低下する可能性がある。 もうひとつの課題は,ストリーム分析に最適なリソースプロビジョニングを提供することによる,全体的なレイテンシの向上だ。 本稿では,rnnベースのストリーム分析において,エッジリソースとクラウドリソースを最大限に活用し,精度とレイテンシを向上させる方法について検討する。 本稿では,エッジ上の低レイテンシ推論とクラウド上の高容量トレーニングをサポートするハイブリッドストリーム分析のための,エッジクラウド統合フレームワークを提案する。 我々は,エッジ中心,クラウド中心,エッジクラウド統合といったハイブリッド学習フレームワークの柔軟な展開について検討する。 さらに,このハイブリッド学習フレームワークは,過去のデータに基づいて事前学習したrnnモデルと,最新のデータに基づいて周期的に再訓練された別のrnnモデルから推定結果を動的に結合することができる。 実世界とシミュレートされたストリームデータセットを用いて,提案するエッジクラウドデプロイメントが,レイテンシの観点から3つのデプロイメントタイプの中で最も優れていることを示す。 実験では,3つのコンセプトドリフトシナリオすべてにおいて,動的学習手法が最善の学習手法であることを示す。
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