模型并行分区将大型神经网络的不同层或不同模块部署在多个边缘节点上,各节点仅承担模型的一部分计算任务,通过节点间通信传递中间激活值,协作完成完整推理。该方案适合单个边缘设备无法容纳完整模型的场景(如13B以上参数模型在资源受限设备上运行),或需要结合多个异构设备算力共同完成推理的场景。模型并行的通信开销是主要性能瓶颈,需通过层间流水线调度和通信-计算重叠优化整体延迟。
数据并行方案将输入数据分割为多个子集,分发至不同边缘节点并行执行相同模型的推理计算,最后通过结果聚合逻辑输出最终答案。该方案适合对单条输入的处理延迟要求不高、但需要处理大量并发请求的边缘AI应用,如智能摄像头的多路视频流分析、边缘服务器的批量图像推理等。结果聚合可采用多数投票、置信度加权、或训练一个小型元模型来进行集成学习,提升整体推理精度。
边云协同推理卸载根据当前边缘设备的算力负载、内存占用和网络状况,动态决定将推理任务在边缘执行还是卸载至云端执行。轻量任务(如常规物体检测)在边缘完成,复杂任务(如大语言模型推理)或部分层(如模型深层)卸载至云端。卸载决策可由策略引擎根据实时系统状态自适应调整,也可通过强化学习在运行过程中持续优化。该方案在保障用户体验的同时,最大化边缘设备的自主性和离线可用性。
多智能体协作推理是边缘AI与多智能体系统(MAS)结合的前沿方向,多个具备独立感知和决策能力的边缘AI节点通过通信协议协作解决单一节点无法完成的复杂任务。典型应用包括:多摄像头协同的目标跟踪(通过摄像头之间的目标交接消除遮挡)、多机器人协作的仓储拣选(任务分配与路径协调)、分布式传感器网络的联合事件检测(通过投票机制降低误报率)。该方向目前仍处于研究和试点阶段,但被认为是下一代边缘AI系统的重要能力特征。