🚀 EDGE AI OS 系统架构图 v5.5 · Neural Matrix

5层漏斗:基础设施 → 编排调度 → 数据与模型引擎 → 蜂群认知 → 场景生态 · CUDA + K8s + Multi-Agent Swarm + GraphRAG

👥 开发者生态层 Developer Ecosystem
🏪 Agents生态
承载大量解决方案和场景应用Agents,通过 Agent 平台快速创建和部署
Agent模板库(销售、项目、知识等)
场景应用模板
社区共享机制
🔧 开放平台
提供SDK、API、文档、开发工具,以及开发者认证和培训服务
MCP (Model Context Protocol) 标准接口
SDK & API
开发工具链
认证培训体系
💬 开发者社区
开发者交流开发经验、开发需求、反馈OS问题,发布活动和公告
经验交流
需求反馈
活动公告
☁️ 云端服务层 Cloud Services
🧠 模型管理 (Model Hub · CUDA)
AI模型全生命周期,含TensorRT-LLM/Triton打包与分发
模型版本/灰度与回滚
ONNX/TensorRT 优化与量化
Triton 部署模板与A/B测试
性能 Profiling 与监控
📚 知识库管理 (Knowledge Hub · Cloud)
知识库的创建、编辑、RAG管线配置与分发管理
知识库编辑/清洗,分段与元数据管理
Embedding 计算(CUDA/多GPU批处理)
向量库选型与索引管理(Milvus/Faiss/Qdrant/pgvector)
RAG流程编排:召回、重排序(TensorRT-LLM/ORT)、安全过滤
版本控制、灰度分发与一致性校验
🤖 Agent管理 (Agent Studio)
面向CUDA生态的AI Agent快速搭建/发布/监控平台
Agent模板库(LLM+RAG/多模态/视频流)
自动绑定模型与向量库
可视化工作流/算子编排,支持TensorRT/Triton节点
Agent商店与版本管理,灰度/AB发布
运行监控:GPU/MIG/吞吐/延迟指标面板
📡 设备管理中心 (TMS 3.0)
EdgeAIOS统一设备管理平台,实现Agent与设备深度融合
AI设备注册与激活
实时监控与告警
Agent应用分发(AI APP Store)
OTA固件升级
远程运维与调试
🛰️ 集群算力编排 (Cluster Orchestrator) GPU/CPU池化
面向Linux服务器/边缘节点的算力池化、集群编排与负载均衡
GPU/CPU/MIG资源注册与编排(Kubernetes + NVIDIA GPU Operator)
NVIDIA Device Plugin 自动发现GPU/MIG资源
基于策略的自动调度与弹性伸缩(HPA/VPA)
推理任务负载均衡与高可用(Service/LoadBalancer)
多租户隔离与安全域管理(Namespace/ResourceQuota)
CloudCore(KubeEdge)对接边缘自治
🌐 边缘自治运行时 (Edge Runtime) 边缘自治
统一端边智能运行时,支持离线自治、远程协同与灰度发布
Agent/模型/配置一键下发与回滚
局部自治 + 云端协同模式切换(EdgeCore/EdgeHub,KubeEdge)
边缘健康检测与自愈(Probe/EdgeWatch)
灰度发布、流量分割与监控
云边协同层 Cloud-Edge Collaboration
🔗 连接管理
设备连接、心跳保活、断线重连
MQTT连接(KubeEdge CloudHub/EdgeHub)
心跳保活与断线重连
边缘会话保持与重连缓存
🔐 通信协议
安全通信和消息传输机制
WebRTC / QUIC (HTTP/3) 实时流
加密传输
消息队列
流量控制与EdgeMesh本地转发
🔄 数据同步
模型、知识库、配置的云边同步
模型同步
知识库同步
配置与状态同步(CRD下发,KubeEdge)
⚖️ 负载均衡与调度
基于集群编排/边缘自治的跨云-边资源调度与服务编排
多节点推理请求分流与熔断
任务亲和性/反亲和性策略
实时健康检查与自动迁移
带宽/算力/时延联合优化
🧠 边端Agent核心层 Edge Agent Core Layer
🌟 边缘多智能体蜂群引擎 Edge Multi-Agent Swarm Engine
记忆模块 (Time Axis)
Agent核心记忆系统,承载短期和长期记忆
短期与长期记忆
交互历史记录
时间轴检索
记忆演化
🐝 Swarm Orchestrator (蜂群编排)
多智能体协作编排,负责任务拆解与分发
感知/规划/执行 Agent 动态组队
基于 OpenAI Agents SDK (Python)
复杂任务链式拆解 (CoT)
MCP 工具调用与路由
多Agent投票与一致性校验
🕸️ GraphRAG 知识引擎
知识图谱 + 向量检索,支持复杂关系推理
Microsoft GraphRAG (知识图谱 + Vector)
CUDA加速Embedding与量化压缩
RAG检索/重排序 (TensorRT-LLM/ORT)
知识版本、灰度与加密保护
云端同步 + 边缘缓存
🧊 边缘CUDA运行时 (Edge Runtime)
基于CUDA/TensorRT/DeepStream/Triton的本地多模态推理底座
TensorRT-LLM 与 Triton 边缘服务
DeepStream 多路视频流处理
动态批处理 + CUDA Graphs 降低延迟
Jetson/x86 Linux 一键适配,离线可运行
边缘自治与灰度热更新
🤖 Agent库
本地Agent的安装、升级和管理
Agent安装
Agent升级
Agent管理
Agent模板同步
📡 设备管理 Edge
边缘端设备接入、通信与智能管理
多协议设备接入
设备认证与会话
消息总线(EdgeHub/DeviceTwin,KubeEdge)
规则引擎与告警
GPU健康/温度监控与告警
🔗 蜂群认知闭环 Swarm Cognitive Loop
🧠
记忆模块
时间轴记忆
GPU Embedding 入库
存储交互历史
📚
知识库系统
向量/全文检索
Milvus/Faiss/pgvector
召回 + 重排序
🐝
Swarm编排
多Agent协作
任务拆解与分发
MCP工具调用
🔄
三位一体·持续演化·自主智能
🎭 多模态能力 Multimodal Capabilities
👂
听 ASR
语音识别
CUDA 加速实时转文字
💬
说 TTS
语音合成
文字转语音
👁️
看 CV
视觉识别
TensorRT/DeepStream 加速
📡
感知 Sensor
传感器感知
流数据分析
🖥️
显示 Display
内容呈现
可视化展示
⚙️
执行 Execute
指令执行
动作控制
模型运行时与调度层 Model Runtime & Scheduling Layer
⚡ CUDA 推理底座 CUDA Inference Runtime
🤖 大模型推理 (TensorRT-LLM)
基于CUDA/TensorRT-LLM的7B+语言与多模态模型推理
TensorRT-LLM & Triton Inference Server
Speculative Decoding (投机采样) 加速
FP16/INT8/FP8 混合精度 + KV Cache
流式输出与GPU/CPU回退
视觉/多模态推理
CUDA/TensorRT优化的轻量级CV与多模态模型
YOLO/Segment/CLIP TensorRT 加速
ONNX Runtime CUDA 与 cuDNN
INT8/FP16 量化与批处理管线
Jetson & x86_64 Linux 即插即用
🔧 NVIDIA 开源推理引擎 NVIDIA Open Source Inference Engines
🧊 TensorRT / TensorRT-LLM
NVIDIA GPU推理优化器与LLM加速引擎
🌊 Triton Inference Server
云边统一推理服务编排与A/B测试
🔷 ONNX Runtime (CUDA)
通用跨框架CUDA执行后端
🔥 PyTorch CUDA
训练/推理统一的CUDA栈
📽️ DeepStream
多路视频流分析SDK
⚙️ cuDNN / cuBLAS
CUDA深度学习与线性代数库
⚙️ 调度执行系统 Scheduling & Execution
🎯 智能调度器 (Michael) 算力调度
基于Kubernetes/KubeEdge语义的智能任务调度,算力优化分配,深度结合集群算力编排
K8s调度语义:亲和/反亲和、Taint/Toleration、优先级与抢占
GPU/MIG/CPU拓扑感知,带宽/时延/功耗联合约束
HPA/VPA/Cluster Autoscaler 指标驱动弹性
云-边分级调度:在线云调度,离线Edge Runtime本地队列自治
事件/定时/条件触发 + 预测性预热与热迁移
▶️ 执行器 (Uriel) 应用执行
任务执行与运行时控制,支持 Docker 容器与 Wasm 轻量级沙箱混合部署
混合运行时:KubeEdge + WasmEdge
EdgeCore/EdgeHub(KubeEdge)离线可执行,云连通时状态回传
DeviceTwin/规则引擎 + 消息总线,驱动设备/IoT/视频流
运行观测:日志、GPU/CPU/内存/时延,Prometheus/Grafana
异常处理、重试、自愈与金丝雀/灰度回滚(Helm Charts)
💾 数据存储层 Data Storage Layer
🕸️ 图与向量数据库 (GraphRAG)
支持语义检索与图谱推理的融合存储
Graph Store (Neo4j/Memgraph) + Vector DB
GraphRAG:实体关系抽取与多跳推理
HNSW/IVF/GPU index,加速大规模检索
RAG召回 + 重排序,支持多租户隔离
冷热分层存储与快照
📈 时序数据库
存储时间序列数据和历史记录
TimescaleDB / InfluxDB
历史记录与压缩
趋势分析与告警
📊 本地数据库 (SQLite/PostgreSQL/LMDB)
边缘端结构化数据存储
设备配置信息
Agent本地数据与状态
关系型/键值/嵌入式三种形态
轻量备份与加密
🔐 数据管理
数据安全和优化管理
数据加密
数据备份
数据清理
数据持久化
🔧 硬件设备层 Hardware Device Layer
⚡ 硬件加速器 Hardware Accelerators (Linux)
🧊 NVIDIA GPU / Tensor Core
数据中心/边缘GPU,CUDA与TensorRT主力加速
Tensor Core FP16/INT8/FP8 加速
MIG切分与多租户隔离
NVLink/PCIe 高速互联
TensorRT-LLM/DeepStream 适配
NVIDIA Container Toolkit 容器运行时
🛰️ Jetson Orin/AGX
边缘GPU SoC,适配本地自治运行时
JetPack CUDA/cuDNN/TensorRT
低功耗实时推理
多摄像头/传感器接入
容器化部署与远程OTA
NVIDIA Container Toolkit 支持
💻 CPU (x86/ARM Linux)
控制面/备用推理/边缘轻量任务
控制面服务与调度守护
ONNX Runtime CPU 回退
安全隔离与资源配额
📦 AI BOX
边缘AI计算盒子
AI BOX Lite
AI BOX Pro
AI BOX Ultra
📱 AI Mount
挂在墙上的智能屏幕
壁挂式智能显示
触控交互
可视化展示
👓 AI Glasses
可穿戴智能眼镜
AR显示
视觉识别
实时信息叠加
🤖 AI Control
智能控制系统
机器人控制
设备控制
指令执行
📖 架构说明 Architecture Description
🎯 整体架构
EDGE AI OS采用7层分层架构:开发者生态、云端服务、云边协同、边端Agent核心、模型运行时与调度、数据存储、硬件设备。以Linux + NVIDIA CUDA为底座,结合Kubernetes + KubeEdge的集群算力编排与边缘自治,实现云-边-端算力池化与统一调度。推理/运维栈基于TensorRT-LLM、Triton、DeepStream、ONNX Runtime CUDA、PyTorch等NVIDIA开源组件,NVIDIA GPU Operator管理GPU资源,NVIDIA Container Toolkit支持GPU容器运行时,Helm管理应用部署,Prometheus/Grafana提供监控能力。
👥 开发者生态层
Agents生态:提供Agent模板库和一句话生成功能,零代码快速创建AI应用。开放平台:提供SDK、API和开发工具链。开发者社区:促进经验交流和Agent共享。
☁️ 云端服务层
Model Hub (CUDA):模型全生命周期管理,支持ONNX/TensorRT优化、Triton模板与灰度回滚。Knowledge Hub Cloud:知识库编辑与同步,支持CUDA批量Embedding与RAG配置。Agent Studio:AI Agent快速搭建平台,支持模板库、工作流编排和Agent商店。TMS 3.0:统一设备管理平台,实现AI设备注册、监控、应用分发、OTA升级和远程运维。Cluster Orchestrator:基于Kubernetes + NVIDIA GPU Operator的GPU/CPU/MIG池化、负载均衡与弹性调度,NVIDIA Device Plugin自动发现GPU资源,对接KubeEdge CloudCore下沉到边缘。Edge Runtime:基于KubeEdge EdgeCore/EdgeHub的端边运行时,支持灰度发布、离线自治,Helm Charts管理应用部署。
⇄ 云边协同层
通过MQTT等协议实现云端与边端实时连接(CloudHub/EdgeHub,KubeEdge),支持模型/知识库/配置同步(CRD);EdgeMesh本地转发节省带宽。结合集群算力编排与边缘自治运行时实现跨节点负载均衡、健康检查与任务自动迁移,确保在离线或抖动场景下仍可边缘自治运行。
🧠 边端Agent核心层 - 智能认知闭环
核心亮点:通过记忆模块(时间轴)知识库系统Agent自规划三位一体,形成"记忆-学习-决策"闭环。知识库支持Milvus/Faiss/pgvector/Qdrant与全文混检,CUDA加速Embedding与RAG重排序。边缘运行时:基于KubeEdge EdgeCore/EdgeHub + TensorRT/Triton/DeepStream 提供本地多模态推理与灰度热更新。设备管理Edge:EdgeHub/DeviceTwin消息总线、规则引擎与GPU健康监测。多模态能力:听/说/看/感知/显示/执行的全链路感知-决策-执行。
⚡ 模型运行时与调度层
CUDA推理引擎:TensorRT-LLM/Triton/DeepStream 加速 LLM/CV,多精度与 CUDA Graphs,MIG 切分,ONNX Runtime CUDA 统一执行,cuDNN/cuBLAS 提供底层加速。Michael调度器:基于 Kubernetes/KubeEdge 亲和/taint/优先级,GPU/MIG/CPU 资源感知(NVIDIA GPU Operator),HPA/VPA/Cluster Autoscaler 弹性,云-边分级调度联动 Cluster Orchestrator。Uriel执行器:通过 Kubernetes/Edge Runtime(KubeEdge EdgeCore/EdgeHub)下发 Deployment/Job/CRD,DeviceTwin/消息总线驱动设备,Prometheus/Grafana 监控,Helm Charts 部署,支持离线自治、观测、自愈与回滚。
💾 数据存储层
采用边缘端轻量化数据库组合:向量数据库支持RAG语义检索(Milvus/Faiss/Qdrant/pgvector),并可GPU加速;时序数据库(TimescaleDB/InfluxDB)存储设备历史数据;本地数据库可选SQLite/PostgreSQL/LMDB等,用于配置与状态缓存;配合加密、备份保障数据安全。
🔧 硬件设备层
NVIDIA GPU/Tensor Core为主力算力,辅以Jetson Orin/AGX边缘SoC和x86/ARM CPU控制面。硬件产品包括AI BOX(Lite/Pro/Ultra)、AI Mount壁挂屏、AI Glasses智能眼镜和AI Control控制系统。
✨ 技术亮点 Key Features
🧠 智能认知闭环 - 三角循环体系
核心创新:通过记忆模块(时间轴)知识库系统Agent自规划三位一体设计,构建三角循环闭环体系。记忆模块提供时间维度的认知基础,知识库实现经验沉淀与知识推理,自规划引擎基于记忆和知识进行自主决策。三者相互支撑、循环强化,实现从"被动响应"到"主动学习"的技术跨越,让边缘AI设备真正具备自主智能和持续进化能力。
🚀 推理性能优化
CUDA/TensorRT:TensorRT-LLM与DeepStream加速 LLM/视频流,INT8/FP16 量化与 CUDA Graphs 提升吞吐。MIG池化:依托 Kubernetes/KubeEdge 编排为 MIG 弹性分配,提升多租户并发。异构调度:自动在 GPU/MIG/CPU 间切换,结合网络/功耗多维优化。
🌐 Kubernetes & NVIDIA 开源生态
Kubernetes生态:基于Kubernetes容器编排,NVIDIA GPU Operator自动管理GPU资源,NVIDIA Device Plugin发现GPU设备,Helm Charts管理应用部署,Prometheus/Grafana监控,KubeEdge实现云边协同。NVIDIA开源生态:TensorRT-LLM用于大模型推理优化,Triton Inference Server提供统一的多模型服务与A/B测试,DeepStream处理多路视频流,ONNX Runtime CUDA兼容主流模型导出,PyTorch CUDA便于训练/微调,cuDNN/cuBLAS提供底层加速,NVIDIA Container Toolkit支持GPU容器运行时。可在Linux与Jetson端一致部署。
🤝 Agent与设备融合
将Agent智能与IoT设备管理深度融合,边缘端集成设备接入、消息总线和规则引擎,实现智能设备的自主感知、决策和执行,构建完整的边缘智能体系。
☁️ 云边协同机制
支持模型、知识库和配置的实时同步;KubeEdge CloudHub/EdgeHub 提供 MQTT/CRD 通道,EdgeMesh 负责本地转发;Cluster Orchestrator 提供集群层负载均衡与弹性,Edge Runtime 在边缘节点提供自治、健康检测与灰度发布。离线时边缘仍可独立完成推理与执行,并在恢复后自动补偿同步。