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Caractéristiques d'un mini ordinateur Edge Computing

Fidèle à son nom, un ordinateur Edge est un ordinateur situé à la périphérie d'un réseau d'applications, où il fonctionne généralement comme un serveur pour collecter, calculer et traiter les données là où ces données sont produites. Il peut s'agir d'une application IoT dans une usine alimentaire par exemple, où des capteurs de mesure de température sont connectés à un ordinateur de bord afin qu'il puisse constamment collecter les mesures de température et soit agir sur ces données, soit transférer les informations requises vers le Cloud pour des calculs supplémentaires ou à distance. surveillance. Les ordinateurs pou rle Edge Computing sont disponibles dans toutes sortes de formes et de tailles et ils remplissent une fonction de plus en plus vitale de mise en place de capacités de calcul sur site afin que les décisions puissent être prises plus rapidement et que la quantité de données envoyées dans les deux sens vers le cloud puisse être minimisée.

A proximité des machines

La prochaine frontière de l'informatique de pointe est souvent tout sauf favorable aux composants internes sensibles d'un ordinateur, qui dans de nombreux cas, nécessitent une robustesse considérable pour prospérer dans ces environnements difficiles.

Prenons l'exemple des véhicules autonomes, qui doivent pouvoir gérer, surveiller et répondre à des milliers de variables et de conditions en constante évolution en temps réel. Cela nécessite d'énormes quantités de calcul localement et nous avons déjà vu des projets où le double Xeon avec des systèmes GPU était un must absolu.

Mais les mesures de performance brutes ne sont pas suffisantes pour ce type de cas d'utilisation de l'informatique de pointe pour les applications embarquées, la quantité de chocs, de vibrations et de températures extrêmes auxquelles l'ordinateur sera soumis doit également être prise en compte. Et nous ne sommes même pas entrés dans les subtilités de la puissance automobile , que seuls des systèmes spécialement conçus peuvent gérer.

C'est l'un des nombreux exemples, mais cela montre le besoin et la complexité croissants de mettre plus de calcul à la périphérie là où un ordinateur typique n'a pas sa place. Lorsque vous vous éloignez du bord, une chose qui est trop facile à négliger est l'environnement dans lequel votre matériel fonctionnera et la protection dont il a besoin pour fonctionner de manière fiable.

Des ordinateurs robustes pour des applications industrielles

Un ordinateur ne peut pas faire grand-chose face à la réalité calculable de la physique. Températures extrêmes, poussière, débris, chocs et vibrations - tous ont été la fin intempestive de nombreux PC (que leur silicium repose en paix).

Des ordinateurs de pointe robustes ont été développés pour survivre à ces menaces, et ces systèmes spécialisés peuvent fonctionner dans des environnements allant de -40 ° C à 70 ° C et résister à une force de choc allant jusqu'à 50 G (avec certains systèmes extrêmement spécialisés évalués même au-delà!).

Ce niveau de durabilité est atteint grâce à une combinaison d'ingénierie mécanique, de conception de carte mère, d'ingénierie thermique et de sélection de composants. Cependant, il ne suffit pas de simplement écraser tout cela ensemble. Tout doit être testé à fond pour garantir la fiabilité et les performances globales dans leur ensemble, et ces tests ne sont pas faciles sur la technologie, comme vous le verrez bientôt.

Génie mécanique et conception de cartes du mini PC Edge Computing

La carte et tout ce qui s'y trouve est la pièce maîtresse de tout ordinateur et nécessite par conséquent le plus de protection. Les cartes mères pour les ordinateurs de bord robustes sont conçues électriquement pour gérer des entrées de puissance et des fluctuations plus importantes. La carte doit également être capable de gérer les décharges électrostatiques, les températures extrêmes et les vibrations. Ces protections sont obtenues grâce à une combinaison de choix de matériaux, d'amortissement des vibrations et de composants soudés.

C'est également au niveau de la carte que les ensembles de fonctionnalités sont établis. Étant donné que les ordinateurs de bord robustes sont souvent déployés dans des environnements industriels , il faut également prendre en compte les Entrées/Sorties qui peuvent s'interfacer avec des équipements hérités, recevoir de l'énergie de différentes sources (telles que l'alimentation automobile ou l'alimentation d'une sauvegarde UPS). Il n'est pas rare que ces systèmes soient équipés de connecteurs bus CAN, DIO et série pour cette raison.

La conception mécanique du châssis est la principale défense de la carte mère, et sa conception est principalement déterminée par la taille de la carte, la population d'E / S et diverses solutions thermiques responsables de la dissipation de la chaleur générée par les composants internes (voir ci-dessous). Sans oublier, le châssis lui-même doit également être conçu de manière à pouvoir transférer ou tolérer l'énergie cinétique, y compris les chocs (chutes ou chutes d'objets) et les vibrations (dans un véhicule).

Sans ventilateur pour la résistance thermique et aux poussières

L'un des principaux points de défaillance des ordinateurs est le ventilateur. La suppression de ce point de défaillance et la protection du système contre la poussière et les débris prolonge la longévité du système, mais la chaleur qu'il génère doit ensuite être éjectée d'une autre manière.

Le refroidissement des systèmes sans ventilateur doit être effectué de manière passive via le dissipateur thermique et le châssis du système, ce que vous pouvez en savoir plus en détail dans cet article de blog sur le refroidissement des PC sans ventilateur . Mais de manière générale, plus un système génère de chaleur, plus le dissipateur thermique nécessaire pour maintenir le fonctionnement normal du système est grand. Étant donné qu'il existe une limite de taille du dissipateur thermique qui se trouve directement sur le processeur, le châssis doit être en mesure de dissiper la chaleur supplémentaire d'une manière ou d'une autre.

Bien qu'une quantité surprenante de chaleur puisse être éjectée du processeur de cette manière, les processeurs ralentiront toujours leurs performances à des températures plus élevées (en particulier dans les environnements chauds au départ). Cette protection intégrée empêche le processeur de surchauffer mais peut entraîner une dégradation significative des performances et de la fiabilité.

Nous en reparlerons plus tard, mais il convient de noter que si un système est constamment poussé à son maximum et se ralentit en conséquence (comme nous l'avons vu dans certains projets), cela signifie généralement que le matériel, tel que configuré , n'est pas à la hauteur de la tâche. Pour les systèmes soumis à une charge constante, il est de loin préférable de fonctionner à une capacité de 75 à 85%, ce qui permet à la pièce d'augmenter uniquement lorsque cela est nécessaire. Il peut être facile de sur ou sous les spécifications (les deux peuvent être coûteux), c'est pourquoi il est si important de tester et de travailler avec un spécialiste du matériel 

Composants d'un ordinateur Edg

En plus de cette liste croissante de technologies sensibles nécessitant une protection (tout en créant plus de chaleur à gérer), se trouvent les divers composants qui peuplent la carte; Disques SSD et HD, RAM, coprocesseurs (comme les VPU Movidius), cartes sans fil et cellulaires, et même GPU. Bien que beaucoup de ces composants aient des versions robustes et robustes, ils ont toujours leurs propres caractéristiques de performance et plages de température individuelles qui doivent être prises en compte pour garantir des performances appropriées dans leur ensemble. Dans le cas des GPU, qui peuvent générer de grandes quantités de chaleur, OnLogic a créé une solution hybride sans ventilateur dans notre gamme Karbon . Dans cette solution hybride sans ventilateur, seul le GPU est refroidi par ventilateur, ce qui protège le reste de l'ordinateur de toute poussière ou débris pouvant être introduits par le ventilateur.

Nous proposons une gamme d'ordinateurs robustes adaptés aux environnements difficiles.




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