IoT Industrial tem um problema Cachinhos Dourados. Existem muitas soluções de servidor prontas para uso para pequenas implantações de IoT. Enquanto isso, as grandes empresas podem arcar com projetos de servidores personalizados. Mas não houve uma solução que seja certo para implantações de servidores de baixo a médio quantity — o tipo mais frequentemente encontrado em IoT de borda industrial. Insira arquiteturas de servidores modulares abertas.
Vamos dar uma olhada em como esse problema começou. Essa lacuna no mercado surgiu por alguns motivos:
- Servidores de borda robustos em IIoT têm cargas de trabalho muito variadas, desde armazenamento simples até processamento intenso de IA. Não é possível gerenciar essas cargas de trabalho com um único design, e servidores proprietários raramente oferecem suporte a arquiteturas heterogêneas.
- Os servidores de borda precisam lidar com o calor de maneira muito eficiente, ao mesmo tempo que permanecem vedados contra partículas, líquidos e qualquer outra coisa que o chão de fábrica possa lançar sobre eles. Ao mesmo tempo, os processadores de classe de servidor consomem consideravelmente mais energia (e geram calor proporcional) do que os processadores tradicionais incorporados ou de “borda”. O desafio de design de passar a linha nesta agulha de temperatura limita as opções de {hardware}.
- Para levar a IA ao limite, precisamos de módulos de computação de alto desempenho, incluindo suporte para arquiteturas de GPU. Esse requisito limita ainda mais as opções para implantações de servidores de baixo a médio quantity.
É claro que não levantaríamos este desafio se não tivéssemos uma solução para sugerir. Aqui está a boa notícia: abra especificações de servidor no módulo como COM-HPC padronize o design de servidores robustos, fornecendo um conjunto de recursos supreme para computação de ponta.
Veja como o COM-HPC e a última geração de padrões abertos abrem caminho para a IoT industrial na borda.
Como os servidores robustos de borda se beneficiam dos padrões abertos
Descrevemos anteriormente um caminho a seguir para interoperabilidade e intercambialidade em sistemas de controle de processo (PCSs). Mas e os servidores robustos por trás do PCS?
Estes também devem ser interoperáveis e intercambiáveis, fazendo parte de um ecossistema mais amplo de componentes IIoT mutuamente compatíveis. Em outras palavras, servidores robustos devem ser projetados de acordo com especificações de {hardware} abertas. Essa é a única maneira de obter um design modular que suporte capacidade de atualização, economia e inovação tecnológica.
“O modelo de padronização aberta diz: ‘Vamos todos fazer a mesma coisa pelo menos com as peças que não são competitivas’”, disse David DeBari, engenheiro de sistemas de controle da ExxonMobil.
“Por que todos nós temos as mesmas tomadas elétricas? É porque o mundo disse ‘É assim que queremos fazer hoje’ para que possa haver muita inovação em torno dos dispositivos eletrónicos. A padronização é uma força positiva.”
Para levar o exemplo de DeBari um passo adiante, as tomadas de parede padronizadas permitem que os desenvolvedores de produtos se concentrem em novos recursos e capacidades. Eles não precisam perder tempo tentando descobrir como seus dispositivos se conectam à rede elétrica.
Algo semelhante pode acontecer com servidores de ponta robustos e outros dispositivos IIoT. Deveria! No entanto, esse mercado aberto requer uma especificação de {hardware} comum e adesão de designers e fabricantes de dispositivos. Essa adesão está surgindo para o padrão COM-HPC, com muitos desenvolvedores já incorporando-o em designs de produtos.
Mas por que? O que torna o COM-HPC — e seu menor formato, COM-HPC-Mini — uma especificação forte especificamente para servidores de borda robustos? Abordaremos isso a seguir.
Definindo a especificação supreme para servidores de borda IIoT
A melhor maneira de entender o padrão COM-HPC é descompactar seu nome: é uma especificação Pc-On-Module (COM) para computação de alto desempenho (HPC). Este padrão alcança modularidade sem precedentes ao introduzir uma arquitetura de placa dupla.
O módulo de computação é padronizado para computação de alto desempenho. No entanto, o placa transportadora é personalizável, pronto para suportar as necessidades de um servidor de borda específico. (A especificação também outline um conector do módulo para comunicação de alta velocidade entre as duas placas.)
Os desenvolvedores podem configurar a placa transportadora para atender praticamente qualquer necessidade. Ele suporta arquitetura incluindo o seguinte:
- CPU (ARM)
- CPU (x86)
- CPU (RISC-V)
- GPU
- FPGA
Essa é a parte interoperável da equação. Para intercambialidade – compatibilidade de {hardware} – o COM-HPC oferece suporte a uma ampla variedade de protocolos de conectores, incluindo os seguintes:
- USB4/Raio
- Ethernet de 25 Gigabits
- PCIe® 5.0
- PCIe® 6.0
A natureza aberta do padrão COM-HPC se estende à compatibilidade com outras especificações importantes. Por exemplo, a compatibilidade PCIe do COM-HPC leva ao suporte para CXL 3.1, criando a possibilidade de implantações de memória interoperáveis.
Adicionalmente, Cantarilho do DMTF O padrão de interoperabilidade expande enormemente os recursos da especificação da plataforma de gerenciamento do COM-HPC, COM-HPC Platform Administration Interface (PMI). Graças à integração do Redfish, o COM-HPC PMI facilita a manutenção, o monitoramento e o reparo de sistemas construídos no COM-HPC.
Mas apesar de todas essas vantagens, ainda há o desafio de robustez em qualquer dispositivo industrial de ponta.
O padrão COM-HPC especifica três tipos de módulos: Servidor, Cliente e Mini. Todos eles suportam design robusto, mas o formato Mini – que contém apenas um conector de 400 pinos – é particularmente adequado aos desafios de aplicações móveis robustas. Possui memória soldada e design térmico extremamente eficiente, e é pequeno o suficiente (altura da pilha de 15 mm com alívio térmico) para manter o espaço do servidor muito compacto.
Apesar de todos os seus pontos fortes, entretanto, a especificação COM-HPC é mais útil quando funciona em conjunto com outros padrões abertos de organizações como DMTF.
Do dispositivo ao PCS e aos servidores de borda robustos, os componentes da IIoT são mais úteis quando estão atualizável, baixo custoe rápido para se comunicar. Todos os três benefícios exigem interoperabilidade e intercambialidade entre componentes – e isso exigirá todo um ecossistema de especificações abertas. Em outras palavras, o COM-HPC é apenas o começo.