什么是堅固型邊緣計算機？邊緣計算的計算機硬件需求是什么？

隨著物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設備的數(shù)量不斷增加，由它們生成的數(shù)據(jù)的數(shù)量和速度也隨之增加。為了應付不斷增長的數(shù)據(jù)量，計算邊緣被 部署到減輕放置在云和數(shù)據(jù)中心的負擔。那么， 邊緣計算的計算機硬件需求是什么？

什么是堅固型邊緣計算機？

堅固的邊緣計算機是工業(yè)級的堅固型計算機，經(jīng)過專門設計和制造，可以承受在易變環(huán)境中的部署。通過堅固的功能和設計，它們具有很高的耐用性。從外部外殼到內部組件的所有內容都經(jīng)過測試和驗證，可以在最不穩(wěn)定的環(huán)境中可靠地運行。

邊緣計算硬件需要堅固，緊湊，具有足夠的存儲空間，具有豐富的連接選項，具有廣泛的功率范圍并滿足其將要執(zhí)行的任務的性能要求。邊緣計算機必須滿足這些要求，因為它們通常部署在必須可靠且最佳運行的惡劣環(huán)境中。 例如，如果 邊緣計算機 部署 在石油生產(chǎn)領域，則它必須能夠處理暴露于極熱，灰塵和碎屑的環(huán)境?，F(xiàn)在， 我們將 在下面更詳細地討論邊緣計算的硬件要求。

1 、邊緣計算機必須堅固 且 無風扇

邊緣計算硬件 必須足夠堅固，以承受在易受頻繁沖擊，振動，灰塵，碎屑甚至極端溫度影響的易變環(huán)境中的部署。 堅固耐用的邊緣計算機的主要特征是其 無風扇 設計。在 無風扇？的設計省去了通風口開放冷卻系統(tǒng)，使邊緣計算硬件制造商創(chuàng)造出完全封閉的系統(tǒng)。封閉的系統(tǒng)消除了灰塵，污垢和碎屑進入系統(tǒng)中 而損壞敏感的內部組件的可能性。

此外， 邊緣計算機中使用的無風扇 設計和寬溫度組件使 它們能夠承受極冷和極熱的溫度。事實上，系統(tǒng)被這樣堅固的是 它們 有一個很寬的溫度范圍從－40范圍？ C至85 ？ ？ 。這是常規(guī)的臺式電腦，只能承受暴露于溫度范圍從非常不同的 5 ？ C至 40 ？ C， 顯著 限制 在普通臺式機可以部署的環(huán)境。

除了處理極端溫度外，堅固的邊緣計算機還可以通過使用無電纜設計來 應對頻繁遭受的沖擊和振動 ，該設計中，所有電纜都從系統(tǒng)中去除了。 電纜的 拆除消除 了電纜松動的可能性，從而使系統(tǒng)無法運行。

此外，風扇已從邊緣計算硬件中淘汰。之所以如此，是因為風扇是許多電子設備和計算機常見的故障點。因此，消除它們使系統(tǒng)更加可靠和耐用，消除了企業(yè)或組織由于風扇故障或失敗而可能面臨的停機時間。

最終，邊緣計算硬件現(xiàn)在可以部署在世界上任何地方，同時處理最易變的環(huán)境元素，同時提供最佳和可靠的計算能力。

2、邊緣電腦必須配備 I個足夠堅固的存儲

邊緣計算機通常部署在邊緣，以收集處理和分析從工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設備收集的大量數(shù)據(jù) ，因為此類邊緣計算機必須配備足夠數(shù)量的存儲空間以 快速存儲和訪問數(shù)據(jù)。

邊緣計算解決方案可與固體被配置－狀態(tài)驅動器（SSD）或硬盤驅動器（HDD）。單個企業(yè)的優(yōu)級 SSD 可以保存數(shù)據(jù)和TB級以更快的數(shù)據(jù)傳輸速度比硬盤驅動器。

除了提供高速數(shù)據(jù)存儲，固態(tài)硬盤使邊緣計算解決方案更堅固，因為它們存儲在NAND芯片的數(shù)據(jù)，這是對紡絲金屬盤片從硬盤驅動器，它存儲數(shù)據(jù)不同。 硅芯片可以更好地 處理暴露于沖擊和振動比紡絲金屬盤片。 也就是說，對于需要大量數(shù)據(jù)存儲的組織，可以添加硬盤驅動器來用于其他存儲。

3、堅固的邊緣計算機必須具有豐富的I ／ O

堅固的邊緣PC 配備了豐富的I ／ O端口，因為它們通常必須同時連接到新舊工廠機器，設備和設備。 例如，邊緣計算機通常配備以下I ／ O端口：USB端口， COM端口，以太網(wǎng)端口（RJ45 ／ M12） 和通用I ／ O端口。 邊緣計算機上包括通用I ／ O（GPIO）端口，因為 它們可以容納大量沒有通用接口的外圍設備，傳感器和設備， 例如USB端口或舊式串行端口。

可以連接到GPIO端口的設備包括傳感器，警報器，運動檢測器和生產(chǎn)線控制器。 最終，GPIO端口允許邊緣計算硬件連接到其他設備，而不管它們有多舊。只要設備或傳感器正常工作，就 可以 將其連接到您的邊緣計算解決方案。

4、 邊緣計算硬件必須具有寬功率范圍

邊緣計算硬件通常部署在依賴不同電源輸入的環(huán)境中； 因此， 它們配備了 從9到50 VDC的寬功率范圍，使其與各種不同的電源輸入方案兼容。 此外，邊緣計算機 還具有多種電源保護功能，可保護系統(tǒng)免受 電氣 損壞。這些電源保護功能包括過壓保護， 反極性保護和電涌保護。

5、 邊緣計算機必須安全

邊緣計算設備通常部署在不受監(jiān)控的遠程環(huán)境 中，因此它們必須是安全的。幸運的是，邊緣計算設備配備 了 可信 平臺模塊（TPM）2．0。TPM 2．0其利用一個技術 密碼處理器 ，使得 邊緣計算機篡改－耐 由 通過綜合密碼密鑰的固定硬件。 TPM 2．0保護系統(tǒng)免受暴力攻擊和硬件盜竊。

6、邊緣計算機需要支持性能加速器以進行實時處理

邊緣計算機非常適合在邊緣收集，存儲，處理和分析數(shù)據(jù)； 但是，對于某些復雜的工業(yè)工作負載，邊緣計算機應配備性能加速器，以進行實時處理決策。新的計算和存儲設計 使 性能盡可能地接近數(shù)據(jù)。 隨著更多的處理能力轉移到邊緣，以下是一些在邊緣計算解決方案中使用的最受歡迎的性能 加速器。這些通過PCIe架構的 附加硬件 解決方案為需要實時處理性能的特定邊緣計算工作負載提供了增值。

多核 CPU：多核順序處理允許處理器利用多個核來處理數(shù)據(jù)，而每個核都充當單獨的處理設備，從而允許多個任務同時運行（同時運行更多任務）。CPU中擁有的內核越多，系統(tǒng)的性能就越好， 因為它能夠同時處理多個進程。

GPU ：隨著網(wǎng)絡邊緣與網(wǎng)絡邊緣越來越多地執(zhí)行工作負載，加速器的作用將繼續(xù)變得越來越重要 。 數(shù)據(jù)中心和云。 部署在邊緣性能加速器 能夠 處理任務－關鍵數(shù)據(jù)的實時低延遲 ，因為邊緣的PC部署接近數(shù)據(jù)生成的來源。 GPU 使用了豐富的內核， 因此在實時處理和推理分析 方面非常有效 。 與 并行 CPU相比。

VPU：視覺處理單元是性能加速器 ，可以加速機器視覺算法。 這是因為被的VPU專門優(yōu)化 為機器視覺， 機器學習， 人工智能， 面部識別，和高－端圖像處理 ，同時使用更少的功率比的GPU 。這使VPU 成為無風扇計算機的理想選擇，這些 計算機需要的組件產(chǎn)生的熱量很少且消耗的功率也很少。總體而言，VPU的低功耗和熱占用空間使其成為我們在堅固的邊緣計算解決方案中的理想選擇。

FPGA：現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA） 是一個性能加速器 被 用于優(yōu)化嵌入式系統(tǒng)對于特定的工作負荷。 FPGA能夠加快工作量，例如推理分析，人工智能以及對用于機器學習的大量數(shù)據(jù)進行分析 。在某些情況下，高端FPGA在執(zhí)行某些任務方面可以勝過GPU，同時使用的功耗和發(fā)熱量均低于GPU。

NVMe 計算存儲 ：NVMe 計算存儲 設備通過在驅動器本身上本地執(zhí)行 數(shù)據(jù)存儲和處理 ，從而在邊緣部署計算機 。 這 是通過在驅動器上本地處理數(shù)據(jù)來完成的。傳統(tǒng)上，計算機處理數(shù)據(jù)，并通過從存儲設備請求數(shù)據(jù) 并將其傳遞回CPU來進行處理。 它要求由存儲 驅動器本身執(zhí)行操作 ，并 具有在驅動器本身上進行處理，存儲和存儲的能力 。 這樣，數(shù)據(jù)不再需要離開驅動器進行處理 或路由回傳統(tǒng)的CPU數(shù)據(jù)塊，從而減少了關鍵任務處理瞬間的更多延遲。
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