Der Datenverkehr ist in den letzten Jahren deutlich gestiegen. Unternehmen benötigen Zugang zu verschiedenen Formen von ständig aktualisierten Informationen, um ihre Geschäftsziele zu erreichen, während Industriestandorte in der Lage sein müssen, diese Informationen zu analysieren, um ihre Abläufe effizienter zu gestalten. Gleichzeitig erwarten Kunden, dass sie über ihre Smartphones sofort Zugang zu vielen Dienstleistungen haben. Angesichts dieses Wachstums und der steigenden Beliebtheit der Telearbeit werden Cloud-Dienste immer wichtiger.
Deshalb werden Rechenzentren in den kommenden Jahren eine noch grössere Bedeutung haben. Der steigende Datenverkehr hat auch dazu geführt, dass sich ein völlig neues Rechenzentrumskonzept entwickelt hat: Edge-Rechenzentren. Dabei handelt es sich um Rechenzentren, die sich am Edge, also am Rand eines Netzwerks, und damit näher an den Endbenutzern und Geräten befinden.
Das gleiche Prinzip gilt auch für kleine Rechenzentren, die sogenannten Mikrorechenzentren. Diese können viel näher am Ort des Geschehens angesiedelt werden, so dass Edge-Computing-Aufgaben übernommen werden können. Das bietet einige betriebliche Vorteile.
Das Aufkommen des Edge Computing
Gründe für das Edge Computing:
- Mobilfunkteilnehmer, die immersive Spiele spielen oder AR/VR-Apps ohne Verzögerungsprobleme erleben möchten.
- Industrielle Systeme, die in kürzester Zeit Situationen bewältigen müssen, die andernfalls zu einer Gefährdung des Personals oder zu erheblichen Kosten führen könnten.
- Der Übergang zu einem höheren Mass an Fahrzeugautonomie in den kommenden Jahren (und die Notwendigkeit, sicherheitskritische Funktionen zu unterstützen).
Das Analystenunternehmen Gartner prognostiziert, dass bis 2025 mindestens 75 % der in Unternehmen generierten Daten ausserhalb der traditionellen zentralen Rechenzentren oder Cloud-Betriebe erstellt/verarbeitet werden, wobei ein beträchtlicher Teil der Workloads am Edge ausgeführt wird. Laut Grand View Research wird der globale Markt für Edge Computing bis 2030 eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate (CAGR) von 38,9 % aufweisen.
Vorteile des Edge Computings:
- Grössere Autonomie dort, wo sie am meisten gebraucht wird, und damit eine schnellere Reaktionsfähigkeit.
- Verringerung der Netzüberlastung − da weniger Daten durch die Netzinfrastruktur zurück zu einem zentralen Punkt geleitet werden müssen.
- Erhöhte Sicherheit − da weniger Datenübertragungen über solche Netze die Anfälligkeit für böswillige Angriffe Dritter deutlich verringern.
- Bessere Skalierbarkeit − mit einem Edge-basierten Ansatz ist es einfacher und kostengünstiger, zusätzliche Ressourcen hinzuzufügen, als in einem grossen Rechenzentrum.
Welche technischen Schwierigkeiten müssen überwunden werden?
Obwohl dies alles sehr positiv zu sein scheint, wird der Betrieb von Rechenzentren am Edge eine Herausforderung darstellen. Die eingesetzten Geräte unterliegen einigen Beschränkungen, die für grosse, zentralisierte Standorte einfach nicht gelten (in Bezug auf Stromverbrauch, verfügbaren Platz, Budget usw.). Auch die eingeschränkte Zugänglichkeit des Standorts könnte eine Rolle spielen (was sich auf die Wartungsarbeiten auswirkt).
Wie bei zentralen Einrichtungen muss auch bei Edge-Rechenzentren die Stromversorgung gesichert sein, damit die Integrität der gespeicherten Daten voll gewährleistet ist. Unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV), sind daher unerlässlich, damit die Stromversorgung auch bei Stromausfällen, Überspannungen auf Überlandleitungen oder Blitzeinschlägen gesichert ist.
Als Nächstes muss eine wirksame Strategie für das Wärmemanagement festgelegt werden (was angesichts der Dichte, mit der die Hardware in Mikro-Rechenzentren untergebracht werden muss, besonders wichtig ist). Je nach der erzeugten Wärmemenge gibt es verschiedene Methoden, die hier eingesetzt werden können. Ausserdem muss eine angemessene Datenkonnektivität vorhanden sein.
Des Weiteren muss darauf geachtet werden, dass sich das Rechenzentrum finanziell lohnt und alle Umweltrichtlinien eingehalten werden. Um der zunehmenden Anzahl von Edge-Rechenzentren gerecht zu werden, bietet Distrelec viele unterschiedliche Hardware-, Software- und Testlösungen von relevanten Partner-Herstellern an.
USV-Lösungen
Vor dem Kauf einer USV sollte die Menge der im Mikrozentrum gespeicherten Daten ermittelt werden, um die Leistung des Geräts zu optimieren und übermässige Kosten zu vermeiden.
Die USV-Serie Vertiv™ Edge ist in Mini-Tower-, 2 HE/3 HE-Rack/Tower- und 1 HE-Rack-Mount-Konfigurationen mit Modellen von 500 W bis 3 kW Nennleistung erhältlich und eignet sich hervorragend für dezentrale Rechenzentren. Mit jeweils bis zu 10 Steckdosen erreichen diese Geräte einen Wirkungsgrad von 98 % und einen Leistungsfaktor von 0,9.
Die Smart-UPS™-Geräte von APC verfügen über die erforderlichen Konnektivitäts- und Remote Verwaltungsoptionen, die eine einfache Verwaltung von jedem Standort aus ermöglichen. Einzelheiten zu ihrem Status können über ein sicheres Webportal abgerufen werden. Die verschiedenen Modelle dieser Reihe liefern bei einem Stromausfall eine sofortige Notstromversorgung mit reinen Sinuswellenausgängen, so dass empfindliche Geräte nicht gefährdet sind und eine höhere Effizienz gewährleistet ist.
Eatons 1kW 5PX Gen 2 USV-Einheiten können sowohl in Rack- als auch in Tower-Implementierungen untergebracht werden und verfügen über eine deutlich höhere Ausgangsleistung als konkurrierende USV-Produkte, wodurch sie eine grössere Anzahl von Servern unterstützen können. Sie sind mit dem Energy Star 2.0 zertifiziert und bieten ein hohes Mass an Effizienz, wodurch der Stromverbrauch und die Kosten für das Wärmemanagement gesenkt werden. Die firmeneigene Akkumanagementtechnologie umfasst einen dreistufigen Ladeprozess, der die Lebensdauer des Akkus verlängert.
Die USV 9PX des Unternehmens verfügt über eine Doppelwandlertopologie. Dadurch ist das Gerät in der Lage, die Strombedingungen ständig zu überwachen sowie Spannung und Frequenz zu regulieren. Dieses und das Modell 9SX verfügen über Lastsegment-Kontrollmechanismen, die es ihnen ermöglichen, nicht benötigte Geräte abzuschalten und so die verfügbare Akkulaufzeit für kritische Geräte zu verlängern.
Edge-Server-Lösungen
Die Avocent® ACS8000 Advanced Konsolenserver von Vertiv verfügen über alle Eigenschaften, die für eine sichere Remote-Verwaltung von Rechenzentren erforderlich sind. Diese Server mit kompaktem Formfaktor, die auf dem Linux-Betriebssystem (OS) laufen, nutzen jeweils die Dual-Core ARM Cortex-A9-Verarbeitungstechnologie sowie 1 GB DDR3 RAM und 16 GB eMMC-Flash. Sie bieten auch einige Schnittstellen, wie Mobilfunk (3G und 4G), USB, Gigabit-Ethernet, SPC-Glasfaser und herkömmliche serielle Verbindungen (RS-232, RS-422 und RS-485).
Konnektivitätshardware für industrielle Konnektivität
Das Edge Computing wird die Grundlage für die Einführung von Industrie 4.0 und die Entstehung produktiverer und effizienterer “intelligenter Fabriken” bilden. Das IO-System SIMATIC ET200SP von Siemens bietet Ingenieuren eine kompakte, leistungsstarke Leitung für die Datenübertragung zwischen verteilten Sensorgeräten und der ihnen zugeordneten Edge-basierten Verarbeitungsressource. Es umfasst verschiedene Kommunikationsmöglichkeiten und kann die Vorverarbeitung der Daten übernehmen, bevor es nur die übergeordneten Daten zurücksendet. Durch diesen Ansatz wird die Arbeitsbelastung des Mikrorechenzentrums verringert. Das Ergebnis sind kürzere Reaktionszeiten und eine schnellere Inbetriebnahme.
Datenspeicherung in Industriequalität
Ein weiterer wesentlicher Aspekt der Verarbeitungen am Edge ist eine angemessene Datenspeicherkapazität, die diese ergänzt. Dafür können entweder Festplattenlaufwerke (HDDs) oder Solid-State-Speicher verwendet werden.
Die SkyHawk™ HDDs von Seagate verfügen über eine Speicherkapazität von bis zu 20 TB und wurden für den Einsatz in KI-fähigen Videoüberwachungssystemen entwickelt, wie z. B. Objekt-/Gesichtserkennung aus lokalem Überwachungskameramaterial. Sie verfügen über 6Gbit/s-SATA-Schnittstellen und können bis zu 64 HD-Videoströme verarbeiten. Ihre 2 Mio. Stunden MTBF bedeuten, dass man sich auf einen langfristigen Betrieb verlassen kann.
Die herkömmlichen WD Gold™-Festplatten der Enterprise-Klasse von Western Digital im 3,5-Zoll-Format verfügen über die unternehmenseigene HelioSeal®-Technologie, mit der branchenweit führende Speicherkapazitäten erreicht werden können (bis zu 22 TB). Die integrierte Schwingungsschutztechnologie erhöht die Zuverlässigkeit dieser Antriebe, wobei die Echtzeitüberwachung zur Korrektur von linearen und rotatorischen Schwingungen beiträgt.
Dazugehörige Software
Zum Distrelec-Portfolio gehört auch die Siemens SIMATIC-Software. Sie ist für die Unterstützung von Edge-basierten Serverinfrastrukturen in Industrieumgebungen optimiert − zur Maximierung der betrieblichen Effektivität und Energieeffizienz sowie zum Schutz vor Cyberangriffen.
Netzwerküberprüfung
Die Sicherstellung der Integrität sowohl der Kupfer- als auch der Glasfaser-Ethernet-Infrastruktur in Mikrorechenzentren ist ein weiterer wichtiger Aspekt, der berücksichtigt werden muss, da jegliche Probleme in diesem Bereich schwerwiegende Folgen haben können. Das Test- und Analyseportfolio von NetAlly umfasst Handheld-Tester zur Überprüfung der Gigabit-Ethernet- und PoE-Verkabelungsleistung innerhalb kürzester Zeit.
NetAlly Portable Network Expert beispielsweise diagnostiziert jedes Netzwerkproblem, ob kabelgebunden oder drahtlos, und ermöglicht es Ingenieuren und Technikern, mit Hilfe einer Multi-Technologie mehr Aufgaben effizienter zu erledigen. Mit diesem tragbaren All-in-One-Netzwerkanalysator können Benutzer ihre Wi-Fi-, Bluetooth/BLE- und Ethernet-Zugangsnetzwerke einrichten, warten und dokumentieren.
Fazit
Es liegt auf der Hand, dass Edge-Rechenzentren bei der digitalen Transformation vieler Bereiche unserer Gesellschaft eine zentrale Rolle spielen werden. Die Vorteile davon sind eine grössere Autonomie, erhöhte Sicherheit und eine schnellere Reaktionsfähigkeit. Nichtsdestotrotz gibt es auch Beschränkungen denen die Rechenzentren ausgesetzt sind. Zudem sind sie an Ressourcen gebunden. Aus diesem Grund wird die Beschaffung optimierter Technologie von grösster Bedeutung sein.
