Nasze społeczeństwo staje się coraz bardziej zależne od danych. Przedsiębiorstwa polegają na dostępie do stale aktualizowanych informacji, a zakłady przemysłowe muszą być w stanie aktualizować te informacje, chcąc zwiększyć swoją efektywność. Coraz większy nacisk kładzie się obecnie na usługi chmurowe, a rosnąca popularność telepracy oraz współpracy pomiędzy osobami, znajdującymi się w różnych lokalizacjach geograficznych, dodatkowo to potęguje. Oprócz tego należy wziąć pod uwagę ciągle zmieniające się wymagania odbiorców – abonenci sieci komórkowych oczekują natychmiastowego dostępu do szeregu różnych usług za pośrednictwem swoich smartfonów.
W związku z tym centra danych staną się w najbliższych latach jeszcze bardziej cenione. Warto jednak zauważyć, że obserwuje się zmiany w wykorzystywanych topologiach. Przez najbliższe kilka lat znacznie większa część zasobów obliczeniowych i pamięci masowej będzie zlokalizowana na brzegu sieci, a nie scentralizowana, jak ma to miejsce obecnie.
Stąd motywacja do tworzenia mikrocentrów danych – czyli mniejszych wersji większych obiektów. Mogą one być umieszczone znacznie bliżej miejsca, w którym mają być wykorzystane, dzięki czemu możliwe jest przetwarzanie brzegowe. Wynikają z tego różne korzyści operacyjne.
Narodziny przetwarzania brzegowego
Istnieje kilka czynników napędzających proces przechodzenia na technologię brzegową. Oto niektóre z nich:
- Abonenci usług mobilnych, którzy wymagają szybkich połączeń, by grać w gry online lub korzystać z aplikacji AR/VR bez opóźnień.
- Systemy przemysłowe muszą w jak najkrótszym czasie radzić sobie z sytuacjami, które zagrażają bezpieczeństwu pracowników lub których konsekwencje mogą być kosztowne.
- Rozwój autonomii pojazdów w nadchodzących latach i zapotrzebowanie na wsparcie funkcji krytycznych pod względem bezpieczeństwa.
Jak wynika z prognoz firmy analitycznej Gartner, do 2025 r. co najmniej 75% danych generowanych przez przedsiębiorstwa będzie tworzonych/przetwarzanych poza tradycyjnym scentralizowanym centrum danych lub operacjami w chmurze – przy czym znaczna część obliczeń będzie realizowana brzegowo. Z tego względu, według Grand View Research, globalny rynek przetwarzania brzegowego odnotuje skumulowany roczny wskaźnik wzrostu (CAGR) na poziomie 38,9% do 2030 roku.
Przetwarzanie brzegowe umożliwi szereg korzyści w wielu różnych sektorach:
- Umieszczenie większej autonomii tam, gdzie jest ona faktycznie najbardziej potrzebna, a tym samym przyspieszenie czasu reakcji.
- Mniejsza ilość danych przesyłanych przez sieć do scentralizowanego punktu redukuje przeciążenie sieci.
- Zwiększone bezpieczeństwo – mniejsza ilość transmisji danych ogranicza podatność na złośliwe ataki stron trzecich.
- Zwiększona skalowalność – dzięki koncepcji brzegowej dodawanie zasobów jest łatwiejsze i bardziej opłacalne niż w przypadku dużych centrów danych.
Pokonywanie trudności technicznych
Pomimo wielu zalet, operacje brzegowe wiążą się z pewnymi wyzwaniami. Zastosowany sprzęt będzie podlegał ścisłym ograniczeniom, które nie dotyczyły dużych, scentralizowanych obiektów pod względem zużycia energii, dostępnej przestrzeni, budżetu itp. Ograniczona dostępność do obiektu również może odgrywać rolę, utrudniając prace konserwacyjne.
Podobnie jak w przypadku centralnych obiektów, brzegowe centra danych wymagają stałego zasilania w energię elektryczną, aby zapewnić pełną integralność przechowywanych danych. Ze względu na liczne zagrożenia związane z zasilaniem, takie jak przerwy w dostawie prądu, przepięcia na liniach przesyłowych, a nawet uderzenia piorunów, niezbędna jest instalacja zasilaczy awaryjnych (UPS).
Należy ponadto zdefiniować odpowiednią strategię zarządzania termicznego; potrzebę tę potęguje gęstość rozmieszczenia sprzętu w mikroinstalacjach centrów danych. W zależności od ilości generowanego ciepła stosuje się tu różne rozwiązania. Pozostaje ponadto kwestia zapewnienia odpowiedniej łączności z danymi.
Nie ulega wątpliwości, że zarówno początkowe nakłady finansowe, jak i bieżące koszty operacyjne muszą być utrzymywane na niskim poziomie, z zachowaniem standardów ochrony środowiska. Wychodząc naprzeciw potrzebom związanym z rozwojem brzegowych centrów danych, Elfa Distrelec oferuje szeroką gamę różnych rozwiązań sprzętowych, programowych i testowych od szerokiego grona zaufanych partnerów.
Rozwiązania UPS
Przed zakupem zasilacza UPS należy określić ilość danych przechowywanych w mikrocentrum, aby zoptymalizować wydajność urządzenia i uniknąć nadmiernych kosztów.
Seria zasilaczy UPS Vertiv™ Edge, dostępna w konfiguracjach mini-tower, 2U/3U rack/tower i 1U rack, z modelami o mocy od 500 W do 3 kW, przeznaczona jest szczególnie do zdecentralizowanych instalacji w centrach danych. Jednostki wyposażone w maksymalnie 10 wyjść zasilających osiągają sprawność do 98% i współczynnik mocy 0,9.
Urządzenia Smart-UPS™ firmy APC są wyposażone w funkcje łączności i zdalnego monitorowania, co ułatwia zarządzanie nimi z dowolnej lokalizacji. Informacje o ich stanie można sprawdzić za pośrednictwem bezpiecznego portalu internetowego. Wszystkie modele z tej rodziny zapewniają natychmiastowe zasilanie z akumulatorów rezerwowych w przypadku awarii, a czyste napięcie sinusoidalne na wyjściu sprawia, że wrażliwy sprzęt nie jest narażony na uszkodzenie, gwarantując jednocześnie wysoką wydajność.
Jednostki UPS 1kW 5PX Gen 2UPS firmy Eaton z możliwością montażu w szafie rack lub tower mają znacznie większą moc wyjściową niż konkurencyjne produkty UPS, dzięki czemu mogą obsługiwać większą liczbę serwerów. Dzięki certyfikatowi Energy Star 2.0 oferują podwyższony poziom wydajności, ograniczając tym samym zużycie energii elektrycznej i utrzymując koszty zarządzania termicznego na niskim poziomie. Opatentowana technologia zarządzania energią obejmuje trzystopniowy proces ładowania, który pomaga przedłużyć żywotność baterii.
Oferowany przez firmę Eaton zasilacz UPS 9PX charakteryzuje się topologią podwójnej konwersji. Przy jej wykorzystaniu urządzenie jest w stanie stale monitorować warunki zasilania, a także regulować napięcie i częstotliwość. Zarówno ten, jak i model 9SX są wyposażone w mechanizmy kontroli segmentu obciążenia, które pozwalają na wyłączenie zbędnych urządzeń, wydłużając tym samym czas pracy akumulatora na potrzeby funkcjonowania krytycznych elementów.
Serwerowe rozwiązania brzegowe
Zaawansowane serwery konsolowe Avocent® ACS8000 firmy Vertiv są wyposażone we wszystkie elementy potrzebne do bezpiecznego, zdalnego zarządzania centrum danych. Kompaktowe serwery z systemem operacyjnym Linux wykorzystują dwurdzeniowy procesor ARM Cortex-A9, 1 GB pamięci RAM DDR3 oraz 16 GB pamięci flash eMMC. Zastosowano w nich wiele interfejsów, takich jak telefonia komórkowa (3G i 4G), USB, Gigabit Ethernet, światłowód SPC oraz starsze połączenia szeregowe (RS-232, RS-422 i RS-485).
Sprzęt komunikacyjny dla łączności przemysłowej
Przetwarzanie brzegowe (edge computing) stanie się podstawą do rozwoju Przemysłu 4.0 oraz stworzenia bardziej produktywnych i wydajnych „inteligentnych fabryk”. Moduł SIMATIC ET200SP firmy Siemens oferuje kompaktowy, wysokowydajny system przekazywania danych pomiędzy rozproszonymi czujnikami a przypisanymi im zasobami przetwarzania brzegowego. Urządzenie wykorzystuje wiele różnych opcji komunikacyjnych i jest w stanie wykonać wstępne przetwarzanie danych, a następnie przesłać z powrotem tylko dane wyższego poziomu. Zastosowanie tego rozwiązania pozwala zredukować obciążenie mikrocentrów danych – dzięki szybszym okresom reakcji i szybszym czasom uruchomienia.
Przechowywanie danych na skalę przemysłową
Kolejnym istotnym aspektem procesów przetwarzania brzegowego jest zapewnienie odpowiedniej pojemności pamięci masowej. Do tego celu można wykorzystać dyski twarde (HDD) lub pamięci półprzewodnikowe.
Dyski twarde SkyHawk™ firmy Seagate o pojemności do 20 TB są przeznaczone do stosowania w środowiskach pracy opartych na sztucznej inteligencji (AI), takich jak rozpoznawanie obiektów/twarzy z lokalnych nagrań z kamer monitoringu. Są one wyposażone w interfejsy SATA 6 Gbit/s i mogą obsługiwać do 64 strumieni wideo HD. Wskaźnik MTBF wynoszący 2 miliony godzin zapewnia długotrwałą i niezawodną pracę.
Produkowane przez Western Digital tradycyjne 3,5-calowe dyski twarde WD Gold™ klasy biznesowej są wyposażone w oryginalną technologię HelioSeal®, która umożliwia osiągnięcie najlepszych w branży pojemności dyskowych (do 22 TB). Zastosowanie technologii ochrony przed drganiami zwiększa niezawodność tych napędów, a funkcja monitorowania w czasie rzeczywistym umożliwia korygowanie problemów związanych z drganiami liniowymi i obrotowymi.
Oprogramowanie uzupełniające
W ofercie Elfy Distrelec dostępne jest również oprogramowanie Siemens SIMATIC. Zostało ono zoptymalizowane pod kątem obsługi brzegowej infrastruktury serwerowej w bezkompromisowych warunkach przemysłowych – maksymalizując efektywność operacyjną i wydajność energetyczną, a także chroniąc przed naruszeniem cyberbezpieczeństwa.
Sposoby testowania sieci
Kolejnym ważnym aspektem jest zapewnienie integralności infrastruktury sieci Ethernet zarówno miedzianej, jak i światłowodowej stosowanej w mikrocentrach danych, ponieważ wszelkie problemy w tym zakresie mogą mieć poważne konsekwencje. Portfolio firmy NetAlly w zakresie diagnostyki i analizy obejmuje ręczne testery do sprawdzania wydajności okablowania Gigabit Ethernet i PoE, pozwalające na wykonanie testów w wyjątkowo krótkim czasie.
Przykładem może być urządzenie NetAlly Portable Network Expert, które służy do diagnozowania wszelkich problemów związanych z siecią, przewodową lub bezprzewodową, umożliwiając inżynierom i technikom sprawniejsze wykonanie większej ilości zadań z pomocą multitechnologii. Ten wszechstronny przenośny analizator sieci pozwala użytkownikom wdrażać, utrzymywać i dokumentować sieci dostępowe Wi-Fi, Bluetooth/BLE i Ethernet.
Podsumowanie
Nie ulega wątpliwości, że brzegowe centra danych będą odgrywać kluczową rolę w cyfrowej transformacji wielu aspektów naszego społeczeństwa. Za ich pośrednictwem zostaną osiągnięte takie cele jak większa autonomia, zwiększone bezpieczeństwo i przyspieszony czas reakcji. Z drugiej strony, konieczne jest uwzględnienie ograniczeń w zakresie zasobów i presji, pod jaką te usługi będą się znajdować. Z tego powodu, zaopatrywanie się w zoptymalizowaną technologię będzie miało ogromne znaczenie.
