Почему HPI Networks
Промышленные серверы
Промышленные серверы предназначены для выполнения вычислительных и инфраструктурных задач в системах, где наряду с производительностью важны особенности эксплуатации, длительный жизненный цикл платформы, расширяемость, доступность интерфейсов и требования конкретного объекта.
Они применяются для Edge Computing, виртуализации, сбора и обработки технологических данных, систем управления, энергетики, сетевых приложений и других задач. Конструкция и характеристики промышленного сервера зависят от назначения: универсальная вычислительная платформа и специализированный сервер автоматизации могут существенно отличаться по архитектуре и интерфейсам.
Основные типы серверных платформ
Rackmount-серверы
Стоечные серверы устанавливаются в 19-дюймовые телекоммуникационные и серверные шкафы. Используются платформы различной высоты, включая 1U, 2U и более крупные системы.
Высота сервера влияет на доступное пространство для процессоров, накопителей, PCI Express карт, блоков питания и системы охлаждения, однако сама по себе не определяет производительность или назначение оборудования.
Edge-серверы
Edge-серверы предназначены для размещения вычислительных ресурсов ближе к источнику данных или управляемому объекту. Они используются там, где данные необходимо обрабатывать локально, снижая зависимость от удалённого центра обработки данных или облачной инфраструктуры.
Для Edge-проектов могут быть особенно важны компактная глубина корпуса, сетевые интерфейсы, возможности аппаратного ускорения, локальное хранение данных и условия эксплуатации.
Специализированные серверы для энергетики и автоматизации
Отдельный класс составляют серверные платформы, разработанные для энергетических и промышленных систем. Они могут сочетать вычислительные ресурсы с последовательными интерфейсами, цифровыми входами и выходами, синхронизацией времени и промышленными сетевыми интерфейсами.
Например, серверные платформы Kyland Hyperie предназначены для задач автоматизации энергетических объектов и в зависимости от конфигурации поддерживают различные промышленные протоколы и функции виртуализации.
Поддержку IEC 61850, IEC 60870, DNP3, Modbus и других протоколов необходимо проверять для конкретной аппаратной и программной конфигурации сервера.
GPU- и AI-серверы
Для искусственного интеллекта, машинного зрения, аналитики и других вычислительно интенсивных задач применяются серверы с GPU или другими аппаратными ускорителями.
При выборе такой системы необходимо учитывать не только модель ускорителя, но и доступные PCI Express линии, мощность блока питания, охлаждение, размеры устанавливаемых карт и требования используемого программного обеспечения.
Как выбрать промышленный сервер
Процессор
Процессорная платформа выбирается по характеру вычислительной нагрузки. В серверных системах могут использоваться Intel Xeon, Intel Core, AMD EPYC и другие процессоры в зависимости от класса оборудования.
Количество процессоров, ядер и потоков следует рассматривать вместе с архитектурой CPU, объёмом памяти, требованиями приложений и необходимой производительностью ввода-вывода.
Оперативная память
Объём RAM определяется выполняемыми приложениями, количеством виртуальных машин, объёмом обрабатываемых данных и требованиями операционной системы.
Для части серверных платформ поддерживается ECC-память. Наличие ECC, максимальный объём памяти и поддерживаемая конфигурация модулей определяются конкретной системной платой и процессором.
Накопители
В серверах используются SATA, SAS и NVMe накопители различных форм-факторов. Для систем с высокой интенсивностью операций ввода-вывода особенно важны производительность накопителей и возможности контроллера хранения.
При подборе необходимо учитывать количество отсеков, поддерживаемые интерфейсы, возможность горячей замены, RAID и требования приложения к производительности и сохранности данных.
Hot-swap отсек сам по себе не гарантирует возможность безопасной горячей замены: её должна поддерживать вся подсистема хранения.
RAID
RAID позволяет объединять несколько накопителей для повышения производительности, доступности данных или достижения требуемого баланса этих характеристик.
RAID не является заменой резервного копирования. Выбор уровня RAID определяется количеством накопителей, допустимым временем восстановления, требованиями к производительности и устойчивости системы к отказам.
Сетевые интерфейсы
Количество и скорость Ethernet-интерфейсов выбираются с учётом сетевой архитектуры проекта. Серверные платформы могут поддерживать Gigabit Ethernet, 10GbE, 25GbE и более высокие скорости, а также дополнительные сетевые адаптеры.
Наличие нескольких сетевых портов само по себе не означает резервирование каналов или отказоустойчивость — соответствующая схема должна поддерживаться аппаратной и программной конфигурацией системы.
PCI Express и платы расширения
PCI Express используется для установки сетевых адаптеров, GPU, ускорителей, контроллеров хранения и специализированных интерфейсных плат.
При подборе необходимо учитывать поколение PCIe, электрическую конфигурацию слота, доступные линии, физические размеры платы и ограничения по мощности и охлаждению.
Резервирование серверных компонентов
Резервированные блоки питания
Для систем с повышенными требованиями к доступности могут использоваться два или более блока питания. В поддерживающих такую архитектуру серверах отказ одного блока не приводит к немедленному отключению системы.
Наличие двух вводов питания или двух модулей PSU необходимо отличать от полноценной схемы резервирования. Возможность горячей замены и режим работы блоков определяются конструкцией конкретного сервера.
Резервирование накопителей
RAID и hot-swap накопители позволяют строить системы, способные продолжать работу при определённых отказах подсистемы хранения. Уровень фактической отказоустойчивости зависит от выбранной архитектуры RAID, контроллера и количества накопителей.
Серверы для виртуализации
Виртуализация позволяет запускать несколько изолированных операционных сред на одной физической вычислительной платформе. Для таких систем особенно важны количество процессорных ядер, объём оперативной памяти, производительность накопителей и сетевых интерфейсов.
Поддержку конкретного гипервизора необходимо проверять по требованиям программной платформы и совместимости используемого оборудования.
Серверы для энергетики
В энергетической автоматизации сервер может выполнять не только классические вычислительные задачи, но и функции концентрации данных, шлюза протоколов, виртуализированной платформы управления и интерфейса с технологическим оборудованием.
Для таких проектов могут потребоваться IEC 61850, IEC 60870-5-101/103/104, DNP3, Modbus, PRP/HSR, последовательные интерфейсы, дискретный ввод-вывод и интерфейсы синхронизации времени. Набор функций зависит от конкретной модели, установленных модулей и программного обеспечения.
При применении сервера на подстанциях необходимо отдельно проверять заявленные производителем стандарты, температурное исполнение, электромагнитную совместимость и требования конкретного проекта.
Промышленный сервер и промышленный компьютер
Граница между сервером и промышленным компьютером не всегда определяется конструктивным исполнением. Оба устройства могут быть выполнены в 19-дюймовом корпусе и использовать сходные процессоры, память и накопители.
При классификации следует учитывать позиционирование производителя и основное назначение платформы. Сервер ориентирован на предоставление вычислительных, инфраструктурных или специализированных серверных функций, тогда как промышленный компьютер обычно используется как самостоятельная вычислительная система прикладного назначения.
Сервер и серверное шасси
Готовый сервер следует отличать от промышленного корпуса или шасси. Chassis представляет собой конструктивную основу системы и само по себе может не содержать процессорной платформы, памяти и накопителей.
Если изделие является barebone, необходимо проверять состав поставки: наличие системной платы, процессора, блока питания, накопителей и других компонентов зависит от конкретной модели и конфигурации.
Основные параметры при подборе сервера
- назначение и тип серверной платформы;
- rackmount, Edge или другое исполнение;
- высота и глубина корпуса;
- модель и количество процессоров;
- количество процессорных ядер;
- максимальный объём и тип оперативной памяти;
- поддержка ECC;
- количество и тип накопителей;
- SATA, SAS и NVMe;
- RAID и hot-swap;
- количество и скорость Ethernet-портов;
- PCI Express и возможности расширения;
- поддержка GPU и аппаратных ускорителей;
- тип и резервирование блоков питания;
- рабочая температура;
- поддерживаемые операционные системы и средства виртуализации;
- для специализированных серверов — промышленные интерфейсы, протоколы и отраслевые стандарты.
Подбор сервера под проект
Для подбора серверной платформы желательно указать назначение системы, используемое программное обеспечение, требования к процессору и памяти, объём и характер хранения данных, сетевые интерфейсы, платы расширения, требования к резервированию и условия эксплуатации.
Для специализированных промышленных и энергетических систем дополнительно необходимо учитывать используемые протоколы, интерфейсы, требования к синхронизации времени и отраслевым стандартам. HPI Networks поможет подобрать конфигурацию и проверить её характеристики по документации производителя.
