Tech blog | Industrieel computer systeem met hoogwaardige graphics: we bouwen hem voor je.

Een ‘standaard’ kantoor pc en server in een industriële omgeving plaatsen? Dat is geen goed idee omdat aan een industrieel computersysteem hele andere eisen worden gesteld dan aan kantoor pc’s. In dit artikel gaan we in op de bijzondere kenmerken van industriële systemen en de videokaarten die hierin worden verwerkt.

Vijf redenen waarom een industrieel computersysteem niet te vergelijken is met je kantoorsysteem

● Een configuratie van een systeem dat wordt ontwikkeld voor de industrie moet jaren leverbaar zijn. Het zou niet efficiënt én kostbaar zijn om tussentijds te moeten overstappen op andere onderdelen om de bestaande configuratie vlekkeloos te laten functioneren.

● De systemen en interne bekabeling moeten steviger zijn dan een standaard systeem omdat het tegen trillingen of schokken moet kunnen. Denk hierbij aan gebruik in marine of offshore omgevingen of bij Defensie en Ruimtevaart. Daar is bijvoorbeeld een productkenmerk zoals schokbestendigheid key.

● Een industrieel systeem is beter tegen elektrisch vervuilde omgevingen beschermd omdat er een “vuile” netspanning op de installatie plek aanwezig is of omdat er lange bekabeling op het systeem aangesloten wordt.

● Ook bij verschillende omgevingstemperaturen dienen industriële pc’s stabiel te functioneren. Daarnaast kan de omgevingslucht door vervuiling of wisselende vochtigheid minder geschikt zijn om als koeling door een computersysteem te worden geblazen. Industriële systemen moeten in de meest uiteenlopende omstandigheden kunnen functioneren bij een omgevingstemperatuur van 0 tot +60 graden.

● Als laatste verschil noemen we performance tijd: industriële systemen staan vaak 24/7 aan en daarbij wordt verwacht dat ze dit minstens 5 tot 10 jaar prima blijven functioneren.

Betere én betaalbare alternatieven voor een kantoor pc en server: ze zijn er!

Zoals hierboven aangegeven zijn er behoorlijk wat redenen om geen standaard PC in te zetten. Waarom dit dan toch gebeurt? Hiervoor komen wij in de praktijk grofweg twee redenen tegen: als eerste de, op het eerste gezicht, aantrekkelijke aanschafwaarde en ten tweede de onwetendheid. Ieder component dat niet voor de grote massa geproduceerd is heeft een hogere aanschafprijs. Dat is logisch. En nog betere specificaties en betere componenten heeft datzelfde resultaat: deze zijn logischerwijs ook duurder. Dat betekent echter niet dat een industriële pc meteen onbetaalbaar wordt.

En daar zit nu precies onze meerwaarde. Wij zijn goed in het vertalen van de gevraagde eisen naar een selectie van componenten waar we een industrieel computersysteem mee bouwen dat precies voldoet aan de wensen. Daarmee wordt een maatwerk pc betaalbaar én is deze exact gebouwd om langdurig optimaal te kunnen presteren in een industriële omgeving.

Over de videokaart Wanneer je een beetje thuis bent in de componentenwereld, weet je dat de videokaart, het onderdeel dat voor beeld zorgt en dat veel parallelle berekeningen kan doen, vaak het duurste onderdeel is van een computersysteem. Videokaarten worden massaal geproduceerd voor de consumentenmarkt. Ieder jaar verschijnt er een hele reeks nieuwe, snellere modellen terwijl de productie van de vorige generatie stopt. Zoals al aangegeven past dit vaak niet bij de wensen van de industrie. Zij willen namelijk het liefst een aantal jaren identieke computers afnemen zodat zij hun toepassingen of machines en de logistiek daaromheen goed kunnen inregelen. Er zijn enkele eenvoudige videokaarten die meerdere generaties beschikbaar blijven. Met de opkomst van AI (artificial intelligence), waarvoor vaak videokaarten worden ingezet, is dit aan het veranderen.

Sommige fabrikanten beloven nu bijvoorbeeld 5 jaar software support na LTS (Last Time Shipped). Een enkele fabrikant biedt een mogelijkheid tot LTB (Last Time Buy) bij minimale afname van 250 of 1000 stuks. Nvidia, de grootste chip fabrikant voor videokaarten, begrijpt ook dat het een kritiek product is voor de industriële markt en levert daarom enkele producten die langer beschikbaar zijn. Deze zijn echter duurder dan gewone varianten en natuurlijk niet voorzien van de meest actuele chips. Daarbij komt nog dat de videokaarten bijzonder groot en zwaar zijn waardoor ze niet goed bevestigt kunnen worden in een industrieel systeem. Ze gebruiken veel stroom en hebben veel koel lucht nodig, dit terwijl we de ventilatoren eigenlijk willen elimineren vanwege hun beperkte levensduur en tril bestendigheid.

Uitdaging voor ontwikkelaars

Ontwikkelaars vinden het vaak een gemis dat de oplossing die ze ontwikkeld hebben op gewone PC's met een actuele super snelle videokaart niet goed vertaald kan worden naar een product waar de industrie iets mee kan. Daarmee bedoelen we het ontwerpen van een betrouwbaar systeem volgens de eisen en bijzonderheden waarmee dit artikel startte.

Daarom is de industrie al een tijd op zoek naar een oplossing voor deze situatie, en die lijkt zich te standaardiseren op een MXM formaat videokaart. MXM is de oplossing van Nvidia voor videokaarten in notebooks. Oorspronkelijk alleen uitgebracht met mobiele laag vermogen GFX chips, maar Nvidia heeft de standaard meermaals aangepast waardoor er nu behoorlijk krachtige oplossingen mogelijk zijn. Zo'n MXM videokaart is een module die in het systeem wordt geschroefd en de mechanische verbinding is zo stevig dat het makkelijk alle schok en tril testen kan doorstaan. In plaats van ventilatoren heeft de MXM videokaart een vlak koelblok waarop een warmte geleidende koel oplossing kan worden gemaakt. Dit kan bijvoorbeeld door het geheel tegen de behuizing aan te monteren of door middel van heat-pipes. De afmetingen en montage gaten liggen vast in de MXM standaard.

Een industrieel systeem met slimme videokaart en krachtige GPU. Wij bouwen hem voor je.

Wij kunnen nu industriële fanless systemen bouwen en voorzien van een MXM videokaart met een krachtige GPU. De afmetingen van de MXM videokaart zijn zodanig klein dat deze in en op alle carriers kan worden geïnstalleerd. Een carrier is een insteekkaart met een bepaalde interface waarop een kaart met een andere interface gemonteerd kan worden. Denk daarbij aan een carrier voor PCIexpress, VPX, VME, AdvancedTCA of cPCIserial.

Wanneer een MVM videokaart wordt gemonteerd op een PCIexpress carrier dan biedt dit als voordeel dat de MXM videokaart te installeren is in iedere actuele PC. Hierdoor kan eenvoudig en voordelig een ontwikkelsysteem worden gebouwd dat identiek is aan de beoogde industriële hardware. Een bijkomend voordeel is dat eenvoudiger binnen budgetten en doorlooptijd kan worden opgeleverd. Omdat in het ontwikkelsysteem al een groot aantal onderdelen identiek is aan de uiteindelijke onderdelen is er een veel kortere implementatietijd nodig op de uiteindelijke hardware.

Het is dus voor ontwikkelaars belangrijk om tijdens het ontwikkelen van een applicatie voor een industriële toepassing contact te houden met de hardware sector. Verdiep je in wat er echt beschikbaar is én blijft gedurende de levensduur van het uiteindelijke product. Zijn de levertijden acceptabel? Zijn de hardware specificaties marktconform? Dit soort kritische afwegingen maken wij dagelijks en maakt dat we hoogwaardig maatwerk oplossingen voor de industriële markt leveren. En dat kunnen we doen omdat we een kennisgedreven technisch team hebben, niet merk gebonden zijn én de markt van binnen en buiten kennen.

Nog een laatste advies van onze technische collega’s: betrek hen zo vroeg mogelijk bij een project zodat het traject op alle vlakken efficiënter verloopt.

Hulp nodig?

Ben je op zoek naar advies of hulp voor jouw industrieel computersysteem? Neem contact met mij op, ik help je graag verder! John van Zandvoort, Senior Support Engineer: