Ein umfassender Leitfaden zur Auswahl der Hardware für Edge Computing Lösungen

Die richtige Hardware für Edge Computing: So treffen Sie die beste Wahl

Edge Computing ist eine Technologie, die es ermöglicht, Daten nahe an der Quelle zu verarbeiten, anstatt sie zu den zentralen Rechenzentren zu senden. Dadurch können schnellere Reaktionszeiten, geringere Latenz und eine höhere Datensicherheit erreicht werden. Eine schnelle und effiziente Datenverarbeitung und Übertragung sind in der heutigen digitalen Welt entscheidend für den Erfolg von Unternehmen.

 

Blogbeitrag: Hardware-Auswahl für Edge Computing

 

Die Entwicklung und Implementierung von Edge-Infrastrukturen ist jedoch ein komplexer Prozess, der viele Herausforderungen und Anforderungen mit sich bringt. Ist erstmal ein Use-Case vorhanden, geht es darum, die Idee so schnell wie möglich umzusetzen.  

Dieser Blog-Beitrag soll als Orientierung und Rundumblick für ihre eigene Edge-Infrastruktur dienen und aufzeigen, welche Dinge bereits bei einem Proof-of-Conept (PoC ) – von der Auswahl des Edge Gateways bis hin zur Integration in die Cloud – berücksichtigt werden sollten.

Die richtige Wahl der Hardware-Plattform für erfolgreiche Edge Computing Anwendungen

Edge Gateway EG500 Serie Innenansicht

Die Wahl der richtigen Hardware-Plattform für erfolgreiche Edge Computing Anwendungen ist von entscheidender Bedeutung. Eine falsche Entscheidung kann zu Einschränkungen in der Leistungsfähigkeit, erhöhten Kosten und Sicherheitsrisiken führen. In diesem Zusammenhang müssen mehrere Faktoren und Komponenten berücksichtigt werden, die die Leistung am Edge beeinflussen. Dazu gehören unter anderem die Prozessorgeschwindigkeit, der Arbeitsspeicher, die Netzwerkverbindung, der Stromverbrauch und die Umgebungstemperatur. Eine sorgfältige Analyse und Bewertung dieser Faktoren kann dazu beitragen, die richtige Hardware-Auswahl zu treffen und die Leistungsfähigkeit der Edge Computing Anwendung zu optimieren.

 

CPU - Icon1. Der Prozessor (CPU):
Die CPU (Central Processing Unit) ist das Herzstück eines jeden Computersystems und bestimmt die Geschwindigkeit, mit der Daten verarbeitet werden können. Eine schnelle und leistungsstarke CPU ist für eine IoT Gateway Anwendung unerlässlich, da sie die Daten schnell und effizient verarbeiten kann.
Arbeitsspeicher - Icon2. Der Arbeitsspeicher (RAM):
Der RAM (Random Access Memory) ist der Speicherplatz, der von der CPU genutzt wird, um Daten während der Verarbeitung flüchtig abzuspeichern. Durch einen angemessen dimensionierten RAM wird eine schnelle und effiziente Verarbeitung großer Datenmengen ermöglicht. Besonders für Azure IoT Edge und AWS Greengrass sollte sich die Größe des Arbeitsspeichers des Edge Gateways auf mindestens zwei GB besser allerdings noch vier GB belaufen.
Permanenter Speicher3. Der permanente Speicher:
Edge Gateways müssen in der Lage sein, Daten lokal zu speichern, um die Verarbeitung zu beschleunigen und sicherzustellen, dass die Daten auch bei Verbindungsverlust verfügbar bleiben.
Konnektivität4. Die Konnektivität:
Die Edge-Anwendungen müssen in der Lage sein, eine schnelle und zuverlässige Verbindung zu anderen Geräten und Netzwerken herzustellen. Die Konnektivität kann über kabelgebundene oder drahtlose Verbindungen erfolgen. Für Standard kabelgebundene Netzwerke hat sich Ethernet durchgesetzt. Hier ist die Anzahl der Netzwerkschnittstellen entscheidend. Für drahtlose Anbindung eigenen sich IoT Gateways mit 4G, 5G und WLAN.
5. Größe und Gewicht
Edge Geräte werden oft in rauen Umgebungen eingesetzt, einschließlich industriellen Umgebungen, Fahrzeugen und mobilen Anwendungen. IoT Gateways sollte daher klein, leicht und robust sein.
Lifecycle-Management6. Das Lifecycle-Management:
Da Edge Computing Anwendungen in der Regel über einen längeren Zeitraum genutzt werden, ist es unerlässlich, dass das Gesamtsystem bestehend aus den verschiedenen Hardwarekomponenten eine lange Lebensdauer hat.

 

Insgesamt ist bei der Auswahl von Edge Geräten darauf zu achten, dass die Leistung des gesamten Edge Gateways ausreichend ist, um die Anforderungen der Anwendung am Edge zu erfüllen. Ein zu schwaches IoT-Gateway kann für Verzögerungen und sogar Ausfällen sorgen, was zu Beeinträchtigungen des Betriebs führen kann. Zusätzlich sollte die Plattform so skaliert sein, dass auch zukünftige Use-Cases auf der gleichen Plattform nachgeladen werden können und keine neue Hardware im Feld installiert werden muss.

Wichtige Schnittstellen für Edge-Infrastrukturen: Das sollten Sie wissen

In einer Edge-Infrastruktur müssen verschiedene Komponenten miteinander kommunizieren, um eine optimale Leistung zu erzielen. Hierbei spielen Schnittstellen eine entscheidende Rolle, da sie den Austausch von Daten und Informationen zwischen den Komponenten ermöglichen. Wichtige Schnittstellen bei der Implementierung von Edge Computing Anwendungen sollten sorgfältig ausgewählt und bewertet werden, um eine reibungslose Kommunikation zwischen den Komponenten zu gewährleisten.

Schnittstellen am Edge Gateway

Die Auswahl der richtigen Schnittstellen hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie der Art der Anwendung, der Bandbreite, der Latenzanforderungen und der Reichweite. Eine fundierte Kenntnis der verschiedenen Schnittstellen und ihrer Eigenschaften kann dabei helfen, eine erfolgreiche Implementierung von Edge Computing Anwendungen zu gewährleisten.

  1. Netzwerkschnittstellen: Diese Schnittstellen ermöglichen die Kommunikation zwischen IoT Gateways und anderen Geräten oder Netzwerken. Dazu gehören beispielsweise WLAN, Ethernet, 4G LTE und 5G. 
  2. Geräteschnittstellen: Diese Schnittstellen ermöglichen die Verbindung von Sensoren, Aktoren und anderen Geräten mit dem Edge Gerät. Dazu gehören USB, HDMI, CAN-Bus, RS232 oder RS485.
  3. Kommunikationsschnittstellen: Im Zusammenhang mit den Hardwareschnittstellen muss für einen Datenaustausch auch die Umsetzung softwaretechnisch betrachtet und berücksichtigt werden. Hierzu gehören:
    Kommunikationsstandards wie OPC-UA, Modbus und Protokolle wie MQTT und CAN.
  4. Mensch-Maschine-Schnittstellen (HMI): Diese Schnittstellen ermöglichen die Interaktion zwischen Benutzern und Edge Gateways. Dazu gehören Bildschirme, Tastaturen, Touchscreens und Sprachsteuerungen.

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