Erster Rack-Server von Siemens Industrieserver bringt Hochleistungscomputing in die Fertigungsumgebung

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Hyperkonvergente Infrastrukturen sind oft auch in der Automatisierungsindustrie unerlässlich. Die neuen Siemens-Industrieserver SIMATIC IPC RS-828A mit AMD-EPYC-Technologie verbinden die Zuverlässigkeit robuster Industrie-PCs mit der Leistungsfähigkeit von Rechenzentrumsmaschinen.

Moderne Industrieanwendungen werden immer anspruchsvoller und leistungshungriger. Mit Condition Monitoring, KI und hochauflösender Bildverarbeitung wachsen die Datenströme ständig an. Und es sind es nicht nur Performance- oder Kostengründe, die für eine Cloud-ähnliche Datenverarbeitung und Infrastruktur bereits an der Edge sprechen: Hochleistungrechner "vor Ort" erleichtert zum einen die Zentralisierung und Virtualisierung – und andererseits wollen viele Industriekunden aus Security-Gründen nicht, dass ihre Daten den jeweiligen Campus verlassen.

Eine leistungsfähige Cloud- bzw. Edge-IT-Infrastruktur vor Ort ermöglicht eine vollständige Integration der OT (Operational Technology) in die IT (Information Technology) – statt nur einer Kopplung der beiden Welten. Es spricht also vieles dafür, eine solche Infrastruktur nicht in einem weit entlegenen Rechenzentrum, sondern direkt vor Ort an der Edge zu betreiben. Klar ist allerdings: Diese Infrastruktur muss robust genug sein, um auch im rauen Industrieumfeld mit seinen Temperaturschwankungen, Vibrationen und Luftverschmutzungen zuverlässig zu funktionieren.

Schneller Industrieserver mit integriertem Kühlsystem

Genau für solche Aufgabenstellungen hat Siemens den Hochleistungs-Industrieserver vom Typ SIMATIC IPC RS-828A entwickelt. Der universelle 2U-Formfaktor mit nur 585mm Tiefe (Gesamtmasse BHT 585x88x449mm) erlaubt den einfachen Einbau in standardisierte Industrieschaltschränke mit 800mm Tiefe. Ein integriertes Hochleistungs-Kühlsystem mit Fronteinlass und leicht auswechselbaren Filtern ermöglicht den direkten Betrieb in Industriehallen bei Temperaturen von +5° bis +45° C.

Die Systeme sind auf Vibrations- und Stoßfestigkeit getestet und verfügen über ein hoch EMV-festes Design. Damit können sie auch in unmittelbarer Nähe von großen, elektrisch betriebenen Industrieanlagen eingesetzt werden. Sie sind konsequent auf einen 24/7/365-Dauerbetrieb ausgelegt und werden mit 230V AC betrieben. Das Netzteil erfüllt dabei die höchste 80 Plus Energieeffizienzstufe „Titanium“.

Warum AMD EPYC?

Bei der Auswahl der Prozessoren hat sich Siemens bewusst für die AMD EPYC 9004 Familie entschieden. Diese basiert auf der super-effizienter Zen4-Technologie und ist für Server- und Storage-Anwendungen optimiert. Sie verfügt sie über eigenständige Sicherheitsprozessoren und ein hardwarebasiertes TPM (Tamper-Proof-Module) für einen sicheren Root-of-Trust. Die Embedded-Prozessoren zeichnen sich zusätzlich durch Langzeit-Verfügbarkeit und erweiterte Temperaturbereiche aus.

Ein weiterer Trumpf der EPYC-Prozessoren ist ihre Realisierung in AMDs Chiplet-Technologie. Diese hat sowohl technisch wie auch kommerziell entscheidende Vorteile: Chiplets (einzelne Chips bzw. Dies innerhalb eines einzigen Gehäuses) bieten die Möglichkeit, sie auf engstem Raum beliebig an- und übereinander stapeln zu können. So werden gegenüber einem Ansatz mit einem einzigen monolithischen Chip innerhalb eines Gehäuses deutlich höhere Packungs- und Verdrahtungsdichten erreicht. Zudem können je nach Bedarf auch Chips bzw. Chiplets unterschiedlicher Technologien und Funktionen in einem Gehäuse kombiniert werden.

Dieses hybride Multichip-SoC-Konzept ermöglicht die ersten x86-Serverprozessoren in 7nm-Technologie mit deutlich höherer Energieeffizienz sowie effizienterem Speicherzugriff (NUMA= Non-uniform Memory Access). Außerdem erlauben es derzeit nur Chiplets, wirklich komplette Systeme in ein einziges Gehäuse zu integrieren. Damit entfallen externe Chipsätze oder zusätzliche I/O Chips („Bridges“) – was weitere Platz- und Kostenvorteile bringt.

Robuste Edge-Industrieserver mit vielfältigen Möglichkeiten 

Der Server SIMATIC IPC RS-828A ist für den zuverlässigen Dauerbetrieb bei extremen Umgebungstemperaturen von +5° bis +45° C ausgelegt und kann mit zwei Prozessoren der AMD EPYC-9004-Familie, maximal 6 TB RAM (24 DIMMs) und bis zu acht Laufwerken ausgerüstet werden. Die beiden 10 GB Ethernet-Anschlüsse sorgen für eine ebenso leistungsfähige wie redundante Einbindung in bestehende Netzwerke; Glasfaser-Anbindung und weitere Ethernet-Schnittstellen sind über PCIe Erweiterungskarten möglich. Das System kann insgesamt bis zu 7 PCIe Erweiterungskarten aufnehmen, davon zweimal je eine Doppelslot-Karte mit bis zu 350W maximaler Verlustleistung z.B. für KI- oder Hardware-Simulationsbeschleunigerkarten.

Die kompakte Bauweise und das integrierte Kühlsystem mit Luftfilter erlaubt es, mehrere Systeme einfach zusammenzufassen und damit hyperkonvergente Infrastrukturen direkt in Industrieumgebungen aufzubauen. Als Betriebssysteme werden derzeit Windows Server, RedHat Linux und VMware und als Management-Lösungen IPMI sowie Redfish unterstützt. Die Verbindung eines Hochleistungs-Servers mit der Robustheit eines Industrie-PCs ist derzeit einzigartig im Markt. Zielgruppen sind primär OEMs und deren Zulieferer, die damit Datencenter vor Ort in der Produktion oder auch komplexe Produktionssysteme aufbauen und/oder bestehende Altsysteme konsolidieren und virtualisieren können. 

Weitere Einsatzmöglichkeiten sind diskrete Produktions- und Fertigungsumgebungen („selbstorganisierende Fabrik“) einschließlich fahrerloser Transport-/Logistiksysteme (AGV= Automated Guided Vehicle), Prozessautomatisierung, Simulations- und Testumgebungen sowie KI-Anwendungen. Aufgrund der hohen Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit eignen sich die Server auch als Infrastruktur für 5G-Anwendungen und Campusnetze.