Die KISS-Server-Familie in 1HE, 2HE und 4 HE mit normaler oder verkürzter Chassistiefe ist modular aufgebaut und somit höchst flexibel bestückbar. Customization ist hier das Standard-Angebot, dennoch liegt die Re-Use-Quote der verwendeten Komponenten bei 95%
Acht Jahre nach der Einführung der ersten Industrie-Serverfamilie KISS wurden die flüsterleisen Industrierechner rundum erneuert und viele Detail-Verbesserungen vorgenommen. Warum aber braucht man für Hochleistungs-Server bis hin zur Intel-Xeon-Klasse einen flüsterleisen Betrieb? Und wie unterscheiden sich diese Industrie-Server von Standard-IT-Servern? Der Beitrag über die Kontron Industrial Silent Server gibt Auskunft.
Die KISS-Server-Familie in 1HE, 2HE und 4 HE mit normaler oder verkürzter Chassistiefe ist modular aufgebaut und somit höchst flexibel bestückbar. Customization ist hier das Standard-Angebot, dennoch liegt die Re-Use-Quote der verwendeten Komponenten bei 95%
Zweite Generation von Industrieservern geht an den Start (embedded world: 1-460)

Gutes noch besser machen

Datenspeicher können Dank des modularen KISS-Konzeptes flexibel, beispielsweise über den Festplatten-Carrier KISS DA435, eingebunden werden. Für eine besonders sichere, redundante Datenhaltung bietet das RAID-Subsystem KISS Stor RAID-0-, -1-, -5- und -10-Unterstützung
Datenspeicher können Dank des modularen KISS-Konzeptes flexibel, beispielsweise über den Festplatten-Carrier KISS DA435, eingebunden werden. Für eine besonders sichere, redundante Datenhaltung bietet das RAID-Subsystem KISS Stor RAID-0-, -1-, -5- und -10-Unterstützung
Der innere Systemaufbau der Kontron KISS Server ermöglicht einen ungehinderten Luftstrom für eine effiziente und leise Systemkühlung
Der innere Systemaufbau der Kontron KISS Server ermöglicht einen ungehinderten Luftstrom für eine effiziente und leise Systemkühlung
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Die Eigenschaft „lautlos" ist ein in der letzten Zeit vielzitiertes Verkaufsargument. Lautlos konnten einfache Computersysteme und Notebooks deshalb werden, weil die Fortschritte im Low-Power-Portfolio der Chiphersteller mittlerweile vollkommen lüfterlose Systemdesigns erlauben. Im Bereich hochleistungsfähiger Serversysteme bis hin zur Intel-Xeon-Klasse sieht das aktuell aber noch anders aus. Zwar werden auch hier die Prozessoren zunehmend energieeffizienter. Die Notwendigkeit, störende Abwärme über Lüfter oder Heat-Pipes abzuführen, gehört aber nach wie vor noch zur Regel. Hochleistungssysteme leise zu machen ist folglich eine besondere Herausforderung, die nicht jeder Hersteller erfüllen kann. Doch wofür braucht man flüsterleise Industrie-Server?

Leise High-End-Rechner

Anwendungsbereiche sind beispielsweise Einsatzszenarien in Leitständen der industriellen Fertigung und Energieversorgung, im Facility-Management, in Sicherheitseinrichtungen oder im Bahnwesen sowie in vielzähligen weiteren Anwendungsfällen, die sich im personennahen Umfeld abspielen, wie Medizintechnik, professionelles AV-Equipment, Bühnentechnik, Analyserechner in Laboren und dergleichen mehr. Da in den genannten Beispielen immer auch die Mitarbeiter sehr konzentriert arbeiten müssen, sind hier besonders leise Systemdesigns gefragt. Die Empfehlungen für gewerbliche Büroräume geben beispielsweise Werte zwischen 35 und 45 dBA vor, um ein konzentriertes Arbeiten zu gewährleisten. Dass diese Anforderung nicht wie selbstverständlich von jedem Hochleistungs-Rechner erfüllt wird, liegt auf der Hand. Vielmehr sind hierfür Spezialkenntnisse in Hinblick auf den Systemaufbau und die Komponentenauswahl gefragt, die Geräusche bzw. Vibration gar nicht erst entstehen lassen oder aber möglichst effizient dämpfen.

IT-Server für den Industrie-Einsatz ungeeignet

Neben der Geräuschentwicklung gelten für Serversysteme, die für industrielle Anwendungsbereiche ausgelegt werden, aber auch weitere Anforderungen, die sie von klassischen IT-Systemen unterscheiden. Dies insbesondere dann, wenn die Systeme beispielsweise auch in Fahrzeugen eingesetzt werden oder gar im maschinennahen Umfeld. Zu den Anforderungen zählen deshalb beispielsweise auch eine hohe Stoß- und Vibrationsfestigkeit genauso wie der Schutz vor eindringendem Staub und vor Feuchtigkeit. Eine hohe Zuverlässigkeit kann auch im Hinblick auf Umgebungsbedingungen wie besonders hohe, niedrige oder schnell wechselnde Temperaturen gefordert sein. Das gilt nicht nur für den Einsatz in verschiedenen Klimazonen, sondern auch für bewegliche Maschinen, die unterschiedlichen Witterungsverhältnissen ausgesetzt sein können, aber immer betriebsbereit sein müssen. Einsatzbereiche reichen hier über Rechner in mobilen Laboren, Ü-Wagen oder Leitzentralen hin zu Servern in Bahnen und im maschinennahen Einsatz beispielsweise in industriellen Vision-Systemen.

Langzeitverfügbarkeit und Life-Cycle-Management

Neben Geräuschentwicklung und Robustheit existieren aber noch weitere, übergeordnete Anforderungen, die für alle der bereits genannten Einsatzszenarien gelten und von Standard-IT-Servern in der Regel ebenfalls nicht erfüllt werden können: Dazu zählt beispielsweise ein ausgedehntes Life-Cycle-Management des Hardwareherstellers, um Hardware-Investitionen langfristig zu schützen und die Beschaffung funktionsidentischer Systeme über Jahre hinweg zu sichern. Das ist beispielsweise auch im Hinblick auf die übergeordnete Software-Lösung wichtig, da ein Hardwarewechsel gegebenenfalls mit einem Treiberwechsel verbunden sein kann, dessen Unterstützung wiederum für das eingesetzte Betriebssystem gewährleistet werden muss. Genauso muss auch die Kompatibilität zur Gesamtlösung und allen damit verbundenen Komponenten sichergestellt werden. Diese notwendigen Test- und Validierungsmaßnahmen spielen insbesondere auch im Hinblick auf die Zertifizierung für bestimmte Zielmärkte wie die Medizintechnik oder länderspezifische Zulassungen eine Rolle. Auch diese Maßnahmen können Hersteller von Standard-IT-Systemen, die zumeist keine eingefrorenen Stücklisten bieten können, nicht ohne weiteres gewährleisten.

Hoher Customiziation-Bedarf

Aber nicht nur in Hinblick auf diese unterschiedlichen Qualitäts- und Langzeitverfügbarkeitsansprüche haben die Server von klassischen IT-Anbietern im industriellen Umfeld das Nachsehen. Auch dem Customiziation-Bedarf zahlloser individueller Applikationen können die Systeme von der Stange aufgrund ihrer eingeschränkten Konfigurierbarkeit in den meisten Fällen nicht gerecht werden. Zu den Customiziation-Anforderungen zählen beispielsweise spezifische Prozessorauslegungen, Speicher- und Festplattenbestückungen genauso wie individuelle I/O-Auslegungen. So können zur Anbindung älterer Maschinen I/O-Baugruppen mit Legacy-Schnittstellen wie z.B. RS232, RS485 oder RS422 gefordert sein. Für sicherheitskritische Applikationen können die Pflichtenhefte darüber hinaus auch eine redundante Netzteil- und Lüfter-Bestückung sowie eine redundante Datenhaltung im RAID-Festplatten-Verbund erfordern. Und je individueller eine Systemauslegung ausfällt, desto mehr individueller Service ist gefordert. Dies nicht nur auf Hardware- sondern auch auf der Softwareebene. Angefangen bei individuellen BIOS-Anpassungen, über die Bereitstellung von Treibern für spezifische Betriebssysteme bis hin zu Middleware-Lösungen, die die Applikationsentwicklung durch einen vereinfachten Softwarezugriff auf die Hardware erleichtern und beschleunigen. Oft ist folglich ein sehr individueller Zuschnitt gefragt. Und Know-how beim Customizing für langzeitverfügbare Systeme setzt viel Erfahrung voraus.

Qualitätsmaßstab Embedded-Hardware

Dass ein derart vollständiges Leistungsangebot weit über die Möglichkeiten eines eher auf Masse denn auf Individualität getrimmten Anbieters für IT-Serverlösungen hinaus geht, liegt auf der Hand. Entsprechend stark differenziert ist demgegenüber das Angebot von Industrieserver-Anbietern. Qualitätsfaktoren wie eine hohe Zuverlässigkeit, Langzeitverfügbarkeit und Robustheit gehören hier genauso zum Tagesgeschäft wie die Umsetzung vielzähliger Customization-Anforderungen. Dank dieses umfassenden Erfahrungsschatzes können individuelle Lösungen so oft aus bereits existierenden Designs abgeleitet werden, was sowohl die R&D-Kosten als auch die Markteinführungszeiten reduziert. Unternehmen wie Kontron nutzen zudem ihr breites Portfolio an Embedded-Produkten auf Boardlevel, um darauf aufbauend applikationsfertige Industrieserver-Systeme nach kundenspezifischen Anforderungen abzuleiten, sodass die Systemverantwortung komplett in einer Hand liegt. OEM-Hersteller sollten folglich mehrfach prüfen, ob sie eine Lösung von einem klassischen IT-Anbieter beziehen wollen, der jetzt auch Embedded anbietet, weil man sich hier Wachstum verspricht, oder aber von einem Unternehmen wie Kontron, das seit Jahrzehnten ausschließlich auf Embedded-Technologie spezialisiert ist und zu den Weltmarktführen in diesem Bereich gehört. Ein Blick auf die Details beispielsweise des mechanischen Designs der KISS-Server-Familie in der zweiten Genera- tion kann hier die Sicht weiter schärfen.

Gutes noch besser gemacht

In der nun verfügbaren zweiten Generation der KISS-Server-Familie hat Kontron das Systemdesign in zahlreichen Details verbessert. So bietet das Systemchassis bei mechanisch identischen Abmaßen ein nochmals robusteres Design. Beispielsweise ist neben der Standardausführung mit IP20-Schutz nun optional auch eine Variante mit IP52-Schutz verfügbar. Zudem wurden die Server auch für anspruchsvolle Applikationen mit höheren Betriebstemperaturen tauglich gemacht. Dazu zählt das Transportwesen genauso wie die Verteidigungstechnik. Auch der Komfort konnte weiter verbessert werden. So sind die hot-swap-fähigen Chassislüfter jetzt direkt frontseitig auswechselbar, was den Wartungsaufwand deutlich reduziert. Verbesserungen gab es auch im Hinblick auf die Spannungsversorgung. Die integrierten Netzteile sind nun auch für höhere Leistungen ausgelegt und erfüllen den 80-Plus-Standard, was einen hohen Wirkungsgrad bescheinigt. Zudem wurde die unterstütze Netzspannung auf industrielle Spannungsbereiche ausgedehnt. Durch Verbesserungen an der Arretierung des inneren Schutzbügels konnte die Schock- und Vibrationsfestigkeit der Baugruppen weiter gesteigert werden. Wie alle bisherigen KISS-Server eignet sich auch die zweite Generation somit ideal zum Einsatz unter besonders rauen Umgebungsbedingungen, was auch Luftfeuchtigkeit von 10 bis 95% einschließt.

DER AUTOR Dipl.-Ing. Günther Dumsky ist Director Produkt Management bei Kontron in Eching ( www.kontron.com )

PRAXIS PLUS

Speziell für die industrielle Automatisierung bietet Kontron zwei Application Ready Platforms an, die bereits funktionsvalidierte Third-Party-Hard- und Software-Komponenten von 3S, Altera, Microsoft, Softing, Wind River, Real-Time Systems sowie Linux als Building Blocks beinhalten. Die vorintegrierten industriellen Demo-Plattformen kombinieren Visualisierung und Echtzeit-Steuerung auf einer einzigen virtualisierten Hardware. Die Plattformen zeichnen sich durch ihren umfassenden Softwaresupport sowie flexible FPGA-Interfaces für z.B. Industrial-Ethernet, Feldbusse oder GPIO aus. OEMs erhalten einen vollständigen First-Level- und Second-Level-Support für diese Plattformen. Zudem wird auch das gesamte Lizenzmanagement für Softing, 3S, Altera, Microsoft, Wind River, Real-Time Systems sowie Linux übernommen.

INFO-TIPP

Im Bereich hochleistungsfähiger Serversysteme bis hin zur Intel-Xeon-Klasse ist die Eigenschaft „lautlos" bisher kaum vertreten. Xeon ist der Markenname von Server- und Workstationprozessoren von Intel, die auf den zum jeweiligen Zeitpunkt aktuellen Varianten der Desktopprozessoren und damit verschiedenen Mikroarchitekturen basieren:

· http://de.wikipedia.org/ wiki/Intel_Xeon

Weitere Informationen bietet die Seite:

· www.intel.com/content/www/us/en/ servers/server-products.html

22.02.2012


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