Серверы для Edge computing

Несколько лет назад в продуктовом портфеле многих производителей серверов появились системы нового типа – так называемые периферийные серверы (edge servers). Чтобы разобраться, в чем особенности этих серверов и для каких задач они предназначены, сначала нужно объяснить концепцию периферийных вычислений (Edge computing).

Вычисления на границе ИТ-инфраструктуры

Периферийные вычисления преобразуют подходы к хранению, обработке, анализу и передаче данных, генерируемых миллиардами устройств Интернета вещей и другими устройствами. Первоначально они использовались для экономии затрат на каналы связи, необходимые для передачи «сырых» данных от устройств, которые выдали эти данные, в корпоративные дата-центры или в облако, но в последнее время сферы применения периферийных вычислений расширились за счет приложений реального времени, требующих минимальной задержки обработки данных. Это, например, беспилотные автомобили, аналитика видеозаписей с камер систем видеонаблюдения или внедрение сотовой связи 5G.

Периферийные вычисления позволяют перенести обработку и хранение данных ближе к источнику этих данных – вместо того, чтобы выполнять эти задачи в основном дата-центре, которые может находиться за тысячи километров от устройств, генерирующих данные. В результате значительно сокращаются задержки при обработке данных, что особенно важно для приложений, работающих в реальном времени, и многократно уменьшаются объемы данных, которые нужно передавать в дата-центр, что существенно снижает нагрузку на каналы связи.

К примеру, датчик, который контролирует какие-то параметры технологического процесса на заводе, или камера системы видеонаблюдения генерируют сравнительно небольшой объем данных, однако если на заводе или в системе видеонаблюдения используются десятки или сотни таких устройств, то требования к пропускной способности каналов связи, по которым данные пересылаются в дата-центр для хранения и анализа, многократно вырастают. Поэтому гораздо выгоднее хранить и обрабатывать эти данные там, где установлены сами датчики или камеры, а в центр пересылать только результаты обработки (например, информацию о том, что какой-то параметр технологического процесса вышел из допустимого диапазона или обнаружено проникновение посторонних в помещение), либо на основе этой информации давать команду локальному оборудованию (например, скорректировать настройки производственного оборудования или включить звуковой сигнал тревоги).

Чем отличаются периферийные серверы от стоечных

Наиболее распространенные сегодня стоечные серверы плохо подходят для внедрения концепции периферийных вычислений, поскольку они рассчитаны на развертывание в дата-центрах, где постоянно поддерживаются оптимальные условия работы компьютерной техники, а не на границе ИТ-инфраструктуры, например, на улице или в цехах промышленного предприятия. Необходимость в специализированных серверах для обслуживания периферийных вычислений привела к появлению нового типа серверов.

В большинстве моделей периферийных серверов используется конструкция уменьшенного форм-фактора (чаще всего это одноюнитовые устройства половинной ширины либо небольшие коробочки), что позволяет установить сервер в том же распределительном шкафу, в котором находятся устройства, генерирующие «сырые» данные, либо рядом с этими устройствами. Поскольку во многих сценариях внедрения граничных вычислений нет возможности установить сервер в специальном помещении (серверной) и часто распределительный шкаф, в котором устанавливается сервер, стоит на открытом воздухе, то в конструкции периферийных серверов заложена возможность работы в расширенном температурном диапазоне. Для этого они опционально могут выпускаться в усиленном корпусе, защищающем сервер от влаги, экстремальной температуры, проникновения пыли, а также от вибрации.

Наконец, обычно периферийному серверу не требуется большая вычислительная мощность, поэтому в них используются относительно «слабые» процессоры с пониженным энергопотреблением, например, Intel Xeon D. Это позволяет уменьшить энергопотребление всего сервера, избежать проблем с обеспечением питания (если есть ограничения по мощности для распределительного шкафа, в котором установлен сервер), а также уменьшить его тепловыделение.

Один из примеров периферийного сервера – модель ThinkEdge SE450, который компания Lenovo выпустила в конце прошлого года. Хотя он выполнен в полноразмерном форм-факторе 2U, от стандартных стоечных серверов он отличается уменьшенной глубиной корпуса (что позволяет устанавливать устройство в монтажных шкафах, где мало свободного места), расширенным температурным диапазоном (от –5 до +55°C), улучшенной защитой от пыли и вибрации, поддержкой питания от сети постоянного тока и подключения к беспроводным сетям Wi-Fi, LTE и 5G, а также GPS-позиционирования. Все эти особенности позволяют использовать ThinkEdge SE450 вне дата-центров, на границе корпоративной ИТ-инфраструктуры.