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Was sind Edge-Server und wie werden sie verwendet?

Von ·Kategorien: Technik erklärt·Published On: August 15th, 2020·11,5 min read·

Was sind Edge-Server?

Edge-Server sind leistungsstarke Computer, die am „Rand“ eines bestimmten Netzwerks aufgestellt werden, wo Datenberechnungen stattfinden müssen. Sie befinden sich physisch in der Nähe der Systeme oder Anwendungen, die die auf dem Server gespeicherten oder von ihm verwendeten Daten erzeugen.

Im obigen I/O-Hub-Video beantwortet Produktmanagerin Tasha Dickinson diese Frage noch mehr im Detail. Dabei geht sie darauf ein, wie Edge-Server die anspruchsvollsten Hardware-Probleme von heute lösen. Nachstehend finden Sie auch eine Zusammenfassung des Videos. Entdecken Sie hier die Reihe der OnLogic Edge-Server.

Hinweis: Dieses Video wurde erstellt, bevor Logic Supply zu OnLogic umfirmiert wurde.

Was ist die Geschichte der Edge-Server?

Server gibt es schon seit geraumer Zeit. Der Erfinder von Servern, Tim Berners-Lee, arbeitete 1989 für das CERN in der Schweiz. Er hatte ein echtes Problem. Tim musste Daten von seinen Wissenschaftler:innen aus der ganzen Welt und aus allen CERN-Labors abrufen. Dabei wollte er sicherstellen, dass er auf diese Daten zugreifen konnte, egal wo er sich befand.

Beispielsweise verfügte jeder Computer über unterschiedliche Sprachen. Manchmal musste man mehrere verschiedene Sprachen beherrschen, nur um Daten von diesen verschiedenen Computern zu erhalten. Infolgedessen hatte er ein einziges Verzeichnis, in dem all diese Daten gesammelt wurden. Dadurch konnte er diese Daten an alle seine Wissenschaftler:innen weiterleiten. Das ist tatsächlich diese Idee einer Art Zwischenspeicherung von Inhalten, mit der die Server wirklich begannen.

Tim hat in Ruhe mit dieser ganzen Severgeschichte begonnen, die wir bis heute haben. Er wurde sogar während der Olympischen Spiele vorgestellt, von der Königin ausgezeichnet und zum Ritter geschlagen.

Damals twitterte er “Das ist für alle.” Bei OnLogic gefällt uns die Idee einfach, dass jemand, der dies begann, die Geschichte um die Server wirklich bereichert hat.

Edge-Server stehen am „Rand“

Der traditionelle Server ist ein Computer, der als zentrale Informationsquelle für die Bereitstellung von Ressourcen und die Verteilung von Ressourcen im Netzwerk dient. Wenn die Leute das Wort Server hören, denken die meisten an einen kalten Raum im hinteren Teil eines Gebäudes oder an unterirdische Betonbunker. Doch das ist das Modell von vor zehn Jahren. Das war vor der Verbreitung der Cloud und dem schnellen Wachstum des Internets.

Edge-Server sind der nächste Schritt. Die Leute beschäftigen sich wirklich mit künstlicher Intelligenz, Machine Vision und Deep Learning. Als Ergebnis stellen wir fest, dass viele der Analysen und Dinge, die geschehen müssen, jetzt weiter von den Datenzentren entfernt stattfinden. Zusätzlich ist es wichtig, über diese Probleme nachzudenken, mit denen unsere Software-Anbieter oder Leute konfrontiert sind, welche die nächsten Dinge in diesen Bereichen erfinden.

So ist ein Edge-Server in der Lage, einen großen Teil der benötigten Berechnungen direkt im Edge auszuführen. Genau dort, wo diese Dinge in unserem Alltag stattfinden. Also in NEMA-Schränken, maßgefertigten Schränken mitten in der Wüste, in einem Wandschrank, einer Lagerhalle oder auf einem Schreibtisch. Oder genau in der Mitte eines Schweißbetriebes. An all diesen Orten haben die Leute Probleme mit der Datenverarbeitung, die wir mit Edge-Servern zu lösen versuchen.

Warum Edge-Server verwenden?

Da sich die Technologie weiterentwickelt hat, muss die Entscheidungsfindung schnell erfolgen. Wenn eine Entscheidung nicht schnell getroffen werden kann, kann sie große Folgen haben. Das gilt insbesondere für die zunehmende Verbreitung von künstlicher Intelligenz. Angenommen, Sie haben einen Roboterarm in einer Fertigungsstraße. Er muss in der Lage sein, schnell zu reagieren, weil er sich aus Sicherheitsgründen zu nahe an einer Person befindet. Oder er muss eine Linie anhalten, weil er mithilfe seiner Vision-Funktion ein Problem erkannt hat. Dabei muss er in der Lage sein, diese Entscheidung schnell zu treffen. Das System hat nicht die Zeit, Daten an ein großes Analysezentrum zu senden, um diese Entscheidung zu treffen. Es muss sofort anhalten.

Einsatz von Edge-Servern zur Kompensation von Cloud-Computing-Kosten

Cloud-Dienste und Big Data haben exponentiell zugenommen. Es gibt mehr Knotenpunkte und Datensammler, die Daten in die Cloud übertragen als je zuvor. Außerdem erkennen die Menschen, dass es teuer ist, ungefilterte Daten in die Cloud zu übertragen. Sie müssen sowohl die Kosten für die Speicherung als auch für die Übertragung der Daten tragen. Man will nur das speichern, was man wirklich braucht und nur das, was man nutzt. Wenn Sie also schon vor der Übertragung der Daten Entscheidungen über die Datenverarbeitung treffen, sparen Sie sowohl bei den Übertragungsgebühren als auch bei den Cloud-Gebühren Geld.

Es geht im Grunde darum, das Fett an der Quelle zu entfernen. Somit ist das, was übertragen wird, schlanker und effizienter. Es ist eine kosteneffektivere Art, mit Ihren Daten umzugehen. Außerdem ist es nicht hilfreich, wenn dort zusätzliche Daten gespeichert werden. Sie möchten schnell herausfinden, was Sie brauchen – hier können Edge-Server helfen.

Viele Leute realisieren, dass sie diese Berechnungen genau hier auf der Linie benötigen. Direkt neben einem Roboter zum Beispiel. Aber man kann ein Rack nicht einfach zu einem Roboter hinrollen und es dort stehenlassen. Dazu benötigt man einen speziell gebauten Server. Edge-Server bringen diese Rechenleistung in einen kleinen und zuverlässigen Formfaktor, der mit diesem Roboter umgehen kann.

Das Datenzentrum an den Rand verschieben

Worüber wir reden, ist das, was in einem riesigen Rechenzentrum war. Wir wollen das so klein machen, dass es in eine Box oder in ein Robotergehäuse passt, beispielsweise einen kleinen NEMA-Schrank. Dieser kleine Server braucht Konnektivität. Denn wenn all diese Informationen einmal generiert und sortiert sind und auf sie reagiert wird, muss er in der Lage sein, sich mit der Cloud oder dem Intranet zu verbinden. So kann er diese Daten verschieben.

Meistens sind die Rechenzentren stark vernetzt. Aber sie haben auch riesige Speicherzentren, an die sie angeschlossen sind. Also ist es wichtig, diesen Hybrid zu haben. So sollten sie über genügend Speicherplatz vor Ort verfügen und sogar hot-swap-fähig sein und die Daten direkt vor Ort abrufen oder sie über Wi-Fi, 4G oder sehr schnelles Internet in die Cloud schicken können.

Dies sind die Probleme, die unsere Edge-Server lösen. Wir bieten hohe Konnektivität, hohe Rechenleistung mit etwas Speicherkapazität oder mindestens flexible Speicherkapazitäten für diese Arten von Anforderungen – immer mit dem richtigen Level an Prozessorleistung.

Wie sieht ein Edge-Server aus?

Es gibt keinen typisch aussehenden Edge-Server. Ein Edge-Server passt an den Ort, an dem man ihn braucht. Daher haben wir uns auf mehrere Plattformen konzentriert. Somit haben wir die Möglichkeit, eine leistungsstarke Rechenkapazität in einer kleinen Box oder in einem Rack unterzubringen und für all das auf einer Plattform zu programmieren. An dieser Stelle beginnen wir, ein wenig mehr über den Formfaktor nachzudenken. Von lüftergekühlten Boxen über lüfterlose Systeme bis hin zu Rackmount-Servern.

Vielleicht benötigen Sie ein Rackmount mit mehreren CPUs, Speichern oder Konnektivität. Bei der Entwicklung unserer Lösungen ist es wichtig, dass wir uns Gedanken über die volle Bandbreite dessen zu machen, was unsere Kunden wirklich brauchen, um ihre Probleme zu lösen. Die Edge-Server, die wir hier entwickelt haben, verfügen über eine breite Palette von Formfaktoren, um die Anforderungen verschiedener Umgebungen zu erfüllen. So haben wir Systeme wie den Karbon 700 mit Xeon-Prozessoren, die bei bis zu 70 Grad Celsius arbeiten. Außerdem haben wir gerade eine neue Reihe von sehr leistungsstarken AMD-Servern eingeführt.

Welche Funktionen machen einen Edge-Server aus?

Die Idee eines Edge-Servers ist die Rechenleistung mit der Konnektivität. Außerdem geht es darum, dort zu sein, wo sie gebraucht wird. Der Karbon 700 kann bis zu einem Xeon E 32176 Prozessor bewältigen, der eine Menge an Berechnungen ermöglicht. Aber er kann auch Erweiterungen händeln. Sie haben Standard-PoE. Daneben geben ModBays dir eine wirklich schnelle Erweiterung. Wir können den Server auch mit Wi-Fi und 4G-Mobilfunk ausstatten. Diese Konnektivität im Edge ermöglicht die Entscheidungsfindung. Mit dem Netzwerk oder der Cloud verbunden zu sein, ist ein wichtiger Teil davon.

Zu den weiteren Optionen gehört unser kleines, aber mächtiges System – der MC850. Es ist eine hervorragende Box, da man für diese Größe einen skalierbaren Xeon-Prozessor bekommt. Man kann bis zu 28 Cores und 48 PCIe-Lanes für eine schwere Rechenlast, besonders für KI, verwenden. Das ist wirklich genau für die KI gebaut. Sie haben die Möglichkeit, Erweiterungen vorzunehmen und eine GPU hinzuzufügen. Er hat eine enorme Leistung für so eine kleine Box. Er könnte auf einem Schreibtisch stehen, in einem NEMA-Schrank oder wo auch immer Sie ihn brauchen.

Wir sind Teil der Lösung für alles, von Parkhäusern bis zur Analytik, Videoanalytik, intelligenten NVRs und anderen Arten von Anwendungen. Dinge, die viel visuelle Verarbeitung erfordern. Das verkörpert, was ein Edge-Server ist. Und das ist Datenverarbeitung plus Konnektivität in einer kleinen Box, die überall hinpasst.

Frühe Versionen von Edge-Server-Technologie und Design

Vor ein paar Jahren kam Intel auf uns zu und sagte, ‘Hey, hört zu, wir haben viele Kunden, die darüber reden, dass sie mehr brauchen als eine Serververarbeitung ganz im Hinterzimmer. Sie brauchen die Verarbeitung genau da am Edge.’ Und so ist sie irgendwie entstanden. Ich habe einmal eine Geschichte gehört von einem Typen, der in einem Meeting war mit einer ganzen Reihe von Leuten und versucht hat, sowohl Cloud-Computing als auch die Tatsache zu erklären, dass es die Cloud gibt und all diese Daten herumschwirren. Es ist überall, aber es fängt an, sich immer mehr aufzulösen. Es reichte noch weiter und der Typ sagte, ‘Oh also, es ist nicht so sehr eine Wolke (Cloud), sondern vielmehr wie ein Nebel.’ Und so endeten wir mit einer Nebelbox.

Von Nebelboxen zu Edge-Servern

Als diese eingesetzt wurden, haben wir gelernt, dass wir nicht nur über Berechnungen, sondern auch über Konnektivität und auch über Skalierbarkeit nachdenken müssen. Es muss mit den Knoten laufen, die Sie bereits da draußen eingesetzt haben. Und es muss auch ein bisschen über Ihre ganze Einrichtung hinweg wachsen. Von da aus haben wir begonnen, das Portfolio zu erweitern in Bezug auf den Einsatz von 1U-, 2U- und 4U-Servern, um wirklich auf den Betrieb von jemandem zu skalieren. Wir wollten in der Lage sein, von Anfang bis Ende zu verstehen, wie dieser Datenpfad quasi lebt.

Beispiele für Edge-Server-Anwendungen

Durch die Arbeit mit Intel und die Entwicklung dieses Referenz-Designs haben wir also gelernt, dass die Erschaffung von Computernetzwerken die Fähigkeit zur Berechnung und Konnektivität näher an den Ort des Geschehens bringt. Hier sehen wir die Vorteile in Bezug auf Geschwindigkeit und Reaktionszeit. Ein Beispiel dafür, wie Edge-Server in der Praxis aussehen können, ist eine Verpackungs- und Trennanlage, in der wir den MC850 einsetzen. Er ist in einem NEMA-Schrank, da er klein genug ist, sodass er hineinpasst. Das System trifft Entscheidungen über den Roboterarm, der Sichtanalysen macht. Er ist fähig, diese Entscheidungen direkt dort vor Ort in Echtzeit zu machen. Wir haben auch 1U-Server, die in einem speziellen Schrank mitten in der Wüste untergebracht sind. Dort schützen sie den Standort und führen Sicherheitsmaßnahmen und Analysen direkt vor Ort durch.

Es gibt noch viele weitere schöne Anwendungen, bei denen es um Entscheidungsfindung geht und bei denen ein Rechenzentrum keinen Sinn ergibt. Aber es gibt auch Beispiele in der Sicherheit, bei denen Rechenzentren ebenfalls Teil der Lösung sind. Diese Skalierbarkeit ermöglicht Innovatoren, Entscheidungsfindungen in Echtzeit zu bewältigen. Außerdem sind Analysen und Verarbeitung vor Ort und aus der Ferne möglich durch eine Vielfalt von Einsatzmethoden.

Also ist es fast wie eine Erweiterung des Edge-Computings. Aber anstatt leichtgewichtige, kleinere Systeme zu nutzen, verwendet man leistungsstarke, fähigere Systeme, um das zu tun. Mit Edge-Servern bringen wir diese Leistung ganz bis ins Edge. Die Leute fordern das. Jedoch konnten wir die Probleme, auf die sie bei der Verarbeitung und Analyse am Netzwerkrand stoßen, mit unseren leistungsstarken Lösungen bewältigen.

Edge-Server zur Problemlösung verwenden

Je smarter die Branche wird, desto leistungsstärker müssen die benötigten Computer sein, um das tatsächlich auszuführen und die Dinge intuitiver zu machen. Zum Beispiel mit der Videoanalyse im Sicherheitsbereich bei einer Veranstaltung mit vielen Besucher:innen. Die Analytik kann problematische Personen oder Situationen direkt erkennen. Wir arbeiten derzeit mit einem Lösungsanbieter zusammen, der Videoanalysen durchführt, um Verbrechen, Diebstahl und andere Schadensfälle zu verhindern. Das ist nur ein erster Vorgeschmack auf das, was in Zukunft passieren wird. Dabei wissen wir natürlich, dass selbstfahrende Autos die Analytik in wirklich großem Umfang zum Edge drängen.

Viele der Lösungen, die wir haben, insbesondere im Zusammenhang mit dem Karbon 700, bringen diese Art des Edge-Computing wirklich hinaus ins Edge. Es ist die Autofahrt zu den Versandhäfen. Wir sind alle in verschiedenen Arten von Lagerhallen und Standorten, so ziemlich überall, wo man hingeht. Wir freuen uns, wenn wir hören, dass unsere Computer draußen in der Welt etwas bewirken.

Edge-Server-Lösungen für Innovatoren

Unsere Kunden lösen Probleme. Manchmal geht es um Software, und wir können ihre Visionen mit unserer Hardware in die Tat umsetzen. Somit sind wir das letzte Puzzleteil, das Ideen zusammenführt.

Das erfolgt, da wir in der Lage sind, robuste Industrie-Boards und -systeme zu entwerfen. Außerdem arbeiten wir die ganze Zeit mit unseren Lieferanten, um einen langen Lebenszyklus zu ermöglichen. Damit haben wir die Lösung, von der die Leute träumen, in einer Lösung, die lange hält. Wir wissen, dass unsere Hardware dies auf dieser Plattform möglich machen wird.

Fazit

Edge-Server sind keine Einheitslösung für alle. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Probleme mit unterschiedlichen Technologien, Verbindungen, Prozessoren und Formfaktoren zu lösen. Wir haben Produkte, die diese spezifischen Probleme lösen.

Hinweis: Dieser Blogbeitrag wurde ursprünglich am 11. Dezember 2019 veröffentlicht. Er wurde am 15. August 2020 inhaltlich aktualisiert.

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About the Author: Darek Fanton

Darek ist Communications Manager bei OnLogic. Seine Leidenschaft für Journalismus und Technologie hat ihn von den Redaktionen lokaler Zeitungen bis in die Produktionshallen von IBM geführt. Aufgrund seines Hintergrunds in der Nachrichtenredaktion ist er immer auf der Suche nach den neuesten technischen Entwicklungen und den besten Möglichkeiten, diese Informationen mit den Lesenden zu teilen. Neben seiner Affinität für Worte ist Darek auch ein Musikliebhaber, Jongleur und ein großer Fan von schlechten Witzen.
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