Wat is een industriële fanless NUC? Hoe verschillen ze van consumenten-NUC’s?

De aankondiging van de Industriële Fanless NUC volgde snel op de introductie van de consumentgerichte Intel® Next Unit of Computing (NUC). De NUC is gemaakt om de prestaties van een full-size computer in een compacte vorm te verpakken. Hoewel de NUC geïntroduceerd is als een consumentenproduct, is het ook interessant voor professionele gebruikers. Dit komt vooral door het kleine formaat en de indrukwekkende mogelijkheden van de NUC.

OnLogic (voorheen Logic Supply) heeft een aantal van de allereerste industriële fanless NUC-behuizingen ontwikkeld. Deze units zijn ontworpen zodat ze ingezet kunnen worden in een industriële omgeving, waar de omgevingsfactoren mogelijk computer-hardware kunnen beschadigen. Sindsdien heeft elke nieuwe generatie NUC-moederborden de prestaties en het potentieel van deze compacte systemen vergroot. Met deze vooruitgang kwam er nog meer flexibiliteit in de manier waarop industriële computergebruikers deze mini pc’s gebruiken.

Investering in Intel NUC stopgezet

In juli 2023 kondigde Intel aan dat het bedrijf zijn investering in zijn NUC-serie zou stopzetten. Volgens ServeTheHome zei Intel dat het bedrijf zijn ecosysteempartners in staat zou stellen om de groei en innovatie van de NUC-serie voort te zetten, en zijn belofte zou nakomen om de NUC-producten die momenteel op de markt zijn, voortdurend te ondersteunen. De Intel NUC zal zeker gemist worden, maar gelukkig zijn er verschillende NUC-alternatieven beschikbaar die vergelijkbare grootte en functionaliteit bieden.

Een korte geschiedenis van de NUC

De beslissing van Intel om in 2012 te starten met het Next Unit of Computing-platform was groot nieuws. Om als marktleider in CPU-productie de snelgroeiende markt voor small-form-factor computers te betreden was opmerkelijk. Het was verbazingwekkend om te zien dat Intel zo’n grote stap zette om complete systemen te distribueren.

Maar Intel’s toewijding aan hun NUC-lijn heeft zijn vruchten afgeworpen. In de daaropvolgende jaren begon Intel NUC-hardware in vele vormen op te duiken en begonnen andere moederbordfabrikanten hun eigen versies uit te brengen.

Compacte systemen op basis van Mini-ITX– en Pico-ITX-kaarten waren niets nieuws, maar de NUC bood een unieke combinatie van afmetingen en prestaties die het ideaal maakten voor installatie in omgevingen met beperkte ruimte. Bovendien moesten eerdere generaties van massageproduceerde small-form-factor computers vaak worden aangepast om een ​​bepaalde toepassing het beste te kunnen bedienen. NUC daarentegen bood een vaste I/O-configuratie die niet afhankelijk was van het gebruik van ingebouwde pin headers om I/O voor industriële toepassingen beschikbaar te maken.

De komst van de industriële fanless NUC

De eerste serie NUC-behuizingen voor consumenten is niet ontworpen voor het soort uitdagende omstandigheden die je vaak buiten een kantooromgeving tegenkomt. Plastic containers, compleet met koelventilatoren en ventilatieopeningen, zorgen voor problematische betrouwbaarheidsproblemen wanneer ze op een drukke productievloer worden geïnstalleerd, of wanneer ze tegen de muur worden gemonteerd in een stoffige houtfabriek. Gelukkig duurde het niet lang voordat industriële NUC-systemen op de markt kwamen, duidelijk ontwikkeld om een ​​duurzamere, betrouwbaardere oplossing te bieden.

Wat maakt een fanless industriële NUC anders?

De meest voor de hand liggende afwijking van een consumenten NUC naar zijn industriële tegenhanger is de behuizing. Consumenten NUC’s gebruiken een mengsel van polycarbonaat en plastic. Industriële NUC-systemen maken meestal gebruik van stalen of aluminium constructies. Dankzij deze materialen zijn ze beter bestand tegen impactkrachten en trillingen.

NUC-systemen voor consumenten volgen een gestandaardiseerd formaat en esthetiek die universeel herkenbaar zijn geworden. Industriële NUC-systemen bieden daarentegen vaak extra mogelijkheden, zoals uitbreidingsslots voor meer opslag, gespecialiseerde uitbreidingskaarten of branche-specifieke I/O.

Industriële NUC-behuizingen zien er anders uit dan hun tegenhangers voor consumenten omdat ze passieve koeltechnologie gebruiken. De meeste bevatten kenmerken zoals vinnen om warmte af te voeren. Bovendien zijn veel industriële NUC-behuizingen in staat om alle externe openingen, die anders nodig zouden zijn voor actieve koeling, te elimineren.

Een van de meest impactvolle verbeteringen wat betreft betrouwbaarheid die veel industriële NUC’s gebruiken, is het verwijderen van alle bewegende onderdelen, inclusief de ventilator en draaiende harde schijven. Het gebruik van mSATA– en M.2-schijven zorgt voor een scala aan opslagopties, zonder de inherente kwetsbaarheden van harde schijven (HDD’s).

Betrouwbaarheid in de NUC

OnLogic’s ML100G-53 en ML100G-41 industriële fanless NUC’s.

Computercrashes zijn voor iedereen een frustrerende ervaring, maar de gevolgen van onbetrouwbare industriële computers kunnen een bedrijf ongelooflijk veel tijd en geld kosten. Hardwarefouten kunnen een productielijn tot stilstand brengen, leiden tot een onbruikbaar product of gegevens onnauwkeurig of ontoegankelijk maken. De betrouwbaarheid van een computersysteem wordt beïnvloed door een groot aantal variabelen. Fabrikanten van industriële computers hebben hard gewerkt om de meest voorkomende storingspunten te elimineren om de uptime te maximaliseren.

De unieke omgevingsfactoren om rekening mee te houden voor industriële computergebruikers gaan verder dan wat je kunt zien of voelen. Beveiliging tegen interferentie is een belangrijke feature voor apparaten die in en tussen andere apparatuur worden geïnstalleerd. Industriële fanless NUC’s gebruik maken van dubbele rechthoekige interfaces bij de behuizingsverbindingen om RF en elektrostatische ontlading (ESD) te beperken. Geanodiseerde aluminium en vernikkelde stalen onderdelen, evenals gespecialiseerde ESD-afschermingspakkingen, helpen ook om interferentie te voorkomen.

Op maat gemaakte heatsinks of heatpipes worden in fanless industriële NUC-systemen gebruikt om thermische energie van interne componenten rechtstreeks naar het systeemchassis over te brengen. Van daaruit wordt warmte afgevoerd via de omringende lucht. Het elimineren van ventilatieopeningen in de behuizing helpt om stof, vet, chemicaliën en bijtende stoffen buiten te houden. Deze stoffen kunnen zich snel ophopen op interne componenten en leiden tot oververhitting of kortsluiting.

De bedrijfstemperatuur is een ander belangrijk aandachtspunt bij industriële computers. Consumenten NUC-moederborden hebben allemaal een bedrijfstemperatuurbereik van tussen de 0°C en 40-50°C.Moederbordfabrikanten beginnen te experimenteren met grotere bereiken voor gebruik in omgevingen met minder temperatuurregeling. Dit soort toepassingen met extreme temperaturen komen steeds vaker voor bij industriële computergebruikers, aangezien computerkracht nog steeds wordt ingezet aan de rand van het netwerk, waar de temperatuur kan schommelen rond het vriespunt en/of ruim boven de 40 graden Celsius kan uitschieten.

Verschillende NUC levenscyclussen

Industriële computerprojecten zijn afhankelijk van de standaardisatie van componenten om betrouwbare levering en prestaties van het product te garanderen. Veel industriële certificeringen en wettelijke tests vereisen ook dat een apparaat een vaste configuratie heeft om te worden goedgekeurd. Consumentenelektronica, met name computerhardware, heeft echter zelden een productlevenscyclus van langer dan een jaar of twee.

Terwijl consumenten NUC-systemen doorgaans een levenscyclus van één tot drie jaar bieden, bieden sommige industriële NUC’s een volledige levenscyclus van vijf jaar. Een langere productlevenscyclus betekent dat integrators gemakkelijker kunnen standaardiseren op een hardwareconfiguratie en er zeker van zijn dat de componenten beschikbaar zullen zijn voor toekomstige bestellingen of vervangingen.

Connectiviteits-opties

Het laatste belangrijke verschil tussen consumenten- en industriële NUC’s is een van de eerste dingen die de meeste gebruikers van consumentencomputers zullen opvallen: de connectiviteitsopties. De connectiviteitsbehoeften van industriële gebruikers zijn vaak heel anders dan die van de gemiddelde pc-gebruiker.

Integratie van verouderde infrastructuur in een machinewerkplaats of industriële automatiseringstoepassing vraagt vaak om I/O-connectiviteitsstandaarden die in de consumentenwereld als verouderd worden beschouwd. Het is bijvoorbeeld niet ongebruikelijk om seriële poorten (COM) of zelfs DVI-poorten te vinden op industriële computers. Digitale input/output (DIO) is ook een vast onderdeel van de huidige industriële systemen, waardoor veelzijdige, geïndividualiseerde programmering en besturing mogelijk is.

De toekomst van industriële fanless NUC’s

Het NUC-formaat heeft sinds 2012 een lange weg afgelegd. Jarenlang waren NUC’s uitsluitend beschikbaar met Intel CPU’s. Recentelijk  zijn hardwarefabrikanten begonnen met het uitbrengen van AMD-gebaseerde systemen in het bekende 4x4in-formaat. De crossover-aantrekkingskracht blijft bestaan ​​en ondanks het stoppen van Intels NUC-serie hebben industriële computergebruikers nu een nieuwe reeks opties om hun oplossingen te ontwikkelen.

Wat is nu de volgende stap? Van onze kant bieden de OnLogic ML100G-53 en ML100G-41 een aantal nieuwe NUC opties, aangedreven door respectievelijk de nieuwste Intel- en AMD-processors. De ML100 wordt al gebruikt voor het aandrijven van op afstand bestuurbare onderwatervoertuigen, geavanceerde onbemande besturingssystemen voor luchtvaartuigen en een breed scala aan robotica-, IoT- en Industry 4.0-oplossingen. 

Er zijn ook andere kleine, volledig capabele industriële computerplatforms die geschikt zijn voor het soort werklasten waarvoor een NUC doorgaans wordt gebruikt, zelfs als ze technisch niet zijn geclassificeerd als een “NUC”. Onze Helix 401 is bijvoorbeeld qua grootte vergelijkbaar met een Intel NUC en is perfect voor industriële toepassingen.

Bekijk zelf onze volledige lijn van NUC-systemen en neem contact met ons op als je vragen hebt.

Deze blog is oorspronkelijk gepubliceerd op 9 augustus 2021. De inhoud ervan is bijgewerkt op 12 juli 2023.