Explorando la computación de vanguardia o Edge Computing

Explorando la computación de vanguardia o Edge Computing: Desde sus principios básicos a Edge Computing

Edge computing es una arquitectura informática distribuida que permite un análisis, procesamiento y tratamiento rápido y preciso de datos en su fuente u origen para garantizar una respuesta inmediata y rápida. Esto contrasta claramente con la estrategia informática centralizada del pasado, en la que los datos dependían por completo de la nube o de un centro de datos central. Con el auge de la tecnología de IA y la proliferación de dispositivos inteligentes, la escala y la complejidad de los datos aumentan rápidamente. Especialmente en campos como el almacenamiento inteligente, los procesos de fabricación orientados a la visión o la gestión del tráfico en las ciudades inteligentes, las necesidades de transmisión de datos superan a menudo la capacidad de la red.
Junto con el creciente avance tecnológico en computadoras industriales, cámaras, terminales móviles, sensores y diversos dispositivos del Internet de las cosas (IoT), la velocidad de generación y recopilación de datos sigue aumentando. Depender únicamente de los centros de datos centrales ya no puede satisfacer las necesidades actuales, por lo que ahora, edge computing ha pasado de ser una simple tendencia a la mejor solución.

Arquitectura Edge Computing

La arquitectura típica de edge computing puede dividirse en tres capas: la capa de dispositivos para la recopilación de datos, la capa edge para el procesamiento de datos en tiempo real y la capa en la nube responsable del almacenamiento seguro y el análisis profundo.

Capa de dispositivos: Esta capa abarca varios tipos de dispositivos IoT, cada uno de los cuales recopila y supervisa datos a través de sensores integrados. Por ejemplo, los instrumentos médicos de los hospitales se centran en monitorear y controlar los signos vitales de los pacientes, mientras que los vehículos autónomos recopilan datos sobre las condiciones de las carreteras y la dinámica de otros vehículos.

Capa Edge: Como núcleo de la edge computing, esta capa está ubicada lo más cerca posible de la fuente de generación de datos y tiene una distribución más amplia que los servidores en la nube tradicionales. Puede realizar procesamiento y análisis de datos en tiempo real, reduciendo significativamente la latencia. Si los datos requieren un análisis más profundo, se suben a la capa en la nube para su posterior procesamiento.

Capa en la nube: aunque la computación en la nube resuelve los cuellos de botella y los problemas de latencia en la computación en la nube, en una arquitectura de edge computing completa, la computación en la nube y la edge computing se complementan mutuamente. Cuando la capa edge determina que algunos datos requieren un análisis más detallado, carga estos datos en la capa en la nube para un cálculo y almacenamiento más profundos.

Cinco ventajas de Edge Computing

Respuesta rápida y mayor eficacia：
En industrias altamente automatizadas, como las líneas de producción de las fábricas, la transmisión y el procesamiento de datos en tiempo real son cruciales. La supervisión en tiempo real y las acciones correctivas en caso de anomalías de la máquina reducen significativamente el tiempo de inactividad de la producción y los riesgos potenciales.

Seguridad de datos Mejorada:
Edge computing procesa y almacena la mayoría de los datos en el sitio, encriptando los datos necesarios antes de transmitirlos de regreso a los centros de datos centrales, lo que garantiza la seguridad de los datos.

Salto en la productividad:
Las empresas pueden mejorar la eficiencia operativa a través de la retroalimentación de datos en tiempo real. Combinada con la inteligencia artificial y el aprendizaje automático, edge computing puede realizar análisis en profundidad de datos empresariales, ayudando a las empresas a identificar áreas de mejora y tomar decisiones rápidas.

Recopilación remota de datos:
Los métodos tradicionales de recopilación de datos suelen encontrar dificultades en zonas remotas con conexiones de red inestables o un ancho de banda limitado, como los campos petroleros o los buques en alta mar. El Edge Computing lleva las capacidades de computación y almacenamiento directamente a estas ubicaciones remotas, garantizando una recopilación y transmisión de datos sin problemas.

Optimización de costos:
La transmisión de grandes cantidades de datos consume una cantidad significativa de ancho de banda y conlleva costos de configuración relativamente altos. Sin embargo, la arquitectura edge computing permite la transmisión selectiva de datos centrales esenciales, lo que reduce los gastos generales de configuración e instalación.

El núcleo de la Capa Edge – Edge Computer

Como componente central del sistema de la capa edge, la Edge Computer es responsable de procesar y analizar los datos recopilados de la capa de dispositivos. Para ejecutar las tareas de forma rápida y sólida, las computadoras edge requieren las siguientes características:

Alta durabilidad:
Dado que las edge computers están situadas cerca de la capa de dispositivos, deben mantener una confiabilidad superior en entornos hostiles y en constante cambio. Esto resulta especialmente importante cuando estos dispositivos están expuestos a climas extremos o entornos difíciles. Un diseño sin ventilador garantiza la estabilidad incluso en entornos contaminados, polvorientos o húmedos. Además, la resistencia a los golpes y la tolerancia a las vibraciones son esenciales cuando se trabaja en entornos de alta vibración.

Rendimiento excepcional:
Las computadoras edge deben poder analizar y almacenar eficientemente los datos de la capa de dispositivos, por lo que el rendimiento es un factor crítico. Los retos del análisis de datos, cada vez más complejos, también se están acelerando con la rápida evolución de la tecnología de inteligencia artificial (IA). Para responder a estas demandas, han surgido las computadoras edge AI. Además de soportar procesadores multinúcleo, también cuentan con soporte para tarjetas gráficas GPU diseñadas específicamente para el procesamiento de imágenes en tiempo real.

Gran cantidad de E/S, conectividad y almacenamiento:
Para garantizar la conectividad directa con diversos dispositivos, las computadoras edge necesitan una selección de interfaces de E/S de uso común. En cuanto a la conectividad, opciones como WiFi, 4G, 5G, GNSS (GPS) y Bluetooth, además de la transmisión por cable, garantizan conexiones perfectas en diferentes escenarios de campo. Además, teniendo en cuenta la gran cantidad de datos recopilados en la capa de dispositivos, las computadoras edge también soportan opciones de almacenamiento de gran capacidad y/o alta velocidad.

Protección de grado industrial:
Las computadoras edge suelen instalarse en entornos hostiles o remotos. Por lo tanto, contar con funciones de protección de grado industrial resulta crucial. Funciones como el soporte para alimentación con un amplio rango de voltaje, la protección contra electroestática ESD, la protección contra sobrevoltaje y la protección EMC garantizan un funcionamiento eficiente y estable en diversas condiciones.

Opciones de instalación flexibles:
Las computadoras Edge se instalan con frecuencia en espacios reducidos y en otras ubicaciones, por lo que es necesario disponer de una variedad de opciones para su instalación. Ya sea que se trate de montaje en pared, montaje VESA, montaje en riel DIN o montaje en panel, estas opciones ofrecen a los usuarios múltiples opciones de implementación para satisfacer las diferentes necesidades de aplicaciones.

Algunas soluciones Edge Computing de TAICENN:

Computadora de Alto Desempeño y robusta, serie TBOX-2TX5:

• 1 slot para memoria RAM, soporta hasta 32GB
• 1 slot M.2 2280(NGFF) Key-M (PCIe x4 NVME) para disco de estado sólido (SSD)
• Alimentación de 12Vdc, opcional se puede configurar con un con rango amplio de 9~36Vdc
• 2 puertos 1GbE LAN
• Expansión opcional de 2 módulos inalámbricos 4G/5G, WiFi/BT;
• 8 puertos USB (6 USB 3.0 + 2 USB 2.0), 6 puertos COM seriales, GPIO (Opcional), 2 salidas de video por HDMI y Audio
• Rango de temperatura en operación industrial -20 a 70℃, opcional -40~+80 ℃

Monitores Industriales para montaje en Panel TM-PCA/PRA:
• Aleación de Aluminio-Magnesio con tratamiento anodizado
• TM-PCA con touch screen multi tactil (Max. 10 puntos), interfaz por USB
• TM-PRA con touch screen resistive, interfaz por USB o por RS232
• Alimentación de 12Vdc, opcional se puede configurar con un con rango amplio de 9~36Vdc
• Entrada de video por diversos tipos: 1x DVI, 1x VGA, 1x HDMI, 1x DisplayPort
• Montaje en Panel y VESA 75/100
• Protección en parte frontal de grado IP65