非易失性快速存儲器 （NVMe） 為邊緣計算系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)中心性能，實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)存儲和訪問。該技術(shù)在重工業(yè)環(huán)境中實現(xiàn)復(fù)雜的自動化功能方面取得了突破，有助于在環(huán)境嚴(yán)謹(jǐn)性成為強大計算障礙的領(lǐng)域中推動推理計算，人工智能和機器學(xué)習(xí)。在這些設(shè)置中，快速的非易失性存儲使機器學(xué)習(xí)算法即使在處理大量數(shù)據(jù)時也能正常運行。

考慮用于完成復(fù)雜視覺任務(wù)的智能對象檢測軟件。這種類型的自動化比人眼更可靠，更有能力，它基于深度學(xué)習(xí)，或者神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在不斷暴露于某些視覺數(shù)據(jù)源的過程中變得更加智能和高效。

雖然捕獲和分析如此大范圍數(shù)據(jù)所需的性能曾經(jīng)只能通過云資源實現(xiàn)，但如今堅固耐用的邊緣系統(tǒng)將 NVMe 存儲與 CPU 和 GPU 性能、編程傳感器和軟件算法相結(jié)合，以解鎖更多類型計算環(huán)境中的高級自動化。看看NVMe的實際應(yīng)用，可以看出極端的工業(yè)環(huán)境如何通過利用先進(jìn)的自動化技術(shù)來提高競爭力。

模塊化 NVMe 和 U.2 增加了靈活性

NVMe 是專門為通過 PCIe 接口利用 NAND 或持久內(nèi)存等加速存儲介質(zhì)而開發(fā)的。在 SATA 固態(tài)硬盤無法充分利用 PCIe 通道的情況下，NVMe 執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣仁侵苯舆B接到 PCIe 通道的 SATA 的兩倍。通過使用 PCIe Gen 3 協(xié)議，數(shù)據(jù)沿著類似于高級處理器架構(gòu)的并行、低延遲路徑移動。較新的 NVMe 固態(tài)硬盤現(xiàn)在也正在過渡到 PCIe Gen 4 協(xié)議，為固態(tài)硬盤提供更快的讀/寫速度。

CPU 周期效率更高，避免了 SATA 常見的 I/O 瓶頸，并提升了邊緣推理分析所需的性能。這創(chuàng)造了一連串的好處;例如，讀/寫功能隨著延遲的減少而得到改善，工作負(fù)載得到提升，并且發(fā)現(xiàn)了實時處理的新選項。數(shù)據(jù)存儲在沒有移動部件的閃存中，NVMe架構(gòu)本身提供了調(diào)節(jié)SSD功率的能力。這些因素提高了可靠性，延長了電池壽命，并對總擁有成本產(chǎn)生了積極影響。

NVMe 還通過熱插拔功能為堅固耐用的邊緣系統(tǒng)增加了靈活性。在理想的設(shè)計中，M.2 存儲托盤可用作主機，允許快速訪問和更換驅(qū)動器。與單個板載 NVMe 驅(qū)動器相比，熱插拔功能可確保將數(shù)據(jù)移動到存儲或其他主數(shù)據(jù)管理設(shè)施的靈活性。

優(yōu)化的系統(tǒng)還支持 U.2 接口，用于連接 NVMe 存儲。如果將小型扁平 M.2 驅(qū)動器直接放置在主板上，則 U.2 電纜可以訪問單獨的 2.5 英寸硬盤。傳統(tǒng) SATA SSD 常見的 SSD 根據(jù)部署環(huán)境，這可能通過將驅(qū)動器及其產(chǎn)生的熱量與主板分離來提供散熱優(yōu)勢。

這兩個選項都通過 PCIe 總線直接與 NVMe 存儲系統(tǒng)的主板通信，并且這兩個選項都使用相同類型的閃存存儲。U.2 選項為最終用戶提供了額外的靈活性，允許比 M.2 高一些的存儲容量（大約 8 TB，而 M.2 的最大容量為 4 TB）。總體而言，U.2 通過使用多達(dá)四個 PCIe 通道和兩個 SATA 通道，實現(xiàn)了更快的數(shù)據(jù)管道。

對遠(yuǎn)程信息處理和運輸應(yīng)用的好處

車載傳感器收集了大量數(shù)據(jù)，隨著5G的激增，這些數(shù)據(jù)只會增加。在人工智能的支持下，這種全面的實時數(shù)據(jù)最終用于改善資產(chǎn)跟蹤、評估駕駛行為、提高生產(chǎn)率以及簡化整體運營和成本。在整個行業(yè)中，邊緣設(shè)備也被認(rèn)為是依賴移動工作人員的運營的關(guān)鍵。

由于遠(yuǎn)程信息處理領(lǐng)域非常多樣化，具有廣泛的數(shù)據(jù)，傳感器和車輛類型以及操作環(huán)境，因此靈活的數(shù)據(jù)操作是關(guān)鍵。例如，強大的連接對于移動車輛至關(guān)重要，遙測數(shù)據(jù)不斷來回移動。當(dāng)配備可熱插拔的NVMe功能時，商用車中的堅固系統(tǒng)為如何將數(shù)據(jù)從車輛發(fā)送到中央數(shù)據(jù)存儲提供了另一種選擇。一旦車輛返回，驅(qū)動器可以簡單地更換掉，從而消除停機時間并保持車輛滾動。

優(yōu)化客戶體驗

堅固耐用的邊緣技術(shù)在從庫存管理和物流到個性化購物體驗和銷售預(yù)測的各個方面都發(fā)揮著重要作用。人工智能使零售商能夠構(gòu)建智能商店 - 無論是物理上還是虛擬 - 作為在買家擁有所有權(quán)力的市場中保持競爭力的一種手段。采用自助服務(wù)技術(shù)的自助服務(wù)終端必須采用堅固耐用的設(shè)計，融合模塊化和無風(fēng)扇選項，以便在極端環(huán)境和惡劣溫度下實現(xiàn)高性能。工作負(fù)載整合考慮了計算、存儲、I/O 多樣性和連接性，以保護(hù)性能，并在邊緣實現(xiàn)有效遠(yuǎn)程管理的成本節(jié)約便利。

在高性能計算的幫助下，公共場所和基礎(chǔ)設(shè)施可以保持安全。例如，堅固耐用的邊緣驅(qū)動AI使系統(tǒng)能夠自動分析實時視頻，或者無需人工。這有助于在體育場館、火車站和機場等市政環(huán)境中實現(xiàn)實時公共安全。這里部署的系統(tǒng)必須能夠在惡劣溫度（-40°C至70°C）下存在，承受沖擊和振動（5gRMS振動和50G沖擊），并在寬電壓（9至50 Vdc）下運行。

結(jié)合 PCIe Gen 3 和 NVMe 存儲，開發(fā)人員能夠在最極端的環(huán)境中創(chuàng)建用于數(shù)據(jù)記錄、監(jiān)控和監(jiān)視的應(yīng)用程序。這種設(shè)計方法承認(rèn)SATA存儲技術(shù)不足以滿足這種水平的邊緣性能，而是建立在推動數(shù)據(jù)中心設(shè)計的相同概念之上。新的堅固耐用的邊緣系統(tǒng)設(shè)計在更接近數(shù)據(jù)生成位置的地方平衡了性能和可靠性。

AI/ML 是工業(yè) 4.0 的核心

工業(yè)4.0由制造業(yè)中的智能互聯(lián)設(shè)備定義，例如能夠進(jìn)行運動檢測、信號傳輸和深度感知的高性能相機。堅固耐用的邊緣系統(tǒng)及其連接的節(jié)點處理由這些支持傳感器的設(shè)備生成的大量數(shù)據(jù)流，從而為更高級的自動化提供支持。實時分析數(shù)據(jù)，實現(xiàn)高價值的數(shù)據(jù)交互，從而優(yōu)化質(zhì)量控制、最大限度地提高產(chǎn)量并加快上市時間。移動和遠(yuǎn)程部署可利用工作負(fù)載整合來增加更多價值，從而提高可靠性并可能消除現(xiàn)場技術(shù)支持。

堅固的邊緣是數(shù)據(jù)所在的地方，今天包括曾經(jīng)僅限于云計算選項的極端工業(yè)環(huán)境。Gartner 提議到今年年底將有多達(dá) 250 億臺互聯(lián)邊緣設(shè)備。這代表了硬件干預(yù)的新水平，每種類型的工業(yè)環(huán)境都可以獲得更先進(jìn)自動化的競爭價值。

NVMe 在堅固耐用的邊緣實時數(shù)據(jù)傳輸中發(fā)揮著重要作用，通過包含 U.2 選項和多個 NVMe M.2 驅(qū)動器的設(shè)計擴展了這一價值，從而實現(xiàn)輕松的數(shù)據(jù)訪問、熱插拔和不間斷的性能。這些低延遲系統(tǒng)避免了數(shù)據(jù)瓶頸，并提供實時分析，能夠改善組織的運營方式。值得注意的是，隨著每GB的NAND閃存成本持續(xù)下降，開發(fā)人員有一條開放的道路來設(shè)計更大的競爭優(yōu)勢。

堅固耐用邊緣的硬件加速

執(zhí)行實時決策和預(yù)測分析的能力是工業(yè)運營中日益重要的戰(zhàn)略目標(biāo)。這是一個工程挑戰(zhàn)，將繼續(xù)存在。快速的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和對自動化升級日益增長的需求推動了這一新的當(dāng)務(wù)之急。堅固耐用的邊緣計算在這種格局中發(fā)揮著至關(guān)重要且不斷增長的作用，通過傳感器輸入數(shù)據(jù)加速數(shù)據(jù)處理，并允許在數(shù)據(jù)源附近進(jìn)行訪問和分析。

審核編輯：郭婷