X13 - Edge Computing

In diesem und einigen folgenden Artikeln setzen wir uns mit der neuen X13-Produktlinie von Supermicro auseinander. Sie liefert eine besonders leistungsstarke und effiziente Lösung für viele Anwendungsbereiche. Das erreicht sie durch die Verwendung der neuesten Technologien, wie z.B.:

• Intel® Xeon® Scalable Prozessoren der 4. Generation,
• Verschiedene in die CPU integrierte Beschleuniger oder auch
• PCIe 5.0, CXL 1.1, EDSFF-Backplanes und DDR5-Speicher (inkl. 8 Memory Channel Support).

In diesem Beitrag legen wir dabei den Fokus auf die Verwendung der X13-Produktlinie im Rahmen von Edge-Computing.

Das erwartet Sie:

Hintergrund: Was ist Edge-Computing?

Edge Computing ist eine Technologie, die darauf abzielt, Datenverarbeitungs- und Analyseaufgaben näher an den Ort zu verlagern, an dem die Daten erzeugt werden, also an der "Kante" (englisch: Edge) des Netzwerks. Dies geschieht oft in Echtzeit oder nahezu in Echtzeit. Dieser Ansatz steht im Gegensatz zur herkömmlichen Cloud-Computing-Architektur, bei der Daten an entfernte Rechenzentren gesendet werden, um verarbeitet zu werden.

Edge Computing ist besonders nützlich in Szenarien, in denen niedrige Latenz, hohe Bandbreite und Datensicherheit von zentraler Bedeutung sind. Es ist von besonderer Bedeutung für das Internet der Dinge (IoT), wo viele Geräte ständig Daten erzeugen, die schnell analysiert werden müssen, um wertvolle Erkenntnisse zu liefern oder sofortige Aktionen auszulösen.

Beispiele für den Einsatz von Edge Computing sind unter anderem autonome Fahrzeuge, die riesige Mengen an Sensordaten in Echtzeit verarbeiten müssen, um sicher zu navigieren, oder Fertigungsanlagen, in denen Maschinen ständig überwacht und optimiert werden müssen, um Ausfälle zu vermeiden und die Effizienz zu erhöhen.

Ein wichtiges Merkmal von Edge-Computing-Systemen ist ihre Fähigkeit, in verschiedenen Umgebungen zu arbeiten, oft unter Platz- und Energiebeschränkungen. Sie müssen klein genug sein, um in einem Fahrzeug, einer Fabrik oder sogar einem Haus installiert zu werden, und sie müssen energieeffizient genug sein, um nicht zu viel Strom zu verbrauchen oder zu viel Wärme zu erzeugen. Daher ist die Auswahl der richtigen Hardware für Edge-Computing-Anwendungen von entscheidender Bedeutung.

Die wichtigsten Fakten zur Supermicro X13-Produktlinie für Intel® Xeon® Scalable Prozessoren der 4. Generation

• Leistungsstarke Intel® Xeon® Scalable Prozessoren der 4. Generation mit bis zu 60 Kernen (gegenüber 40 Kernen bei der vorherigen Generation) und 350 W TDP pro CPU.
• In die CPU integrierte Beschleuniger:
  • Intel® AMX – für bis zu 8-fache Leistungssteigerung bei Matrix-Multiplikations-Mikrobenchmarks.
  • Intel® DSA – für bis zu 2,5-fache Verbesserung der Datenbewegungsleistung.
  • Intel® Dynamic Load Balancer – verbessert die Systemleistung bei der Verarbeitung von Netzwerkdaten auf Intel® Xeon® Scalable Mehrkernprozessoren.
  • Intel® Quick Assist Technology – für bis zu 98 % Kernarbeitslastkapazität für Verschlüsselung und verwandte Arbeitslasten.
  • Intel® vRAN Boost – reduziert den Stromverbrauch des vRAN um bis zu 20 %.
  • Intel® IAA – für schnellere Abfragen und Ressourcennutzung für eine effizientere Entscheidungsfindung im Unternehmen.
• Schnellere Kommunikation zwischen CPU und anderen Komponenten: durch die Unterstützung für PCIe 5.0 (bis zu 80 Lanes), welcher doppelt so schnell ist wie die vorherige Generation von CPUs mit PCIe 4.0.
• Sehr hohe Energieeffizienz: Verschiedene Produkte der X13-Reihe verwenden verschiedene Kühlsysteme von herkömmlichem (CRAC) über Free-Air- bis zu Liquid-Cooling und erreichen so in Kombination mit optimierter Luftzirkulation, energiesparendem Design und weiteren Features eine PUE (Power Usage Effectiveness) von 1.1 oder sogar 1.05.
• Verbesserte Speicherperformance: dank der Unterstützung für DDR5-4800MHz Speicher (gegenüber max. 3200MHz der 3. Generation).
• Erhöhte adressierbare Speicherkapazität von bis zu 4 TB DRAM pro Sockel.
• Schnellere Kommunikation zwischen CPUs: mehr und schnellere Ultra Path Interconnects mit der neuen Generation der Intel Prozessoren.
• Unterstützung neuster Technologien wie CXL 1.1 und DDR5.

Warum sich X13-Systeme besonders gut für Edge Computing eignen

Die X13-Server-Reihe von Supermicro präsentiert sich als eine optimale Lösung für Edge-Computing-Anwendungen aufgrund einer Vielzahl von Faktoren. Beginnen wir mit der grundlegenden Notwendigkeit, dass Edge-Computing-Lösungen leistungsstark, jedoch auch kompakt und energieeffizient sein müssen. Die X13-Serie, insbesondere in kleineren Formfaktoren, erfüllt diese Anforderungen.

Die 4. Generation der Intel® Xeon® Scalable Prozessoren bietet beeindruckende Rechenleistung, die eine schnelle und effiziente Datenverarbeitung ermöglicht. Dies ist von zentraler Bedeutung, wenn man bedenkt, dass Edge Computing oft in Echtzeit oder nahezu in Echtzeit erfolgen muss.

Die DDR5-Speichertechnologie und die 80 PCIe Gen 5 Lanes pro CPU, die in der X13 Serie enthalten sind, ermöglichen eine schnelle Datenübertragung und Speicherung. Diese Eigenschaften sind besonders wichtig, wenn große Mengen an Daten schnell verarbeitet und analysiert werden müssen, was häufig bei IoT-Geräten und anderen Edge-Geräten der Fall ist.

Ein weiterer wichtiger Aspekt ist das optimierte thermische Design, das für maximalen Luftstrom über alle internen Systemkomponenten innerhalb einer extrem hohen Umgebungstemperatur-Bandbreite von -5 °C bis 55 °C sorgt. Dank ihrer besonderen Widerstandsfähigkeit auch bei hoher Luftfeuchtigkeit und anderen Umgebungsbedingungen eignen sich Supermicro SuperEdge-Architekturen damit hervorragend für den Einsatz unter rauen Bedingungen im Freien wie auch für das traditionelle Rechenzentrum.

Darüber hinaus verfügt die X13-Reihe über robuste Sicherheitsfunktionen, was für Edge-Computing-Umgebungen, die oft anfälliger für Sicherheitsrisiken sind, unerlässlich ist.

Welche Produkte der Linie sich besonders für Edge-Computing eignen

X13 5G/Edge-Systeme
Mit einer hohen Rechenleistung auf geringstem Raum, einer flexiblen Stromversorgung und einen erhöhten Betriebstemperaturbereich sind diese Systeme explizit auf Multi-Access Edge-Computing, Open RAN und Edge-Einsätze im Freien ausgelegt.

Mehr Informationen finden Sie hier:
https://www.supermicro.com/datasheet/datasheet_X13_5GEdge.pdf

X13 SuperEdge-Systeme
Wie die X13 5G Edge-Systeme sind auch die SuperEdge-Systeme mit drei Single Socket HotSwap Nodes in 2U auf einen erhöhten Betriebstemperaturbereich ausgelegt. Allerdings sind die SuperEdge-Systeme noch mehr auf die steigende Rechen- und I/O-Dichte moderner Edge-Anwendungen ausgelegt.

Mehr Informationen finden Sie hier:
https://www.supermicro.com/datasheet/datasheet_X13_SuperEdge.pdf

Anwendungsszenario: Smart City

Angenommen, wir haben eine Smart City Infrastruktur, in der Sensoren und IoT-Geräte überall in der Stadt verteilt sind - an Ampeln, in öffentlichen Verkehrsmitteln, auf Wetterstationen und in Gebäuden. Diese Geräte sammeln kontinuierlich Daten zur Verkehrsdichte, zum Wetter, zur Luftqualität, zum Energieverbrauch und zu vielen anderen Aspekte des städtischen Lebens. Diese Daten müssen in Echtzeit oder nahezu in Echtzeit analysiert werden, um schnelle Entscheidungen zu ermöglichen, die den Betrieb der Stadt effizienter und reaktionsschneller machen.

Wie die X13-Reihe hier helfen kann
In diesem Szenario kann die X13-Reihe von Supermicro einen erheblichen Unterschied machen. Mit der hohen Rechenleistung der 4. Generation der Intel® Xeon® Scalable Prozessoren und der schnellen Datenübertragung durch DDR5 und 80 PCIe Gen 5 Lanes kann die X13-Reihe große Mengen an Daten schnell verarbeiten und analysieren. Das bedeutet, dass die Stadtverwaltung sofort auf Veränderungen in der Verkehrsdichte reagieren kann, um Ampelschaltungen anzupassen, oder sofort auf Änderungen in der Luftqualität reagieren kann, um Warnungen auszugeben.

Darüber hinaus sind die X13-Systeme kompakt und energieeffizient, was bedeutet, dass sie in städtischen Umgebungen installiert werden können, in denen der Platz begrenzt und die Energiekosten hoch sind. Dank optimiertem thermischen Design können Supermicro SuperEdge-Architekturen zudem Temperaturen von -5 °C bis 55 °C standhalten und eignen sich ideal für raue Bedingungen und Rechenzentren.

Schließlich bietet die X13-Reihe robuste Sicherheitsfunktionen, die wichtig sind, da die IoT-Geräte und Sensoren in einer Smart City möglicherweise anfällig für Hackerangriffe sind.

Fazit: Leistungsstärke und Effizienz

In diesem Artikel haben wir die Stärken und Merkmale der Supermicro X13-Server-Reihe untersucht und ihre besondere Eignung für High-Performance Computing (HPC) hervorgehoben. Die Kombination aus hochleistungsfähigen 4. Generation Intel® Xeon® Scalable Prozessoren, DDR5-Speichertechnologie und 80 PCIe Gen 5 Lanes ermöglicht eine starke und effiziente Verarbeitung, die für die komplexen und datenintensiven Aufgaben im HPC-Umfeld unerlässlich ist.

Insbesondere haben wir die Bedeutung von effizienter Kühlung hervorgehoben und dabei die neuen EDSFF-Backplanes betrachtet, die eine größere Kühloberfläche und damit eine verbesserte Wärmeableitung bieten. Dies ermöglicht es den Servern, unter hohen Lastbedingungen zu arbeiten, was oft in HPC-Szenarien vorkommt, ohne dass es zu Überhitzung und Leistungsverlust kommt.

Die hohe Skalierbarkeit und Flexibilität der X13-Server, unterstützt durch die Möglichkeit, auf zukünftige Speicherlösungen vorbereitet zu sein, macht sie zu einer zukunftssicheren Wahl für HPC-Anwendungen. Mit der Fähigkeit, mit den sich ständig ändernden und wachsenden Anforderungen in HPC-Umgebungen Schritt zu halten, bieten die X13-Server eine robuste und leistungsfähige Plattform.

Für Fragen steht Ihnen daher unser Custom Server Solutions-Team jederzeit gerne zur Verfügung. Gemeinsam finden wir den idealen Server für Ihr jeweiliges Anwendungsszenario mit der gewünschten Leistungs- und/oder Packungsdichte bei geringstmöglichen Stromverbrauchs- und Investitionskosten!

Weitere Informationen zur X13-Produktlinie finden Sie außerdem auf der Webseite von Supermicro