Bei entsprechend vielen Devices im Feld ist die Thin-Client-Technologie sehr kosteneffizient. Weitere Pluspunkte sind die hohe Zuverlässigkeit, eine vereinfachte, zentralisierte Administration sowie ein vereinfachtes und zentralisiertes Management. Zudem lassen sich bestehende Installationen simpel erweitern. Auch die zentrale und damit immer aktuelle Datenhaltung spricht für ihren Einsatz. Da sie die Möglichkeiten des Hackings und der Manipulation deutlich reduzieren, ist außerdem eine erhöhte Sicherheit gegeben.

Im Zeitalter von IoT und Industrie 4.0, wo alles mit allem vernetzt werden soll und eine Durchgängigkeit der Kommunikation von den ERP-Systemen bis zum Feld gefordert ist, stellt sich bei vielen Systemen mit Visualisierung oder GUI die Frage, ob man Thin-Client-Technologie einsetzen soll. Auch die Verfügbarkeit von cloudbasierter Software as a Service (SaaS) unterstützt den Einsatz von Thin-Client-Technologie, da Cloud-Computing im Grunde nichts anderes ist, als eine neue Form der Server-basierten Multi-User-Struktur. Deshalb ist selbst im industriellen Umfeld verstärkt mit einer vermehrt zentralisierten Intelligenz und Datenhaltung zu rechnen, obwohl für viele IoT-Applikationen oft genau das Gegenteil postuliert wird. Aber die Bandbreiten für die Kommunikation stehen nun mal in beide Richtungen zur Verfügung und im kommerziellen Segment nutzt man sie auch primär für das Downstreaming. Warum also nicht die komplette Datenhaltung zentralisieren und nur noch die Visualisierung oder das GUI auf den dezentralen Thin-Clients bereitstellen? Hier profitieren die Betreiber ebenfalls von den Vorteilen, die bereits in der IT hinlänglich bekannt sind.

Industrielle Applikationen, die von einem Thin-Client-Modell profitieren, hat es schon immer gegeben. Beispielsweise Kassensysteme oder Gabelstapler, die über WLAN an Warenwirtschaftssysteme angeschlossen sind. Es sind also stets die Applikationen mit mehreren verteilten Systemen ähnlicher Funktionen, wie beispielsweise große Anlagen in der Prozessindustrie oder Infotainment-Systemen in Flugzeugen, Zügen oder Langstreckenbussen.

Thin-Client-Modell für die Industrie

Mit der Verfügbarkeit hoher Bandbreiten auch außerhalb einzelner Standorte kommen sie vermehrt in Applikationen zum Einsatz, die bislang nicht konstant angebunden betrieben wurden. Dazu gehören beispielsweise Kiosksysteme, Verkaufsautomaten im Einzelhandel, Parkticket- sowie Fahrkartenautomaten in Bahnhöfen und an Haltestellen. Für Digital-Signage-Applikationen eignen sie sich ebenfalls sehr gut für zentral geführte Visualisierungen. Selbst in Unterstationen der Energiewirtschaft kann man sie als HMI einsetzen, wenn es um die Visualisierung von GIS-Daten geht, die zentral gehalten deutlich effizienter administriert werden können. Viele weitere M2M-Applikationen lassen sich entsprechend zentral führen. Damit ist letztlich jedes IoT-Gateway ein potenzielles Thin-Client-System.

Die neuen, durchweg industrietauglich ausgelegten Mini-ITX-Boards mit der zweiten Generation der AMD-Embedded-G-Series-SoC-Prozessoren.

Die neuen, durchweg industrietauglich ausgelegten Mini-ITX-Boards mit der zweiten Generation der AMD-Embedded-G-Series-SoC-Prozessoren. Congatec

Welche Prozessor-Plattformen eignen sich?

Wer Thin-Client-Technologie einsetzen will, kann jedoch nicht jedes x-beliebige System verwenden. Es sind vielmehr Lösungen gefragt, die zum Beispiel Server Based Computing, Virtual-Desktop-Infrastrukturen sowie Cloud-Lösungen unterstützen und eine echte Desktop-Performance bieten. Dazu zählt auch der Support von Multimedia-Redirection über Protokolle wie Citrix HDX (3D), Microsoft RFX und PCoIP, um Bandbreiten zu sparen. Anwender benötigen deshalb clientseitig eine Prozessorausstattung, die Thin-Client-Effizienz mit Multimedia-Performance der Desktop-PC-Klasse paart. Diesen Support muss insbesondere der Board-Lieferant bieten, da man ansonsten Probleme mit dem BSP beziehungsweise den Treibern bekommt. Im ersten Schritt ist jedoch die passende Prozessorauswahl wichtiger. Welche empfehlen sich also?

Im Bereich der Thin-Clients hat AMD weltweit einen Marktanteil in Bezug auf die verkauften Systeme von über der Hälfte (53 Prozent) des Gesamtmarkts und ist damit eindeutig führend. AMD-Prozessoren der Embedded G-Series überzeugen im kommerziellen Thin-Client-Sektor insbesondere durch ihre Performance für die Datenverarbeitung, Verschlüsselung/Entschlüsselung von zentralen Serverdaten sowie Video-Encoder/Decoder für Videokonferenzen oder Mulitmedia-Streaming.

Sehr gute Thin-Client-Performance

Die neueste Generation der AMD-G-Series ist ein hochintegriertes SoC-Design (System-on-Chip). Auf nur einem Die integrieren diese SoCs eine Dualcore- oder Quadcore-CPU, eine AMD-Radeon-GPU sowie den I/O-Controllerhub für alle gängigen Thin-Client-Interfaces. Besonders energieeffiziente Designs mit einer sehr guten Thin-Client-Performance ermöglicht diese hohe Integration. Begründet ist dies unter anderem in der direkten Prozessor-Anbindung der PCI Express Lanes mit optimierter Intra-Chip-Kommunikation. Gigabit-Ethernet-Controller lassen sich so direkt und ohne Bridges an den Prozessor anbinden, was zusätzlich hilft, Latenzen zu minimieren. Damit bietet die AMD-Embedded-G-Series-SoC-Plattform ideale Voraussetzungen für eine hohe Netzwerkleistung, die bei Thin-Clients besonders wichtig ist, da sämtliche Prozesse über die Netzwerkschnittstellen ablaufen.

Eck-Daten

Wer Thin-Client-Technologie im industriellen Umfeld einsetzen will, kann nicht jedes System verwenden. Die AMD-Embedded-G-Series eignet sich sehr gut für industrielle Designs. Welche Fragen es im Vorfeld abzuklären gilt, behandelt dieser Artikel.

Bei der Grafik- und Multimedialeistung – relevant für Multimedia-Redirection und Ausgabe der komprimiert vom Server empfangenen Bildschirminhalte – stellen die AMD-Embedded-G-Series-SoCs bis zu 20 % mehr Performance im Vergleich zur Vorgängergeneration zur Verfügung. Bei der Videowiedergabe entlastet der Universal-Video-Decoder 4.2 die CPU bei der flüssigen Wiedergabe von MPEG-2, DivX (MPEG-4) HD-Videos. Für höchste Kompatibilität zu Thin-Client-üblichen Betriebssystemen und Applikationen unterstützen die SoCs die leistungsfähigen Grafik-APIs DirectX 11,1, OpenGL 4.1 sowie OpenCL 1.2.

Für IoT-Gateways, die keine Grafikauswertung vor Ort brauchen, ist die G-Series als Headless-Variante ohne Grafik erhältlich. Dadurch ergeben sich Kosten- und energetische Vorteile. Ist eine Komponente erst gar nicht vorhanden, ist das besser als eine Abregelung der Grafikeinheit über das Prozessor-integrierte Power-Management. Der Leistungsbedarf sinkt so auf 5 W TDP.

Die AMD G-Series SoCs eignen sich sehr gut für industrielle Thin-Client-Systemdesigns, da sie hohe Performance bei geringem Power-Footprint liefern.

Die AMD G-Series SoCs eignen sich sehr gut für industrielle Thin-Client-Systemdesigns, da sie hohe Performance bei geringem Power-Footprint liefern. Congatec

Industrietauglicher Energieverbrauch

All diese Merkmale kombinieren die AMD-Embedded-G-Series-SoCs mit einem geringen Energiebedarf von nur wenigen Watt. Über die konfigurierbare TDP einiger Prozessormodelle können Entwickler in kritischen Applikationen die maximale Wäremeabgabe flexibel einstellen, was ihnen zusätzlichen Spielraum für lüfterlose System-Designs bei engen Thermalbudgets eröffnet. Darüber hinaus benötigen die AMD-G-Series-SoCs weniger als 1 ms, um vom Energiesparmodus auf volle Rechenleistung zu schalten. Das ist ideal für Anwendungsfälle, in denen das System nicht ständig genutzt wird. Ohne die Usability einzuschränken, beispielsweise von Ticketautomaten, können die Systeme häufiger in den energiesparenden „Deeper-power-down“-Modus wechseln. Passend zu den hohen geforderte Standzeiten von industriellen Thin-Clients ist auch die herstellerseitige Langzeitverfügbarkeit der AMD-Embedded-G-Series-SoCs von zehn Jahren.

Industrietaugliche Boards

Die AMD-Embedded-G-Series eignet sich also auch sehr gut für industrielle Designs. Ein Board zu wählen, das in kommerziellen Thin-Clients zum Einsatz kommt, ist jedoch für wirklich robust auszulegende industrielle Applikationen nicht zu empfehlen. Hier sind spezielle Boards für industrietaugliche Thin-Client-Designs erforderlich. Sie müssen eine signifikant höhere mechanische und thermische Robustheit bieten als für das klassische IT-Umfeld. Wichtig ist zudem ein Lebenszyklus von mehreren Jahren, was sowohl Ersatzteilmanagement als auch den Kundensupport vereinfacht. Alle Komponenten sollten sich für einen ausfallsicheren 24/7-Betrieb eignen. Dazu zählen zum Beispiel langzeitstabile Keramikkondensatoren, temperaturstabile Spannungswandler und robuste Speicher. Mit mehr Layern als einfache IT-Boards sind industrielle Boards zudem resistenter gegen elektromagnetische Störungen und sorgen für eine hohe elektromagnetische Kompatibilität.

Industrietaugliche Services

Für OEMs ist es aber auch wichtig, auf die begleitenden Services des Board-Anbieters zu schauen. Bietet er neben der geforderten Thin-Client-Unterstützung auch industrietaugliche Treiber und Boardsupport-Packages, oder müssen sich Entwickler die benötigten Treiber mühsam selber suchen oder gar programmieren? Letzteres ist ein K.O.-Kriterium, was sich häufiger jedoch erst in der Teststellung zeigt. Wie steht es zudem um die Dokumentation? Eine umfassende Dokumentation hilft, Detailfragen und „exotische“ Anforderungen schneller zu klären, als wenn man selbst recherchiert oder den Support kontaktiert. Und im industriellen Umfeld sind aufgrund der dedizierten, applikationsspezifischen Auslegung nahezu alle Fragen „exotisch“, verglichen mit den klassischen Standard-Konfigurationen im IT-Segment.

Auch die Frage nach den erhältlichen Lieferstückzahlen ist von Belang: Bekomme ich für meine Applikation auch zehn oder 50 Boards, oder liefert der Hersteller nur Losgrößen jenseits der Tausend? Kann der Hersteller eventuell erweiterte Embedded-Design- und -Manufacturing-Services anbieten? Beispielsweise ein individualisiertes IoT-Gateway mit Thin-Client-Support? So könnten sich OEMs nämlich ganz auf ihre Kernkompetenzen konzentrieren.