GPU-Computer

Zum GPU-Computer wird der GP-3000 über ansteckbare GPU-Expansion-Boxen. (Bild: Compmall)

Der GP-3000 von Compmall kann mit bis zu zwei Grafik-Beschleunigerkarten mit voller Länge ausgerüstet werden. Die Basis ist ein Prozessor der 9./8. Gen. Intel Xeon / Core oder 8. Gen. Intel Pentium / Celeron. Es stehen 20 Prozessorvarianten zur Auswahl. High-End-Lösung ist der Intel-Xeon-E-2278GE-Prozessor mit acht Kernen und einer Taktfrequenz bis zu 4,7 GHz. Für geringere Anforderungen hingegen bietet sich die 8. Gen. Intel Celeron G4900T an mit zwei Kernen und einer Taktfrequenz bis zu 2,9 GHz.

Der Grafikchip ist an den Prozessor angepasst: Für Xeon und Core ist der UHD 630 vorgesehen, für Pentium und Celeron der UHD 610. Beide Grafikchips erlauben die Ansteuerung von drei unabhängigen Displays über HDMI, DisplayPort und VGA, wobei HDMI und DisplayPort eine Auflösung von 4096 × 2160 Pixeln unterstützen.

Er verfügt über fünf Ethernet-Anschlüsse. Über die Integration eines CMI-Moduls ist es möglich, die GbE-Ports um weitere vier auf neun Ports zu erhöhen. Die vier Zusatzports sind auch als verschraubbare M12-Variante erhältlich. Alternativ können zwei 10GbE-Ports realisiert werden. Für die Anbindung an Funknetze sorgen zwei SIM-Karten-Slots und über einen Mini-PCIe-Slot kann eine WLAN-Karte gesteckt werden.

Externe Geräte und Sensoren lassen sich mit Ethernet an den Embedded-PC anbinden. Es stehen jedoch auch RS-232/422/485 zur Verfügung, USB 3.2 Gen2 und USB 3.2 Gen1. Auch digitale Ein-/Ausgänge (8-in/8-out) lassen sich über ein CMI-Modul realisieren.

Insbesondere für KI-Einsätze bietet der GP-3000 vier frontzugängliche 2,5-Zoll-SATA-HDD/SSD-Schächte, die RAID 0/1/5/10 unterstützen. Integrierbar sind SSD/HDD mit einer Höhe bis 15 mm, was die Datenspeichermenge erhöht – Terrabyte im zweistelligen Bereich können erreicht werden. Als weitere Speichermöglichkeit ist M.2 2280 M-Key vorgesehen für SATA oder PCIe x4 NVMe.

Dual-Grafikarten integrierbar

Zum GPU-Computer wird der GP-3000 über ansteckbare GPU-Expansion-Boxen, kurz GEB, die es in zwei Varianten gibt: Die GEB-3301 mit einem PCIe x16-Steckplatz für eine Grafikkarte und die GEB-3601 mit zwei PCIe x16-Steckplätzen für zwei Grafikkarten. Damit ist der PC für Künstliche-Intelligenz-Anwendungen gerüstet wie autonomes Fahren, Müdigkeitserkennung, vorausschauende Wartung, Gesichtserkennung, Echtzeit-Positionsabschätzung u.v.m.

Beim GPU-Computing stehen die Grafikleistung im Fokus. Integrierbar sind alle Grafikkarten mit maximalen Abmessungen von 328 mm Länge, 64 mm Höhe und 134 mm Breite. Die maximale unterstützte Leistung ist 720 W. Davon sind 220 W für den Embedded-PC reserviert, für die Single-GEB 300 W und die Dual-GEB darf 500 W verbrauchen. Dies erzeugt eine hohe Abwärme-Menge, sodass ein spezielles Lüfterkonzept entwickelt wurde.

Mit Lüfter, aber lüfterlos

Die Lüfter im Embedded-PC sind extern an der Unter- und Oberseite des Gehäuses befestigt und erzeugen einen konstanten Luftstrom, der ausschließlich das Gehäuse abkühlt. Der Prozessor gibt die Wärme über ein Thermopad ans Gehäuse ab und steht nicht in direktem Austausch mit dem Luftstrom. Dieses Verfahren sorgt dafür, dass – wie beim lüfterlosen Design – kein Staub an die empfindlichen Komponenten auf dem Mainboard gelangt. Bei den Grafik-Boxen wird die kühlende Luft seitlich eingesaugt, an den Grafikkarten vorbeigeführt und an der Ober- und Unterseite ausgeblasen. Ein weiteres Detail trägt dazu bei, das System vor Überhitzung zu schützen: Der Netzstecker am Embedded-PC verteilt die Stromzufuhr auf zwei Stromkreise. Das verringert den Stromdurchfluss und die Kabel erhitzten nicht so stark.

Haltevorrichtungen für Grafikkarten in drei Achsen

Neben den PCIe-x16-Steckplätzen für Grafikkarten sind noch PCIe x4 und PCIe x1 vorhanden. Hier werden Erweiterungs-Karten untergebracht wie Frame-Grabber oder High-Speed-E/A-Karten. Die USB 2.0-Schnittstelle ist für einen Security-Dongle reserviert. Die Haltevorrichtungen ermöglichen ein Festschrauben der Grafikkarten in drei Achsen. Das heißt, trotz Erschütterungen und Stößen bleiben die Grafikkarten fest verankert. Dies ist ein großer Vorteil, wenn der GP-3000 in Fahrzeugen wie Zügen oder in Automobilen eingebaut wird.

Der Einsatz in rauen Umgebungen erfordert spezielle Zertifizierungen. Das Zertifikat MIL-STD-810G für Schock und Vibration ist beantragt, das E-Mark-Zertifikat für Automotive, EN50121-3-2 für Railway und EN62368-1 für Elektrische Sicherheit liegen vor.

Untergebracht ist der Embedded PC im Unibody-Gehäuse. Das Gehäuse ist in einem Stück gegossen und hat damit keine Nahtstellen, was die Stabilität erhöht. Das Gehäuse enthält zwei Massepunkte, die zur Erdung und Abschirmung dienen und vor Beschädigung durch elektromagnetische Störungen und Überspannung schützen.

Der GP-3000 genügt den Normen IEC60068-2-1, IEC62268-2-2 und IEC60068-2-14. Einsetzbar ist er im erweiterten Temperaturbereich, der abhängig ist von Prozessorleistung und GPU-Box. Ohne GPU und mit 35-Watt-CPU zum Beispiel ist eine Betriebstemperatur zwischen -40 und 70 °C möglich und mit einer 80-Watt-CPU und zwei 250-Watt-Grafikkarten zwischen -40 bis 35 °C.

GPU-Compuzter mit zwei Grafikkarten
Der GEB-3601 mit zwei PCIe-x16-Steckplätzen für zwei Grafikkarten. (Bild: Compmall)

Befestigen lässt er sich an der Wand und im 19-Zoll-Rack. Mit Gummifüßen kann er auch als Desktop-Computer aufgestellt werden. Die Rack-Montage ist zum Beispiel in Zügen vorteilhaft, da sich neben dem PC alle anderen Komponenten zentral und fest im Rack einbauen lassen.

Befestigungsmöglichkeiten
Der GP-300 bietet verschiedene Montagemöglichkeiten. (Bild: Compmall)

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