Edge-Hardware, Edge-Server, Edge-Datacenter – ein Überblick

Was versteht man unter den Edge-Hardware, Edge-Server und Edge-Datacenter? In diesem Artikel zu Edge Computing gehen wir in einem Überblick genauer darauf ein, worin die Unterschiede von Edge-Hardware liegen und was es zu beachten gilt. 

Wie im ersten Teil unserer kleinen Reihe zu Edge Computing bereits festgestellt, handelt es sich dabei nicht um einen scharf definierten Begriff. Eines haben alle Versuche einer Definition gemeinsam: Hardware, vorzugsweise Server-Hardware, wird wieder verstärkt dort benötigt, wo Daten entstehen. Damit rücken nach der „Entgrenzung“ der Cloud-Euphorie der Standort und die dort herrschenden Bedingungen in den Vordergrund.

Was Edge-Hardware, Edge-Server und Edge-Datacenter charakterisiert, davon haben einzelne Branchen innerhalb der IT-Industrie jedoch unterschiedliche Vorstellungen. Der folgende Artikel soll einen kurzen Überblick darüber liefern, bevor der dritte Teil dieser Mini-Serie speziell auf die Anforderungen von Edge Devices im Produktionsumgebungen und im Industrial Internet of Things (IIoT) eingeht.

 

Edge-Datacenter – von micro bis riesig

In der Datacenter-Commmunity ist Edge ein viel diskutiertes Thema. Die Rechenzentrums-Branche war in den letzten Jahren dominiert von immer größeren „Hyperscale“ Datacenters und der Konzentration des Cloud-Geschäfts auf einige wenige Anbieter. Edge-Rechenzentren (Edge-RZs) in der Nähe der Anwender oder unmittelbar vor Ort (On-Premise) stellen eine oft notwendige Ergänzung dar und rücken bei den Datacenter-Ausrüstern in den Vordergrund.

Was genau ein Edge-Datacenter dann ausmacht, ist eine Frage der Perspektive. Große Content Delivery Networks (CDNs) etwa betreiben regionale Edge-RZs, um Streaming-Angebote flächendeckend ausliefern zu können. Diese Datacenter können zehntausende Server umfassen und unterscheiden sich in ihren technischen Anforderungen nicht von Core-Datacentern.

Am anderen Ende des Spektrums befinden sich Micro-Datacenter für den Betrieb vor Ort. Diese sind in der Regel in gekapselten Containern untergebracht und bringen die gesamte RZ-Infrastruktur wie Stromversorgung, Klimatisierung, Belüftung und Zugriffsschutz im Kleinformat mit.

Das Rechenzentrum im Schrank-Format

Micro-Datacenter beherbergen die üblichen 19-Zoll Rack-Server, Router und Switche. Kleine Micro-RZs haben etwa üblicherweise eine halbe Rack-Bauhöhe. Noch kompaktere Bauarten sind möglich, aber eher als Proof-of-Concept für spezielle Zwecke realisiert, etwa im Forschungsbereich.

Das bei Thomas-Krenn erhältliche „Compact Datacenter Midrange“ mit 21 Höheneinheiten ist ein gutes Beispiel für ein kleines Edge-Datacenter. Dank integriertem, geräuscharmen Kühlsystem brauchen Anwender nicht in einen separaten Serverraum zu investieren. Es ist leicht genug, um bei Bedarf versetzt werden zu können und für den Strombedarf reichen vorhandene Anschlüsse in der Regel aus. Die meisten Micro-Datacenter können individuell mit Standard-Hardware nach Wahl bestückt werden, was sie flexibel macht und die Folgekosten überschaubar hält.

Einige Anbieter gehen noch weiter. Sie bieten Micro-RZs mit fest eingebauter Hardware an. Damit sinkt der Aufwand bei Beschaffung und Inbetriebnahme noch weiter. Oft kommen auch spezielle, energiesparende Komponenten zum Einsatz, die genau aufeinander abgestimmt sind. Nachteilig ist aber, dass individuelle Anpassungen und ein weiterer Ausbau erschwert beziehungsweise teuer werden, da der Anwender an den Hersteller gebunden ist.

Auch der schon vorhandene Server-Raum eines Unternehmens kann als Edge-Datacenter dienen. Je nach den Verhältnissen vor Ort können aber zusätzliche Investitionen in Netzwerk-Technik notwendig sein, um eine ausreichend schnelle Anbindung an die Datenquellen sicherzustellen. Ein Micro-Datacenter hingegen lässt sich immer dort platzieren, wo es benötigt wird.

Für mittelgroße Edge-Rechenzentren mit einigen hundert Servern bieten sich auch Outdoor-Lösungen mit IT-Containern an. Dies sind speziell ausgebaute Standard-Schiffsontainer, oft mit Doppelboden und Kaltgang-Einhausung ausgestattet, wie in stationären Server-Räumen. Sie erlauben auch modulare Erweiterungen, so dass damit schnell große Rechenkapazitäten „auf der grünen Wiese“ bereitgestellt werden können. Naturgemäß bieten sie zwar nicht die Sicherheitsanforderungen von Rechenzentren in festen Gebäuden, weisen sonst aber alle Merkmale professioneller Datacenter auf.

Edge-Server – Vielfalt ist Trumpf

In Edge-Datacentern besteht meist kein Grund, spezielle Edge-Hardware zu verwenden. Hier genügen kostengünstige, erprobte Standardsysteme. Anders sieht es aus, wenn an der Edge Rechenleistung ohne die schützende Umgebung eines Rechenzentrums zur Verfügung stehen muss. In einem Büro können zwar auch normale Tower-Systeme die Rolle eines Edge-Servers übernehmen, doch Outdoor, in Produktionsumgebungen oder bei der Gebäudeautomatisierung sind meist spezielle Systeme gefragt, die auch unter erschwerten Bedingungen zuverlässig funktionieren und vielseitig bei der Anbindung verschiedener Protokolle sind. Sie müssen zum Beispiel neben klassischem Ethernet etwa auch LTE oder spezielle Bus-Systeme aus Industrie oder Gebäudetechnik unterstützen.

Von der Hardware-Industrie explizit als Edge-Server angebotenen Geräte sind deshalb oft kompakte Systeme mit staub- oder wasserdichten Gehäusen und möglichst reichhaltiger Ausstattung an Schnittstellen. Bei Thomas-Krenn fallen vor allem die Geräte aus der LES-Serie in diese Kategorie. Sie sind alle passiv gekühlt und kommen ohne mechanisch bewegliche Teile aus. Die einzelnen Modelle unterscheiden sich in Leistung, Ausstattung mit Interfaces und Schutz vor Umgebungseinflüssen. Als CPUs werden dort CPUs vom Celeron bis zum Core-i5 eingesetzt, deren Wärmeproduktion noch zuverlässig durch passive Kühlung abtransportiert werden kann.

Klassische Rack-Industrie-Server bieten sich als Edge-Server an, wenn die Leistung dieser Systeme nicht ausreicht oder wenn größere Storage-Kapazitäten beziehungsweise viel Hauptspeicher erforderlich sind. Hier reicht das Spektrum von 1-HE-Servern mit besonders kurzer Einbautiefe bis zu 4-HE-Systemen. Anfang 2019 hat Intel einen Prozessortyp speziell für Edge-Systeme vorgestellt, die Serie Xeon D-2100. CPUs dieser Art sind beispielsweise im Thomas-Krenn-Server ECS v1 verbaut und bieten viel Leistung bei kompaktem Board-Design.

„Edge“ muss nicht immer draufstehen

Wer auf der Suche nach einem Server für typische Edge-Anwendungsfälle ist, sollte jedoch trotzdem nicht nur Hardware in Betracht ziehen, die mit dem gegenwärtig gehypten Begriff Edge vermarktet werden, sondern immer seine Anforderungen genau analysieren – von den Standort-Bedingungen bis zur Performance. Industrie-PCs, sparsame Mini-Server oder sogar ganz normale Rack– oder Tower-Server können unter Umständen genauso gut oder besser passen. Denn anders als bei der Cloud muss sich im Edge Computing die Lösung viel stärker nach den Verhältnissen vor Ort richten – und die kennt niemand besser als der Anwender selbst.

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