工業應用正在實施先進技術，這些技術在過去幾年中迅速發展，而且這種趨勢持續呈指數級增長。為了應對這些軟體和硬體的進步，製造商面臨著生產更強大電腦的挑戰。此外，這些電腦還需要在極端環境中的工業部署中，具備可靠性和耐用性。這解釋了市場上對堅固型電腦的需求激增。閱讀本文後，您將了解什麼是堅固型電腦以及使其真正堅固的原因。
什麼是堅固型電腦？
堅固型電腦的設計比市面上大多數電腦都更堅固。堅固型電腦經過專門設計和製造，可以在最惡劣的環境中可靠且最佳地運行，而普通消費級電腦無法承受這種部署。堅固型電腦中的所有組件都經過精心選擇和構造，以在嚴峻的部署中保持系統的耐用性、可靠性和長壽命。
堅固型電腦獨特且具有獨特的架構。其堅固的結構得益於無風扇、無纜線和一體式設計。因此，堅固型電腦可以承受極端溫度、衝擊、振動、微小灰塵顆粒、水曝露以及許多其他嚴峻條件的嚴苛環境。這些電腦之所以如此吸引人，是因為儘管它們具有堅固的設計，但出色的堅固型電腦也具有卓越的多功能性、可擴展性、可定制性和靈活性。這就是為什麼許多行業都在其應用中受益於堅固型電腦，而不是桌面處理器。
利用堅固型電腦並從中受益的產業
堅固型電腦設備的發展推動了工業應用的技術進步。這些應用通常暴露在對普通電腦有害的極端環境中。因此，它們需要耐用可靠，能夠在惡劣環境中運行繁重的工作負載。工業解決方案與物聯網解決方案密切相關，涉及人工智慧、機器學習和深度學習等繁重的運算任務。這些技術和解決方案將以令人難以置信的解決方案徹底改變工業。
了解堅固型電腦的設計和功能 – 當堅固遇上無風扇
堅固型設備採用堅固的材料製造，但它們仍屬於半堅固型。為了使堅固型電腦完全堅固，工程師需要確保消除電腦架構中的移動部件。這就是他們為堅固型電腦實施無風扇設計以使其超堅固的原因。無風扇或被動散熱設計的原理是不使用風扇，而是利用散熱片從 CPU 和主機板散發熱量。散熱片將熱量從電子元件傳導到電腦的金屬外殼。外部外殼經過特殊設計，可保護並自然地將熱量散發到空氣中。由於整個外殼都充當被動散熱器，因此電腦可以在不需要任何風扇的情況下有效地控制其熱量。
此外，無風扇設計還提供多種優點，並降低電腦故障的可能性。不安裝任何風扇，將延長電腦的平均無故障時間 (MTBF)，並防止由風扇引起的故障。無需維修或更換風扇本身。採用被動散熱時，電腦不需要任何通風孔，這可以提高防護等級，保護系統免受灰塵和其他微小顆粒的侵入。此外，即使處理繁重的工作負載數據，擁有靜音電腦也更方便。
極端溫度範圍
在極端溫度條件下部署堅固型電腦時，無論環境溫度過熱或過冷，對於堅固型電腦來說都不會是問題。堅固型電腦必須能夠抵抗各種極端溫度，以避免可能導致公司蒙受巨大損失的停機風險。與只能在受控室內環境中運作、溫度約在 10°C 至 35°C 之間的標準桌上型電腦不同，堅固型電腦能夠在極端溫度下運作，包括零下 40°C 的低溫，甚至高達 85°C 的酷熱環境。這歸因於其無風扇設計和被動散熱架構，該架構利用散熱片將熱量從內部組件傳導至其堅固的金屬外殼，從而有效散熱。
堅固型電腦能夠承受極端環境，因為它們的CPU和SoC上附有由超導電材料（鋁和銅）製成的散熱片，將熱量傳導至其由擠壓鋁和重型金屬製成的外部外殼。然後，外部外殼或底盤將熱量散發到外部氣流中，同時也作為堅固的結構，保護電腦免受衝擊和振動。透過這種方式，堅固型電腦可以在從酷熱的沙漠到地球冰冷的兩極等極端熱環境中部署時，保持其可靠性和耐用性。
軍用標準 - 衝擊與振動
為確保額外的耐用性、可靠性和長壽命，堅固型電腦架構的設計旨在抵抗極端衝擊和振動。優質的堅固型電腦符合軍用標準 (MIL-STD-810G) 的衝擊和振動抵抗能力。它甚至超越了測試標準，能夠承受 50G 的衝擊力，半正弦波，11 毫秒（帶 SSD）的衝擊，以及 5 GRms 的振動，5-500Hz，每軸 0.5 小時（帶 SSD）的振動。無風扇、無纜線和一體式設計使堅固型電腦極為堅固。
此外，堅固型電腦採用工業級組件（例如電容器、電阻器、電感器等），這些組件經過嚴格選擇以實現最佳性能。此外，堅固型電腦使用 SSD 而非 HDD，以徹底消除內部構造中的移動部件。極端的衝擊和振動很容易損壞或鬆動電腦的內部和外部組件，並導致致命故障。因此，當移動部件完全從等式中移除時，便消除了由於系統暴露於嚴重衝擊和持續振動而導致的潛在故障。
固體防塵防水 – IP 等級
堅固型電腦的另一個優點是其卓越的防塵和防水能力。堅固型電腦通過了 IP 等級認證，該等級決定了它們在多大程度上能夠保護系統免受灰塵和水的侵入。IP 等級代表防護等級，它由兩個十進制數字組成，表示對灰塵和水顆粒的防護程度。第一個數字表示系統外殼能夠抵禦微小灰塵顆粒的程度。該等級從最低的 0 分到最高的 6 分，表示對微小碎屑和灰塵顆粒的最佳保護。第二個數字表示系統外殼能夠保護系統免受水侵害的程度。該等級從最低的 0 分到最高的 9K 分，表示對水的嚴密密封。
堅固型電腦的 IP 等級為 IP65 至 IP69K，這是防塵和防水的最高分數。這得益於無風扇設計的實施。高 IP 等級使得堅固型電腦非常適合需要頻繁清洗的部署，例如在採礦業、汽車業、醫療保健業以及食品和飲料加工業。
多功能性 | 電源控制
將堅固型電腦整合到外部系統時，控制電源輸入對於保持系統之間的性能穩定性至關重要。堅固型電腦內建了多項獨特功能，能夠控制來自外部來源的電源輸入。在工業應用系統中，電源輸入和輸出有時會不穩定地波動，可能會影響性能甚至造成系統損壞。因此，堅固型電腦配備了過壓保護 (OVP) 和過流保護 (OCP)。OVP 機制旨在防止任何超過 55V 的突發高電壓輸入損壞內部組件。另一方面，OCP 則在主機板上應用內建保險絲，以保護系統免受過流或浪湧電流的損害，這些電流可能損壞系統。
為了增加多功能性，堅固型電腦相容於廣泛的電源輸入電壓，範圍從 9V 到 48V，因此它們可以在任何會產生較高或較低電壓的系統中部署。此外，堅固型電腦配備了電源點火管理功能，適用於更廣泛的應用，例如車輛或移動環境的部署。它智能地管理車載電腦在啟動或關閉車輛時的電源。這避免了不當關機和因意外斷電而丟失敏感數據的風險。透過智慧電源管理系統，堅固型電腦可以確保在廣泛的產業中實現可靠且值得信賴的應用。
擴充性與靈活性 | 精巧設計與 I/O 埠
堅固型電腦設計相當精巧，使其能夠節省更多空間以容納在狹小空間中。儘管設計精巧，系統仍可擴充以滿足應用需求。堅固型電腦能夠支援 I/O、儲存和記憶體擴充。因此，您可以透過增加記憶體、儲存空間、添加根據您的特定需求指定的新的輸入埠來提高運算能力。透過 PCIe 4.0 連線協定、額外的 GPU 和 M.2 NVMe SSD，處理和傳輸資料將會快得多。
此外，堅固型電腦配備了各種輸入，例如 USB 3.1 Gen 2 端口、串行端口、獨立顯示端口、數位和通用 I/O、PoE/多 LAN RJ45、M12 以及許多其他可自訂輸入。此外，COM 端口允許系統連接傳統技術。也就是說，堅固型電腦由於其精巧的設計仍然提供擴展功能，並配備了廣泛的 I/O 端口，因此與標準桌上型電腦相比，具有顯著的擴展性和靈活性。
連線能力
工業個人電腦通常部署在偏遠地區，這使得將電纜連接到個人電腦以連接網路和其他設備變得困難。因此，堅固型電腦配置了無線功能，可實現遠程高速連接。擁有無線高速連接對於系統與周圍各種感測器和設備進行通信和連接至關重要。
堅固型電腦可配置多種連接方式，例如 Wi-Fi 6、藍牙、LTE、4G 和 5G。Wi-Fi 6 理論上的最高速度可達 9.8Gbps，比上一代 Wi-Fi 5 快 40% 的數據傳輸速度。而 5G 理論上的最高速度可達驚人的 10Gbps，為偏遠地區提供高頻寬和低延遲的可靠性能。
此外，系統通常配備雙 SIM 卡插槽，允許組織增加行動電信商以實現冗餘。因此，如果其中一個電信商訊號不佳或完全沒有訊號，則可以程式設計電腦以連接第二個電信商，將資料上傳到雲端進行遠端監控和控制。
堅如磐石的硬體。工業級耐用性和可靠性
堅固型電腦的堅固設計經過精心設計和專門製造，旨在承受極端環境，同時仍能提供卓越的運算能力。這並非無意為之，一切都經過計算。憑藉令人難以置信的耐用性、可靠性、長壽命和巨大的運算能力。堅固型電腦可以根據您的特定要求進行配置。
常見問題：
堅固化是什麼意思？
堅固化是指以某種方式加固某物，使其物理上更堅固、更耐用，以便能夠在極端環境中部署。因此，堅固化個人電腦是指其設計經過加固，能夠承受惡劣環境的電腦。這些設計，例如無風扇、無纜線和一體式設計，都是為了使個人電腦架構堅固化而特意設計的。
什麼是 MIL-STD-810G？
MIL-STD-810G 是美國國防部 (DoD) 及其承包商使用的軍事防禦標準，作為非常嚴格的品質控制方法，以確保生產的設備具有在最嚴峻戰鬥條件下也能持久的頂級優質品質。MIL-STD-810G 是一項非常全面的測試，包含 29 種測試方法和 76 種程序，共 800 頁文件。
堅固型電腦有什麼用？
堅固型電腦對於工業應用和部署極為有用。標準桌上型電腦在這些惡劣環境中部署時很容易故障。堅固型電腦是需要耐用可靠且全天候運作的物聯網應用的理想選擇。例如，Premio 的 RCO-1010 堅固型電腦系列能夠在邊緣即時操作和處理 LiDAR 型監控系統解決方案的資料。作為一種功能強大、智慧且堅固的設備。
什麼時候會使用堅固型電腦？
當您需要運算能力和堅固耐用的設備進行部署時，堅固型電腦可以發揮最大效用。即使長時間暴露在極端環境、灰塵、碎屑、水、衝擊、振動和電源波動的威脅下，堅固型電腦仍能保持其處理能力。當這些因素是您的考量時，您就知道何時需要堅固型電腦了。
堅固型電腦如何測試？
堅固型電腦在全面的設計驗證流程設施中進行測試，以測量並確保其耐用性、可靠性和使用壽命。在可靠的測試設施中，設備會被測試到極限，並需要通過各種測試和規格測量設施，例如溫度和濕度室、1500 KGF 振動測試儀、熱衝擊斜坡室、紅外熱感測器、訊號完整性測試儀和電氣測試儀。其中一些測試是為了符合 MIL-STD-810G，例如衝擊和振動部分。這些測試隨後會仔細構建並記錄在設備的 DQA（數據品質評估）報告中。