在惡劣環境下的企業運算，強固型電腦正在以前所未有的方式改變工業領域。隨著邊緣運算的興起以及 5G 網路帶來的巨大好處，強固型電腦具有關鍵優勢，可以在工業運算應用中提供操作效率和生產力方面的新優勢。
邊緣運算透過在邊緣（應用部署的地方）收集和處理資訊，然後僅將關鍵資訊發送到雲端，從而幫助減輕雲端上的處理工作負載。特別是隨著 5G 網路的投入使用，一系列設備和感測器將受益於低延遲處理和令人難以置信的頻寬速度。隨著這些無線連接的新優勢，新的邊緣運算應用被推向新的地方，通常是在惡劣且不穩定的環境中，這對普通電腦來說是有害的。這就是專用強固型電腦的用武之地。
什麼是強固型電腦？
強固型電腦是一種特殊的電腦，配置高階規格以在邊緣執行複雜任務，同時能夠保持其耐用性、可靠性和長期使用壽命。邊緣部署通常涉及極端的環境挑戰，例如廣泛的溫度、極端衝擊、持續振動、灰塵進入、水暴露等等。
普通桌上型電腦在暴露於任何這些極端環境時會很快失效，而強固型電腦則專為承受環境挑戰的嚴苛而設計。這就是為什麼管理資料工作負載的特定應用程式使用強固型電腦而不是普通桌上型電腦，用於遠端或移動環境中的邊緣運算應用程式。
強固型電腦用在何處？
由於強固型電腦具有高階規格，因此強固型電腦應用於各種需要堅固耐用且高品質電腦的工業應用中，這些電腦可確保穩定的 24/7 運作。從外部架構到內部元件，強固型電腦都為持續暴露在極端工業環境中而設計和製造。也就是說，強固型電腦不僅堅固耐用，而且能夠執行從自助服務亭到自動駕駛汽車的各種應用。
強固型電腦與桌上型電腦
在某些情況下，強固型電腦和標準桌上型電腦有一些相似之處，例如處理器、記憶體、儲存裝置和 GPU 等相似的電腦元件。然而，其建造材料和技術設計原則完全不同。標準桌上型電腦適用於受控的室內空間，而強固型電腦則專為承受 24/7 運作的極端環境挑戰而設計。
例如，強固型電腦和標準桌上型電腦之間的一些主要區別在於其機箱外殼、主機板、內部元件、散熱設計、I/O 支援等等。在本部落格文章中，您將了解強固型電腦如何為工業應用量身訂製，以及為什麼標準桌上型電腦不適用於惡劣環境中的企業部署。
為什麼強固型電腦有益？
強固型電腦有助於確保您的工業應用即使在最嚴苛的條件下也能順暢執行。由於強固型電腦的設計框架與標準桌上型電腦大不相同，因此強固型電腦通常用於需要消除任何停機風險的關鍵任務應用。這些運算平台旨在消除任何停機時間並保持長期可靠性。
儘管有些桌上型電腦比強固型電腦便宜得多，但從企業應用中強固型電腦的總擁有成本來看，其價值更高，因為其可靠性已得到證實。強固型電腦經過測試，可透過利用獨特的機械和熱工程技術在最惡劣的環境中運作和承受，其性能優於桌上型電腦。
不同類型的強固型電腦
有多種類型的強固型電腦可根據您的需求進行配置。 一些常見的強固型電腦類型包括迷你強固型電腦、無風扇強固型邊緣電腦、AI 強固型邊緣電腦、車載與運輸強固型電腦以及完全防水強固型電腦。
首先，迷你強固型電腦是一種手掌大小的強固型電腦，專為空間受限的工業應用而設計。
其次，無風扇強固型邊緣電腦是一種用作邊緣閘道系統的系統。它配置了各種 I/O，能夠管理各種連接的設備。
第三，AI 強固型邊緣電腦是一種堅固耐用的電腦，配置了強大的 GPU (圖形處理單元) 和超快速 NVMe SSD，專為在邊緣執行複雜的 AI 演算法而量身訂製。
第四，車載與運輸強固型電腦是一種配置了電源點火管理功能的強固型電腦，並通過認證，可在車載和運輸應用中安全可靠地部署。
最後，全防水強固型電腦是一種具有 IP（入侵防護）等級的電腦，可以承受極端暴露或微小的灰塵碎屑和水顆粒。防水電腦具有從 IP65 到最高 IP69K 等級的多個入侵防護等級，可消除灰塵、碎屑甚至水的入侵。
什麼讓強固型電腦堅固耐用？（8 個主要特點）
最強大的強固型電腦是在極端環境下也能 24/7 全天候運作，同時保持其性能、耐用性、可靠性和使用壽命的強固型電腦。精心設計的強固型電腦經過測試和驗證，以確保其能夠承受極端環境，包括極冷或極熱、衝擊、振動、灰塵顆粒、水侵入、高電壓波動等。
強固型電腦能夠承受極端環境，因為它們採用最新的熱力學、材料科學和精密工程技術進行設計和製造。以下是強固型電腦的一些常見特點，使其堅固耐用：
1. 寬廣的溫度範圍
強固型電腦的一個關鍵特徵是具有寬廣的工作溫度範圍，以承受極熱和極冷的環境。許多工業設備部署在標準桌上型電腦在極端溫度下會失效的環境中。
例如，室外環境溫度可能迅速達到 60℃，導致電子設備過熱並失效。這些高溫使用案例很容易使標準桌上型電腦過熱，導致 CPU 等關鍵組件性能受限，甚至失效。極低的溫度環境也可能對標準桌上型電腦的正常運作造成問題。冰冷的工業環境溫度可能低至-40℃，並可能因電腦無法正常運作而迅速導致停機。
也就是說，強固型電腦採用熱工程技術設計，可確保在 -40℃ 至 85℃ 的寬廣溫度範圍內提供支援，以在這些極熱和極低溫度下實現最佳性能。
2. 抗震和抗振動
堅固型電腦的另一個基本特性是其抗衝擊和抗震能力。某些工業應用經常涉及持續的衝擊和震動，這也是標準桌上型電腦不適用於這些環境的主要原因之一。當特定應用中存在衝擊和震動時，對於未經這些環境挑戰測試的電腦來說，這可能具有高度的破壞性。因此，專用堅固型電腦通過其獨特的機械設計專門應對這些挑戰。從電纜的使用到多餘的螺絲都被消除，以確保減少常見的故障點。此外，堅固型電腦還使用固態硬碟 (SSD)，以避免使用在動態環境中由於持續移動而可能損壞的實體旋轉碟片。
當談到耐衝擊和抗震的特定設計時，有幾個關鍵設計可確保可靠的阻力。堅固型電腦將採用無風扇設計、無電纜設計、一體式機殼、工業級材料，並使用 SSD 而非 HDD 作為輔助儲存解決方案。此外，設計精良的堅固型電腦也符合軍用標準 MIL-STD-810G，具備抗衝擊和抗震能力。基於這些原因，堅固型電腦非常適合車載、自動駕駛車輛、ADAS 和鐵路系統等運輸解決方案。
3. 侵入防護
工業運算應用程式通常也需要防塵防水，也就是所謂的侵入防護。從戶外雨水、海洋應用到用於衛生消毒的極端沖洗，堅固型電腦的設計方式也能夠保護自己免受損壞性灰塵、碎屑和水侵入。完全防水的堅固型電腦配備 M12 I/O 連接。M12 連接以其耐用性和針對極端水和灰塵曝露的可靠性而聞名，因為它具有鎖定功能。M12 連接器和防水堅固型電腦具有不同等級的 IP 等級，從 IP65 到甚至 IP69K，適用於潛水式運算。
由於一體式機殼和無風扇設計，堅固型電腦可以達到強大的侵入防護等級。簡要解釋一下，IP 等級有兩位數字，第一位數字表示防塵等級，第二位數字表示防水等級。數字 6 是防塵保護的最高等級，表示系統完全防塵，而 9K 是防水保護的最高等級，表示系統完全受到近距離、高壓、高熱水柱的保護。
4. 電源保護
電源保護是確保堅固型電腦可靠性和耐用性的另一項功能。由於電源保護功能，堅固型電腦可以部署在有電源波動的環境中。一些工業部署，例如遠端位置應用或嵌入式系統，可能會遇到高電源波動，這可能會危及電腦的內部組件。
堅固型電腦配備過電壓保護 (OVP)、過電流保護 (OCP) 和廣泛的輸入功能，以保護自身免受不穩定環境中破壞性電源波動的影響。OVP 通過自動切斷超過 50 伏特的電源輸入來保護系統，以避免內部損壞；而廣泛的輸入則支持從 9 伏特到 48 伏特的各種輸入電壓，以適應不同工業電源輸入環境的多樣化配置。
5. 無風扇設計
堅固型電腦的冷卻系統採用無風扇設計，該設計實現了被動冷卻架構，以散發內部組件的熱量。無風扇設計帶來巨大的優勢，包括更低的平均故障間隔時間 (MTBF)、更低的功耗、低噪音和靜音系統、抗衝擊和抗震、防塵、防水等等。被動冷卻利用超導散熱片，這些散熱片由鋁和銅熱管製成，以實現高效的散熱。
這些散熱片隨後將熱量從組件最熱的部分，例如 CPU、PCH（平台控制器集線器）和其他處理器，傳輸到外部外殼，將熱量散發到外部環境。採用被動冷卻設計，堅固型電腦甚至可以在寬廣的溫度範圍內利用強大的 65 瓦 CPU，而無需任何風扇。
6. 一體式機殼
一體式機殼在保護內部系統的同時，也作為堅固型電腦的巨大散熱器。堅固型電腦的整個外殼由重型金屬製成，並模製成一體式設計。其一體式設計有助於減少系統設計中的接點，從而更好地抵抗系統中的劇烈衝擊和振動。由於接點零件、間隙和螺絲更少，密封外殼可以提高 IP 等級及其整體可靠性。
7. 儲存解決方案：SSD vs HDD
堅固型電腦配備固態硬碟 (SSD) 作為其輔助儲存解決方案。使用 SSD 而非傳統 HDD（硬碟）作為輔助儲存為堅固型電腦帶來了各種好處。堅固型電腦不使用傳統 HDD，以避免因突然移動而損壞和破壞數據。傳統 HDD 使用高速旋轉的碟片，這是一種金屬碟片，以高達 15,000 RPM 的速度快速旋轉；數據通過致動臂讀取/寫入碟片。
另一方面，SSD 利用 NAND 快閃技術讀取/寫入資料，而沒有任何移動部件，這使得 SSD 對於關鍵任務的工業應用來說極其耐用和可靠。SSD 也非常快速和緊湊，使其成為為堅固型電腦選擇儲存選項時的明確選擇。
8. 工業級材料和組件
堅固型電腦能夠以更佳的可靠性和壽命運作的其中一個要素是其工業級材料。堅固型電腦的每個部分均採用工業級材料製成，以實現最佳的耐用性、可靠性和壽命。從 PCB、電感器、電晶體、電阻器、I/O 和新增組件，所有內部組件都經過精心挑選，以符合工業級標準。工業級材料是確保正常運行時間並避免停機的工業級性能的關鍵。
是什麼造就了最佳的堅固型電腦？
現今市場上有如此多的堅固型電腦，要區分其真正耐用可靠的關鍵特性往往很困難。以下是一些堅固型電腦的最佳評估特點：
1. 高階規格
最佳的堅固型電腦配置了高階規格，以確保它們能夠在邊緣流暢執行多個複雜任務。這些高階規格包括運算、記憶體、儲存和連線的最新技術，其中包括：x86 CPU 處理器、NVME SSD、DDR4 RAM、強大的 GPU 和 5G 網路模組。
這些強大的效能加速器使堅固型電腦能夠即時執行複雜的應用程式，例如 AI 邊緣推論、預測性維護、車隊管理、自動駕駛車輛等等。此外，堅固型電腦配備 TPM 2.0 (Trusted Platform Module)，可保護部署在各種位置的資料和資訊免受線上和離線威脅的網路安全保護。
2. 豐富的 I/O 和無線連接
堅固型電腦也配備了豐富的 I/O 介面，可支援多種配置，以支援許多工業應用中仍存在的舊有技術。此外，最佳的堅固型電腦還具有模組化 I/O 選項，以滿足您的特定要求。您可以根據您的應用需求量身訂做各種連接埠，例如串列埠、USB、PoE LAN、視訊埠、DIO/GPIO、M12 埠、CANbus 等。此外，最佳的堅固型電腦還支援多種超高速無線選項，例如 5G/4G LTE 網路、WiFi 6 和藍牙 5.0，以確保您的設備即使在最偏遠的地方也能保持連線。
3. 認證就緒
最後，最好的堅固型電腦已為各種應用做好認證準備，以便您能夠快速上市。堅固型電腦在可靠的測試設施中經過仔細測試和驗證，以確保其在極端環境下部署時的可靠性、耐用性和壽命。堅固型電腦已通過 CE 和 FCC 的 EMC（電磁相容性）符合性認證。CE 和 FCC 證書確保該設備在美國和歐洲市場獲准部署且安全。此外，除了 CE、FCC 和 EMC 符合性之外，堅固型電腦還可以隨附運輸系統認證，包括用於車載和鐵路符合性的 E-mark、EN50155 和 EN50121-3-2。
我的工業應用該去哪裡購買最好的堅固型電腦？
總而言之，為您的工業應用選擇合適的強固型電腦可能相當複雜。在 Premio，我們擁有一支工程專家團隊，可以幫助您為複雜且高度專業化的工業應用選擇最佳的強固型電腦。憑藉在為企業設計和製造強固型運算解決方案方面超過 30 年的經驗，我們的解決方案經證明可以確保您的運算需求達到關鍵任務可靠性。如果您正在為您的工業應用尋找強固型電腦，請立即聯絡我們。
