Los procesadores AMD EPYC potencian el primer servidor en rack edge de Siemens

Las aplicaciones industriales modernas son cada vez más exigentes y ávidas de rendimiento. Con la monitorización de estado, la IA y el procesamiento de imágenes de alta resolución, los flujos de datos crecen constantemente. Incluso si el envío de todos esos datos a la nube fuera factible desde una perspectiva técnica, hay varias razones más allá de las ventajas de rendimiento o coste para favorecer el procesamiento de datos similar a la nube y la infraestructura edge: En primer lugar, el edge computing facilita la centralización y la virtualización. En segundo lugar, por motivos de confidencialidad y seguridad, muchos clientes no quieren que sus datos salgan de sus instalaciones.

Además, es más eficiente integrar potentes aceleradores de IA localmente, y las distancias más cortas hasta el procesamiento de datos reducen la latencia. Una nube local robusta o una infraestructura de TI edge también permiten la integración completa de OT (tecnología operativa) e IT (tecnología de la información) en lugar de simplemente conectar la OT con la IT. Por lo tanto, hay mucho que decir sobre el funcionamiento de una potente infraestructura de nube directamente edge en lugar de en un centro de datos lejano. Sin embargo, esta infraestructura debe ser lo suficientemente robusta como para funcionar de forma fiable incluso en entornos industriales hostiles con fluctuaciones de temperatura, vibraciones y contaminación atmosférica.

Siemens ha desarrollado el sistema de servidor perimetral de alto rendimiento SIMATIC IPC RS-828A precisamente para este tipo de entornos. Construido en un factor de forma universal 2U y con sólo 585 mm de profundidad (dimensiones totales WHD 585x88x449 mm), es fácil de instalar en armarios de control industriales estándar de 800 mm de profundidad. El sistema de refrigeración de alto rendimiento integrado con entrada frontal y filtros fácilmente sustituibles permite su funcionamiento en entornos industriales con temperaturas desde +5°C a +45°C. Altamente resistente a vibraciones, golpes y compatibilidad electromagnética, el sistema puede utilizarse cerca de grandes equipos industriales alimentados eléctricamente. Está diseñado para un funcionamiento continuo 24/7/365 y puede alimentarse con 230 V CA. La fuente de alimentación cumple el máximo nivel de eficiencia energética 80 PLUS Titanium.

Siemens optó deliberadamente por la familia de procesadores AMD EPYC 9004 para alimentar los servidores. Basados en la tecnología súper eficiente Zen4 de AMD, estos procesadores están optimizados para aplicaciones de servidor y almacenamiento. Con funciones como un procesador de seguridad independiente y un TPM (Tamper-Proof-Module, módulo a prueba de manipulación) basado en hardware para una raíz de confianza segura, satisfacen las elevadas necesidades de seguridad de los entornos de edge y servidor. Los procesadores EPYC Embedded también ofrecen disponibilidad a largo plazo y compatibilidad con rangos de temperatura ampliados.

Otra ventaja clave del diseño EPYC es la exclusiva tecnología chiplet de AMD. Esto aporta ventajas tanto técnicas como comerciales: Los chiplets (chips o pastillas individuales dentro de un mismo encapsulado) permiten apilar varios chips uno encima de otro en el mínimo espacio. En comparación con un diseño de chip monolítico dentro de un encapsulado (con un número limitado de conexiones externas), este enfoque logra densidades de empaquetado y cableado significativamente mayores. Además, es posible combinar chips o chiplets de diferentes tecnologías y funciones en un mismo encapsulado según las necesidades.

Fue este enfoque híbrido de SoC multichip el que permitió, entre otras cosas, los primeros procesadores x86 para servidores en tecnología de 7 nm con una eficiencia energética y unas velocidades de acceso a la memoria (NUMA = Non-uniform Memory Access) significativamente mayores. A día de hoy, los chiplets son la única forma de integrar sistemas realmente completos en un solo encapsulado. El diseño de los chiplets también elimina la necesidad de chipsets externos o chips de E/S adicionales (“puentes”), lo que ahorra espacio y costes.

La arquitectura Infinity Fabric interna añade otras ventajas, como grandes anchos de banda de memoria y rendimiento acelerado de E/S, exactamente lo que se necesita para hacer frente a los elevados requisitos de las aplicaciones de servidor y almacenamiento. En última instancia, Siemens seleccionó la familia EPYC 9004 porque ofrece una mayor densidad de potencia, más núcleos de procesamiento (hasta 96 núcleos/192 hilos) y una eficiencia energética significativamente mejor (gracias a la arquitectura Zen4 en tecnología de proceso de 5 nm) en comparación con los competidores. Con 12 canales DDR5 ultrarrápidos que admiten memoria RAM a 4800 MHz, en teoría se pueden alcanzar anchos de banda de memoria sin precedentes de hasta 480 GB/sg.

Con hasta 160 carriles PCI Gen5 compatibles con el procesador (en una configuración de doble procesador), junto con la red Infinity Fabric interna entre cada pastilla, estos servidores permiten un rendimiento de E/S incomparable que duplica el de la generación anterior. Para reducir la factura energética -que hoy en día constituye el mayor factor de coste en el funcionamiento de un centro de datos-, cada vez más centros de datos de todo el mundo están adoptando sistemas alimentados por AMD. Lo que diferencia a Siemens de la mayoría de sus competidores en este ámbito es que la empresa cuenta con décadas de experiencia en la construcción e implantación de PC industriales robustos para entornos adversos.

El servidor Siemens SIMATIC IPC RS-828A está diseñado para funcionar de forma fiable las 24 horas del día, los 7 días de la semana, a temperaturas ambiente desde +5 °C a +45 °C. Puede equiparse con hasta dos procesadores AMD EPYC 9004, 6 TB de RAM (24 DIMM) y ocho unidades de disco. Los procesadores son ampliamente escalables en términos de potencia de cálculo (número de núcleos y velocidad de reloj máxima). Los dos puertos Ethernet de 10 GB integrados garantizan una integración de red potente y redundante; las conexiones de fibra óptica y Ethernet adicionales son posibles mediante tarjetas de expansión PCIe. El sistema puede alojar hasta siete de estas tarjetas de expansión PCIe, incluidas dos tarjetas de doble ranura con una disipación de potencia máxima de 350 W, por ejemplo, para IA o aceleradores de simulación de hardware.
 

El diseño compacto y el sistema de refrigeración integrado con filtro de aire facilitan la combinación de varios sistemas. Esto permite construir infraestructuras hiperconvergentes o centros de datos directamente in situ en entornos industriales. Entre los sistemas operativos compatibles se incluyen Windows Server, RedHat Linux y VMware; para la gestión se admiten IPMI y Redfish. La futura compatibilidad con soluciones de edge computing como Industrial Edge de Siemens facilitará la rápida implementación de los requisitos de producción y permitirá la gestión centralizada y el despliegue de actualizaciones y nuevas aplicaciones.

La combinación de capacidades de servidor de alto rendimiento y robustez de PC industrial, junto con la experiencia de Siemens, es única en el mercado actual. Los principales grupos destinatarios son los fabricantes de equipos originales y sus proveedores, que pueden utilizar la solución para construir centros de datos en centros de producción o incluso sistemas de producción complejos y/o consolidar y virtualizar los sistemas heredados existentes. Otras aplicaciones se encuentran en entornos de producción y fabricación discretos ('fábricas autoorganizadas') e incluyen sistemas de transporte/logística sin conductor (AGV= Automated Guided Vehicle), automatización de procesos, simulación y pruebas, así como aplicaciones de IA. Gracias a su alta fiabilidad y disponibilidad, los servidores también son adecuados para infraestructuras de red 5G y de campus.

Sebastian Drosdek, Product Portfolio Manager en Digital Industries, Factory Automation, Industrial PC, Siemens AG.

Wolfgang Lay, Marketing Manager en Digital Industries, Automatización de Fábricas, Ventas, Marketing y Promoción, Siemens AG.