非易失性快速存儲器 （NVMe） 為邊緣計算系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)中心性能，實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)存儲和訪問。該技術在重工業(yè)環(huán)境中實現(xiàn)復雜的自動化功能方面取得了突破，有助于在環(huán)境嚴謹性成為強大計算障礙的領域中推動推理計算，人工智能和機器學習。在這些設置中，快速的非易失性存儲使機器學習算法即使在處理大量數(shù)據(jù)時也能正常運行。

考慮用于完成復雜視覺任務的智能對象檢測軟件。這種類型的自動化比人眼更可靠，更有能力，它基于深度學習，或者神經(jīng)網(wǎng)絡在不斷暴露于某些視覺數(shù)據(jù)源的過程中變得更加智能和高效。

雖然捕獲和分析如此大范圍數(shù)據(jù)所需的性能曾經(jīng)只能通過云資源實現(xiàn)，但如今堅固耐用的邊緣系統(tǒng)將 NVMe 存儲與 CPU 和 GPU 性能、編程傳感器和軟件算法相結合，以解鎖更多類型計算環(huán)境中的高級自動化?？纯碞VMe的實際應用，可以看出極端的工業(yè)環(huán)境如何通過利用先進的自動化技術來提高競爭力。

模塊化 NVMe 和 U.2 增加了靈活性

NVMe 是專門為通過 PCIe 接口利用 NAND 或持久內存等加速存儲介質而開發(fā)的。在 SATA 固態(tài)硬盤無法充分利用 PCIe 通道的情況下，NVMe 執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣仁侵苯舆B接到 PCIe 通道的 SATA 的兩倍。通過使用 PCIe Gen 3 協(xié)議，數(shù)據(jù)沿著類似于高級處理器架構的并行、低延遲路徑移動。較新的 NVMe 固態(tài)硬盤現(xiàn)在也正在過渡到 PCIe Gen 4 協(xié)議，為固態(tài)硬盤提供更快的讀/寫速度。

CPU 周期效率更高，避免了 SATA 常見的 I/O 瓶頸，并提升了邊緣推理分析所需的性能。這創(chuàng)造了一連串的好處;例如，讀/寫功能隨著延遲的減少而得到改善，工作負載得到提升，并且發(fā)現(xiàn)了實時處理的新選項。數(shù)據(jù)存儲在沒有移動部件的閃存中，NVMe架構本身提供了調節(jié)SSD功率的能力。這些因素提高了可靠性，延長了電池壽命，并對總擁有成本產(chǎn)生了積極影響。

NVMe 還通過熱插拔功能為堅固耐用的邊緣系統(tǒng)增加了靈活性。在理想的設計中，M.2 存儲托盤可用作主機，允許快速訪問和更換驅動器。與單個板載 NVMe 驅動器相比，熱插拔功能可確保將數(shù)據(jù)移動到存儲或其他主數(shù)據(jù)管理設施的靈活性。

優(yōu)化的系統(tǒng)還支持 U.2 接口，用于連接 NVMe 存儲。如果將小型扁平 M.2 驅動器直接放置在主板上，則 U.2 電纜可以訪問單獨的 2.5 英寸硬盤。傳統(tǒng) SATA SSD 常見的 SSD 根據(jù)部署環(huán)境，這可能通過將驅動器及其產(chǎn)生的熱量與主板分離來提供散熱優(yōu)勢。

這兩個選項都通過 PCIe 總線直接與 NVMe 存儲系統(tǒng)的主板通信，并且這兩個選項都使用相同類型的閃存存儲。U.2 選項為最終用戶提供了額外的靈活性，允許比 M.2 高一些的存儲容量（大約 8 TB，而 M.2 的最大容量為 4 TB）?？傮w而言，U.2 通過使用多達四個 PCIe 通道和兩個 SATA 通道，實現(xiàn)了更快的數(shù)據(jù)管道。

對遠程信息處理和運輸應用的好處

車載傳感器收集了大量數(shù)據(jù)，隨著5G的激增，這些數(shù)據(jù)只會增加。在人工智能的支持下，這種全面的實時數(shù)據(jù)最終用于改善資產(chǎn)跟蹤、評估駕駛行為、提高生產(chǎn)率以及簡化整體運營和成本。在整個行業(yè)中，邊緣設備也被認為是依賴移動工作人員的運營的關鍵。

由于遠程信息處理領域非常多樣化，具有廣泛的數(shù)據(jù)，傳感器和車輛類型以及操作環(huán)境，因此靈活的數(shù)據(jù)操作是關鍵。例如，強大的連接對于移動車輛至關重要，遙測數(shù)據(jù)不斷來回移動。當配備可熱插拔的NVMe功能時，商用車中的堅固系統(tǒng)為如何將數(shù)據(jù)從車輛發(fā)送到中央數(shù)據(jù)存儲提供了另一種選擇。一旦車輛返回，驅動器可以簡單地更換掉，從而消除停機時間并保持車輛滾動。

優(yōu)化客戶體驗

堅固耐用的邊緣技術在從庫存管理和物流到個性化購物體驗和銷售預測的各個方面都發(fā)揮著重要作用。人工智能使零售商能夠構建智能商店 - 無論是物理上還是虛擬 - 作為在買家擁有所有權力的市場中保持競爭力的一種手段。采用自助服務技術的自助服務終端必須采用堅固耐用的設計，融合模塊化和無風扇選項，以便在極端環(huán)境和惡劣溫度下實現(xiàn)高性能。工作負載整合考慮了計算、存儲、I/O 多樣性和連接性，以保護性能，并在邊緣實現(xiàn)有效遠程管理的成本節(jié)約便利。

在高性能計算的幫助下，公共場所和基礎設施可以保持安全。例如，堅固耐用的邊緣驅動AI使系統(tǒng)能夠自動分析實時視頻，或者無需人工。這有助于在體育場館、火車站和機場等市政環(huán)境中實現(xiàn)實時公共安全。這里部署的系統(tǒng)必須能夠在惡劣溫度（-40°C至70°C）下存在，承受沖擊和振動（5gRMS振動和50G沖擊），并在寬電壓（9至50 Vdc）下運行。

結合 PCIe Gen 3 和 NVMe 存儲，開發(fā)人員能夠在最極端的環(huán)境中創(chuàng)建用于數(shù)據(jù)記錄、監(jiān)控和監(jiān)視的應用程序。這種設計方法承認SATA存儲技術不足以滿足這種水平的邊緣性能，而是建立在推動數(shù)據(jù)中心設計的相同概念之上。新的堅固耐用的邊緣系統(tǒng)設計在更接近數(shù)據(jù)生成位置的地方平衡了性能和可靠性。

AI/ML 是工業(yè) 4.0 的核心

工業(yè)4.0由制造業(yè)中的智能互聯(lián)設備定義，例如能夠進行運動檢測、信號傳輸和深度感知的高性能相機。堅固耐用的邊緣系統(tǒng)及其連接的節(jié)點處理由這些支持傳感器的設備生成的大量數(shù)據(jù)流，從而為更高級的自動化提供支持。實時分析數(shù)據(jù)，實現(xiàn)高價值的數(shù)據(jù)交互，從而優(yōu)化質量控制、最大限度地提高產(chǎn)量并加快上市時間。移動和遠程部署可利用工作負載整合來增加更多價值，從而提高可靠性并可能消除現(xiàn)場技術支持。

堅固的邊緣是數(shù)據(jù)所在的地方，今天包括曾經(jīng)僅限于云計算選項的極端工業(yè)環(huán)境。Gartner 提議到今年年底將有多達 250 億臺互聯(lián)邊緣設備。這代表了硬件干預的新水平，每種類型的工業(yè)環(huán)境都可以獲得更先進自動化的競爭價值。

NVMe 在堅固耐用的邊緣實時數(shù)據(jù)傳輸中發(fā)揮著重要作用，通過包含 U.2 選項和多個 NVMe M.2 驅動器的設計擴展了這一價值，從而實現(xiàn)輕松的數(shù)據(jù)訪問、熱插拔和不間斷的性能。這些低延遲系統(tǒng)避免了數(shù)據(jù)瓶頸，并提供實時分析，能夠改善組織的運營方式。值得注意的是，隨著每GB的NAND閃存成本持續(xù)下降，開發(fā)人員有一條開放的道路來設計更大的競爭優(yōu)勢。

堅固耐用邊緣的硬件加速

執(zhí)行實時決策和預測分析的能力是工業(yè)運營中日益重要的戰(zhàn)略目標。這是一個工程挑戰(zhàn)，將繼續(xù)存在。快速的數(shù)字化轉型和對自動化升級日益增長的需求推動了這一新的當務之急。堅固耐用的邊緣計算在這種格局中發(fā)揮著至關重要且不斷增長的作用，通過傳感器輸入數(shù)據(jù)加速數(shù)據(jù)處理，并允許在數(shù)據(jù)源附近進行訪問和分析。

審核編輯：郭婷