Für den Einsatz in Fahrzeugen zur Aufzeichnung und Verarbeitung von Messdaten setzen Automobilhersteller bis dato in der Regel auf kompakte Box PCs. Aufgrund der stehenden Luft im Fahrzeug verfügen diese meist über ein passives Kühlsystem, die Stromzufuhr erfolgt mit einem Automotive-Netzteil über die Bordspannung im Auto. Im Idealfall liefern diese Systeme eine Rechenleistung, die mit höherklassigen Desktop-Rechnern vergleichbar ist. Die Concepion-bX von Inonet verfügt beispielsweise über eine Core i7 CPU der 6. Generation und bis zu 32 GByte DDR4-Arbeitsspeicher.
Das Problem ...
Doch die Leistungsanforderungen bei In Vehicle-Anwendungen steigen schneller, als der technische Fortschritt bei kompakten Embedded-Systemen. Dies liegt zum einen am rasanten Einzug intelligenter Fahrerassistenzsysteme, die in der Erprobungsphase neuer Serienfahrzeuge intensiv auf ihre Verlässlichkeit getestet werden müssen. Dazu zählen automatische Bremsassistenten, autonome Einparkhilfen oder Spurhalteassistenten, sowie generell die Entwicklung des autonomen Fahrens. All diese Assistenzsysteme können mithilfe von Kameras und Radarsystemen dynamisch auf die Umgebung reagieren und aktiv in das Fahrgeschehen eingreifen. Die Aufzeichnung dieser Rohdaten und vor allem die sinnvolle Interpretation in konkrete Aktionen erzeugt immense Datenmengen, die selbst maximal ausgestattete Kompaktsysteme in die Knie zwingen können. Statt Desktop-Prozessoren werden ein oder gar zwei Server-CPUs benötigt, die mit jeweils bis zu 18 physikalischen Kernen bei 36 Threads die erforderliche Rechenleistung liefern. Darüber hinaus benötigen die genannten Applikationen oft mindestens 128 GByte Arbeitsspeicher, um den hohen Datendurchsatz zu bewältigen.
Diese Leistungsdimension ist eigentlich nur im Serverumfeld zu finden. Dass herkömmliche Server zwar die nötige Performance liefern, aber dem Einsatz im Fahrzeug nicht standhalten können, liegt auf der Hand. Die mechanische Belastung beim mobilen Einsatz durch Beschleunigung, Bremsen und andauernde Erschütterungen erfordern ein ausgesprochen standfestes System. Zudem ist ein Rechner beim In Vehicle-Einsatz extremen Temperaturen ausgesetzt – Testfahrzeuge sind sowohl beim Kältetest bei Schnee und Eis unterwegs, als auch in besonders heißen Regionen bei Temperaturen über 40 °C. Herkömmliche Server sind jedoch meist nur für den Betrieb bei Umgebungstemperaturen zwischen 0 und 35 °C konzipiert.
... die Lösung
Um diesem Dilemma entgegenzuwirken, entwickelt Inonet Computer aktuell den ersten mobilen Car-Server, der die Leistung aktueller Servertechnik für den anspruchsvollen Einsatz im Fahrzeug zugänglich macht. Das modulare System besteht dabei aus zwei Teilen, die unabhängig voneinander im Fahrzeug montiert werden können – je nach Platzangebot im Wagen beispielsweise auf Kofferraum und Rücksitz aufgeteilt. Im einen Teil des Rechners sind Storage und Stromversorgung untergebracht, im anderen Teil die vollständige Rechnereinheit. Diese Aufteilung erlaubt eine Variabilität beim Einbau des Systems bei unterschiedlichsten Fahrzeugtypen. Der Car-Server kann mit zwei Xeon-E5-CPUs Intel ausgestattet werden, die je über 45 MByte Smart Cache verfügen.
Kritischer Punkt bei der Entwicklung war jedoch vor allem die Kühlung des Systems: um die Hot Spots des High-Performance-Rechners trotz stehender Luft im Fahrzeug und bei hohen Umgebungstemperaturen ausreichend zu kühlen, setzt Inonet den eigens entwickelten Thermal Tunnel ein. Der Thermal Tunnel ist ein neuartiges Kühlkonzept, das komplett von Inonet entwickelt und designt wurde. Das ist eine hermetisch geschlossene Röhre, die durch das Gehäuse verläuft und über einen gekapselten Lüfter verfügt, der ungehindert einen hohen Luftdurchsatz erzielen kann. Leistungsintensive Komponenten wie CPU und Grafikkarte werden mit Heatpipes an den Thermal Tunnel angeschlossen, um die dort entstehende Hitze direkt aus dem Chassis zu leiten, ohne den Innenraum des PCs zu erwärmen.
Da bei der Aufzeichnung von Messdaten täglich Datenvolumen von einigen Terabyte anfallen können, reicht die Standzeit über Nacht meist nicht aus, um alle Daten vom System zu überspielen. Deshalb verfügt der Rechner über Festplatten im Wechselrahmen. So können die Datenträger nach dem Einsatz ohne Öffnung des Gehäuses ausgetauscht und zur Weiterverarbeitung überspielt werden. Alternativ steht eine Anbindung über einen schnellen Datenbus zur Verfügung, die es ermöglicht, große Datenmengen in vertretbarer Zeit auf ein externes Storage-System zu kopieren.
