Với sự khởi đầu của công nghiệp 4.0 và tính toán cạnh, các nhà sản xuất đang có những thay đổi theo hướng di chuyển và phân tích dữ liệu tốt hơn trong quy trình sản xuất thiết bị. Khi ngày càng có nhiều máy tính được cấp ra thị trường với khả năng giao tiếp, ngày càng có nhiều nhu cầu về các máy tính thông minh hơn và đáng tin cậy hơn để quản lý khối lượng công việc tự động hóa phức tạp.

Nhiều doanh nghiệp sản xuất đang tích hợp máy móc thông minh trên khu vực sản xuất ở nhà máy, điều này đã thúc đẩy nhu cầu ngày càng tăng đối với các máy tính công nghiệp bền chắc, có thể đáp ứng ngay cả trong những điều kiện khó khăn nhất. Một thách thức thiết kế phổ biến thường là khả năng chống lại nhiệt độ biến động rộng để có độ tin cậy hiệu quả nhất và hoạt động 24/7 trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt. Kết quả là, có hai nguyên tắc thiết kế chính bao gồm làm mát thụ động hoặc chủ động được sử dụng để làm giảm nhiệt bất lợi cho máy tính.

Làm mát thụ động là gì và nó được áp dụng cho máy tính công nghiệp như thế nào?

Làm mát thụ động là một phương pháp để đạt được mức độ đối lưu không khí tự nhiên và tản nhiệt thông qua các kiến ​​trúc tản nhiệt. Ví dụ, khung bên ngoài của hầu hết các máy tính công nghiệp hoạt động như các bộ tản nhiệt mạnh mẽ để truyền nhiệt đi từ các thành phần quan trọng. Thiết kế này cung cấp nhiều lợi thế cho các ứng dụng trong môi trường công nghiệp có thể không phù hợp với các máy tính được sử dụng, như:

Hoạt động êm ái: Hầu hết tiếng ồn từ máy tính được tạo ra bởi quạt. Việc loại bỏ các phần tử quay khiến các hoạt động hoàn toàn im lặng, không khí mát đối lưu trên các khe tản nhiệt để duy trì ngưỡng nhiệt. Điều này tạo ra một máy tính có khả năng hoạt động trong phòng họp, bệnh viện và các vị trí nhạy cảm với tiếng ồn khác.

Khả năng dẫn nhiệt: Máy tính không quạt sử dụng các kỳ công kiến ​​trúc như gờ tản nhiệt kim loại trên khung máy để giúp tản nhiệt từ các thành phần điện toán như bộ xử lý và ổ lưu trữ. Điều này giúp tăng diện tích bề mặt và tối đa hóa tản mà vẫn giữ máy tính trong phạm vi nhiệt độ an toàn, ngay cả ở nhiệt độ cực rộng.

“Thời gian ngừng hoạt động” ít hơn: Các máy tính nhúng rugged được đặt sâu trong khuôn máy của các hệ thống lớn hơn, do đó việc phải thay thế các thành phần quan trọng là không lý tưởng. Khi quạt có sự cố cơ học hoặc trục trặc, thiết bị của bạn có nguy cơ vượt quá ngưỡng nhiệt. Điều này cực kỳ bất lợi cho sự ổn định và độ bền của máy tính và thậm chí có thể làm hỏng vĩnh viễn các thành phần bên trong, phát sinh thời gian tạm ngưng hoạt động cho các hoạt động quan trọng.

Tuổi thọ dài hơn:

• Việc loại bỏ phần tử chuyển động làm cho máy tính ít bị hỏng hóc cơ học do các mảnh vụn, bụi bẩn, rung sốc.
• Bảo vệ máy tốt hơn ngăn ngừa tổn thất về doanh thu và năng suất.

Làm mát chủ động khác với làm mát thụ động như thế nào?

Làm mát chủ động liên quan đến việc sử dụng năng lượng để đạt được nhiệt độ mát hơn so với làm mát thụ động, điều này phụ thuộc vào sự đối lưu tự nhiên. Làm mát chủ động dựa vào một quạt bên trong để buộc các bộ làm mát không khí hoặc nhiệt điện (TEC) thông qua các bộ phận máy tính quản lý mức nhiệt. Ưu điểm chính của việc sử dụng máy tính có quạt là khả năng tối đa hóa hiệu suất và sức mạnh tính toán. Ví dụ: Trung tâm dữ liệu cung cấp nhiều máy tính và máy chủ rackmount để lưu trữ dữ liệu có thể mở rộng và tính toán hiệu suất cao. Các máy tính và máy chủ của trung tâm dữ liệu này được dành riêng cho các thuật toán tính toán phức tạp nhất cung cấp nền tảng cho học máy và trí tuệ nhân tạo. Để cung cấp mức năng lượng tính toán cao nhất, các máy tính và máy chủ này được làm mát tích cực bởi các quạt chịu lực mạnh mẽ trong một môi trường được kiểm soát.

Cho dù máy tính được làm mát bằng phương pháp chủ động hay thụ động, điều quan trọng là cung cấp phương tiện để tản nhiệt ra khỏi các bộ phận trong máy tính để duy trì nhiệt độ có thể hoạt động; có những hậu quả nghiêm trọng đi kèm với tình trạng quá nhiệt, chẳng hạn như lỗi toàn bộ hệ thống và thiệt hại thành phần không thể khắc phục.

Máy tính có quạt làm mát nhưng sẽ đi kèm với sự tích tụ bụi bẩn

Từ quan điểm kỹ thuật, máy tính có quạt dễ thực hiện hơn nhưng có một số thiếu sót trong thiết kế như:

• Tiếng ồn: Có một quạt bên trong liên quan đến các bộ phận chuyển động có thể bị lỏng và rung theo khung của máy tính. Điều này có thể chặn các lỗ thông hơi và tạo ra nhiều nhiệt hơn, khiến quạt của bạn phải làm việc vất vả hơn mức cần thiết. Do đó, tiếng ồn phát ra từ quạt sẽ dần trở nên to hơn và to hơn khi quạt tiếp tục làm việc thêm giờ.
• Tích tụ bụi: Khi quạt thổi vào bên trong, nó không chỉ mang theo không khí mát mẻ mà còn có bất kỳ bụi hoặc mảnh vụn nào trong không khí. Sự tích tụ của các mảnh vụn, bụi có khả năng làm hỏng các thành phần bên trong bị hỏng hóc.

Tại sao làm mát thụ động quan trọng cho các ứng dụng công nghiệp?

Vì các bộ phận chuyển động và quạt thường là nguyên nhân gây ra lỗi, làm mát thụ động hoặc thiết kế không quạt thường được ưa thích cho các máy tính nhúng công nghiệp. Lợi ích chính cho thiết kế làm mát thụ động là khả năng loại bỏ phần tử quay, kiểm soát mức độ xâm nhập của bụi, giúp ngăn ngừa các lỗi phần cứng không cần thiết. Mục tiêu chính của máy tính công nghiệp là giảm thiểu số lượng bộ phận chuyển động, từ đó làm tăng độ tin cậy và tuổi thọ của máy tính, đặc biệt là trong các ứng dụng triển khai dễ bị rung và sốc.

NEXCOM cung cấp một danh mục đa dạng các máy tính công nghiệp không quạt có thể được sử dụng như một máy tính công nghiệp, vehicle computer, marine computer, màn hình máy tính công nghiệp...

Xem toàn bộ danh sách fanless industrial computer tại website: www.nexcom.vn.