Регион: Южная Африка Промышленность: Мощность и энергия / Электроизмерения Применение: Многофункциональный анализатор, регистратор и измерительный прибор для синхронизированной по форме волны оценки качества электроэнергии. Решение для хранения: Твердотельный накопитель mSATA промышленного назначения YANSEN Производительность: 512GB Флэш-память NAND: 3D TLC Рабочая температура: -40 85 ° C до ° C
история проекта
Профессиональный производитель электроизмерительного оборудования в Южной Африке разрабатывал новое многофункциональное устройство для анализа, регистрации и измерения качества электроэнергии, синхронизированное с формой сигнала.
Система предназначена для сбора, обработки и записи данных электрических измерений и информации о форме сигнала в течение длительных периодов работы.
В случае с оборудованием такого типа хранилище используется не просто для файлов операционной системы или эпизодической передачи данных. Оно становится частью непрерывной цепочки сбора данных.
Поэтому заказчику требовался компактный встраиваемый твердотельный накопитель, который мог бы сочетать в себе возможность непрерывной записи, высокую износостойкость, широкий диапазон рабочих температур, низкое энергопотребление и высокую устойчивость к воздействию окружающей среды.
Это привело к значительно более высоким требованиям к объему памяти, чем у обычного ПК или универсального встроенного приложения.
Задача проекта: Надежное хранение данных при непрерывных измерениях.
Системы мониторинга качества электроэнергии могут непрерывно генерировать записи сигналов, данные измерений и информацию о событиях.
В отличие от потребительских приложений, где активность хранения данных часто происходит короткими всплесками, профессиональное измерительное оборудование может осуществлять непрерывный сбор данных в течение длительных периодов работы.
Таким образом, главная задача заключалась не просто в достижении высокой пиковой скорости передачи данных.
SSD-накопитель должен был обеспечивать сбалансированное сочетание следующих параметров:
-
Стабильная непрерывная производительность чтения и записи.
-
Высокая износостойкость при записи
-
Работа в широком диапазоне температур
-
Устойчивость к ударам и вибрации
-
Низкое энергопотребление
-
Компактная встроенная интеграция
-
мониторинг состояния хранилища
-
Надежная длительная эксплуатация
Каждое из этих требований напрямую влияет на надежность всей измерительной системы.
Задача 1: Для непрерывной записи волновых форм требуется стабильная производительность хранилища.
Измерение, синхронизированное с формой сигнала, позволяет генерировать непрерывный поток данных.
В процессе длительного мониторинга подсистема хранения данных должна стабильно получать и сохранять информацию об измерениях, не становясь при этом слабым звеном в процессе сбора данных.
Для данного применения компания YANSEN предоставила промышленный твердотельный накопитель mSATA объемом 512 ГБ, обеспечивающий скорость последовательного чтения до 510MB / с и скорость последовательной записи до 460MB / с.
Его производительность в режиме случайного доступа при разрешении 4K достигает... 9 983 операций ввода-вывода в секунду (IOPS) прочитано и 33 217 операций ввода-вывода в секунду (IOPS)обеспечивая быстрый доступ как к последовательным рабочим нагрузкам записи, так и к более мелким операциям с данными, генерируемым системой.
Однако производительность не являлась единственным первостепенным критерием проектирования.
Для профессионального измерительного оборудования предсказуемая и надежная работа в течение длительных периодов времени важнее, чем стремление к достижению показателей, превышающих фактические требования применения.
Задача 2: Высокая износостойкость при длительной записи данных.
Непрерывное измерение означает непрерывное генерирование данных.
В течение всего срока службы оборудования это может привести к значительной суммарной нагрузке на твердотельный накопитель при записи.
Для удовлетворения этого требования выбранный промышленный твердотельный накопитель mSATA обеспечивает ресурс работы до 500TBW.
Это обеспечивает системе платформу хранения, лучше подходящую для многократной записи данных, чем решения, разработанные в основном для более легких потребительских задач.
Для анализаторов качества электроэнергии, регистраторов и других систем сбора данных долговечность является особенно важным конструктивным фактором, поскольку от запоминающего устройства может потребоваться запись данных изо дня в день на протяжении всего срока службы оборудования.
Задача 3: Надежная работа в диапазоне температур от -40°C до 85°C
Профессиональное электроизмерительное оборудование может использоваться в местах, где невозможно точно контролировать температуру окружающей среды, например, в офисе или центре обработки данных.
В зависимости от условий эксплуатации оборудование может испытывать холодный запуск, повышенную температуру корпуса или значительные колебания температуры во время работы.
По этой причине проекту требовалось решение для хранения энергии, способное работать в промышленном диапазоне температур.
Твердотельный накопитель YANSEN mSATA поддерживает работу от -40 85 ° C до ° Cчто позволяет ему функционировать в гораздо более широком диапазоне условий окружающей среды, чем типичные коммерческие устройства для хранения при комнатной температуре.
Возможность работы в широком диапазоне температур была одной из ключевых причин, по которой промышленный SSD-накопитель идеально подходил для этого проекта.
Задача 4: Механическая надежность в промышленных условиях
Температура была не единственным фактором, влияющим на окружающую среду.
Оборудование, устанавливаемое в промышленных, энергетических или полевых условиях, также может подвергаться механическим ударам или постоянной вибрации во время транспортировки, установки или эксплуатации.
Выбранный твердотельный накопитель mSATA рассчитан на следующие условия эксплуатации:
-
Шок: до 1500G / 0.5 мс
-
Вибрация: 80 Гц до 2000 Гц / 20G
-
Влажность: От 5% до 95% относительной влажности, без конденсации
Эти характеристики обеспечивают дополнительную защиту подсистемы хранения данных при использовании в условиях, более требовательных, чем в обычных условиях работы настольных компьютеров.
Поскольку твердотельные накопители mSATA не содержат движущихся механических компонентов, они также хорошо подходят для встраиваемого оборудования, где устойчивость к вибрации является важным фактором.
Задача 5: Компактная интеграция без ущерба для производительности.
Измерительное устройство также накладывало механические ограничения.
Необходимо было найти решение для хранения данных, которое бы интегрировалось во встроенную систему, не занимая при этом место, требуемое обычным 2.5-дюймовым накопителем.
Форм-фактор mSATA обеспечивает компактное решение для хранения данных на печатной плате, сохраняя при этом проверенный интерфейс SATA.
С Емкость 512 ГБSSD-накопитель обеспечивает системе достаточно места для хранения данных осциллограмм, записей событий, результатов измерений и другой информации, генерируемой устройством, при этом сохраняя компактные физические размеры.
Для производителей встраиваемого оборудования такой баланс между мощностью и форм-фактором может упростить проектирование системы и помочь сократить требования к внутреннему пространству.
Задача 6: Низкое энергопотребление встраиваемого оборудования
Энергоэффективность — еще один важный фактор, который следует учитывать при разработке профессиональных встраиваемых систем.
Хранение данных — это лишь один из компонентов в составе всего устройства, которое также может включать процессоры, модули сбора данных, коммуникационные интерфейсы и измерительные схемы.
Промышленный mSATA SSD-накопитель YANSEN имеет максимальное энергопотребление приблизительно 1.66 Втэто помогает ограничить энергопотребление и тепловое воздействие подсистемы хранения данных.
Снижение энергопотребления накопителей может быть особенно ценным в компактных корпусах, где запас по тепловым характеристикам ограничен.
Технические требования и решение YANSEN
|
Требования к проекту
|
Технические характеристики YANSEN mSATA
|
Значение приложения
|
|
Встроенное хранилище
|
mSATA
|
Компактная интеграция в измерительное оборудование.
|
|
Рабочий диапазон
|
512GB
|
Локальное хранилище для данных осциллограмм и измерений.
|
|
NAND Flash
|
3D TLC
|
Обеспечивает баланс между производительностью, эффективностью и выносливостью.
|
|
Последовательное чтение
|
До 510MB / s
|
Обеспечивает эффективный доступ к данным.
|
|
Последовательная запись
|
До 460MB / s
|
Поддерживает непрерывную запись данных.
|
|
4K Произвольное чтение
|
До 70K IOPS
|
Удобный доступ к небольшим блокам данных.
|
|
4K Случайная запись
|
До 81K IOPS
|
Поддерживает смешанные нагрузки записи.
|
|
Выносливость
|
До 500 ТБВ
|
Предназначен для многократной работы с интенсивной записью.
|
|
Рабочая Температура
|
-40 85 ° C до ° C
|
Выдерживает сложные условия промышленной эксплуатации.
|
|
MTBF
|
2,000,000 часов
|
Поддерживает требования к долгосрочной надежности системы.
|
|
Максимум. Потребляемая мощность
|
1.66 Вт
|
Снижает энергопотребление и тепловую нагрузку.
|
|
Ударопрочность
|
1500G/0.5 мс
|
Обеспечивает работу в условиях механически сложных нагрузок.
|
|
Устойчивость к вибрации
|
80 Гц–2000 Гц / 20G
|
Повышает пригодность для промышленного оборудования.
|
|
Влажность
|
Относительная влажность 5–95 %, без конденсата
|
Поддерживает более широкий спектр сред развертывания.
|
|
Мониторинг здоровья
|
Обеспечивает мониторинг состояния и работоспособности SSD-накопителя.
|
|
|
Безопасность данных
|
Уничтожение данных одним нажатием кнопки
|
Предоставляет дополнительную возможность для управления конфиденциальными данными.
|
Дополнительное требование: состояние хранилища и безопасность данных.
Надежность профессионального оборудования также зависит от возможности контролировать условия хранения с течением времени.
SSD поддерживает Интеллектуальный мониторинг здоровьяэто позволяет хост-системе получать доступ к информации о состоянии хранилища и поддерживать стратегии профилактического обслуживания.
Это может быть полезно для измерительного оборудования, которое, как ожидается, будет находиться в эксплуатации в течение длительного времени.
Данное решение также поддерживает функция уничтожения данных одной кнопкойэто обеспечивает дополнительную возможность управления данными для приложений, где может потребоваться безопасное удаление локально записанной информации об измерениях.
Для профессиональных систем мониторинга и измерений эти функции расширяют возможности SSD-накопителя за пределы базовой емкости хранения.
Почему был необходим промышленный SSD-накопитель?
В рамках этого проекта использование потребительского SSD-накопителя позволило бы решить лишь часть поставленных задач.
Настоящая сложность заключалась в том, чтобы одновременно удовлетворить множество инженерных требований:
Непрерывная запись + ресурс записи 500 ТБ + работа при температуре от -40°C до 85°C + ударопрочность и виброустойчивость + низкое энергопотребление + компактная интеграция mSATA + мониторинг состояния.
Именно это сочетание факторов сделало необходимым создание промышленных складов.
SSD-накопитель был выбран не просто потому, что он мог обеспечить скорость чтения 510 МБ/с. Он был выбран потому, что его производительность, долговечность, характеристики окружающей среды и встраиваемый форм-фактор соответствовали требованиям к работе всей измерительной платформы.
Значение приложения
Благодаря интеграции промышленного mSATA SSD-накопителя YANSEN объемом 512 ГБ заказчик смог развернуть решение для хранения данных, разработанное с учетом требований непрерывной записи сигналов и профессиональных электротехнических измерений.
Данное решение сочетает в себе:
Объем 512GB для локального хранения данных, 500 ТБВ выносливости для многократных циклов записи, Работа в широком диапазоне температур от -40°C до 85°C. для адаптации к окружающей среде, и промышленная ударопрочность и вибростойкость для сложных условий развертывания.
В совокупности эти характеристики делают SSD-накопитель подходящим для анализаторов качества электроэнергии, электрорегистраторов, систем сбора данных и другого профессионального оборудования для мониторинга, где надежность хранения данных является важной частью общей конструкции системы.
Промышленные системы хранения, разработанные с учетом конкретных задач.
Выбор системы промышленного хранения данных должен начинаться с анализа рабочей нагрузки и условий эксплуатации, а не просто со скорости интерфейса или емкости.
Конфигурации накопителей можно выбирать в соответствии с техническими требованиями оборудования, начиная от диапазона рабочих температур и долговечности и заканчивая форм-фактором, производительностью и функциями управления данными.
Разрабатываете оборудование для сложных промышленных условий? Обратитесь в компанию YANSEN. о требованиях к хранению данных, предъявляемых вашим приложением.




































