PCs sind heute in fast allen Produktionsprozessen involviert: von der Erbringung der Arbeit eines Bürokaufmanns bis hin zur Steuerung technologischer Prozesse.

Der weltweite Trend zur Verkleinerung von Computern hat zur Entstehung einer ganzen Klasse von Computern geführt – Embedded- und Mini-PCs. Sie werden so allgegenwärtig verwendet, dass wir bereits aufgehört haben, ihnen Aufmerksamkeit zu schenken.

Die Hauptanwendungen von Embedded- und Mini-PCs der Industrieklasse:

• POS (Point of Sale) Kassenarbeitsplatz im Einzelhandel
• Informationskioske
• Geldautomaten
• Zahlungsterminals
• Ticketterminals
• Digitale Beschilderung
• Videoüberwachung
• Medizinische Geräte
• Gesundheitsüberwachungssysteme in Krankenhäusern
• Automatische Check-in-Terminals auf Flughäfen
• Betreiber-Check-in-Terminals in Flughäfen
• Fahrzeugüberwachungssysteme
• Verkehrsleitsysteme
• SCADA- und Internet of Things-Systeme

Die gemeinsamen Merkmale solcher Systeme sind:

1. ihre Konfiguration ist typisch innerhalb eines einzelnen Informationssystems
2. typischer Satz von System- und Anwendungssoftware innerhalb eines einzigen Informationssystems
3. ein „as is“-Prinzip, was bedeutet, dass der PC einfach eingeschaltet, Peripheriegeräte und Netzwerk angeschlossen werden können und sofort ohne zusätzliche Konfiguration mit der Ausführung seiner Funktionen beginnen.

In all diesen Anwendungsszenarien sind Embedded- und Mini-PCs integraler Bestandteil hochkomplexer und kritischer Produktionsinformationssysteme, die einen Dauerbetrieb implizieren und deren Unterbrechung zu ungewollten oder irreparablen Folgen führen kann.

Fehlertoleranz und Hochverfügbarkeit von Informationssystemen stehen seit Jahrzehnten im Fokus von Systemarchitekten, Entwicklern und Ingenieuren.

Der Fokus liegt seit jeher auf der Sicherstellung des kontinuierlichen Betriebs von Serversystemen, denn sie sind das Herzstück, das Hauptelement eines jeden Informationssystems. Die Informationstechnologie ist so eng in die Produktionsprozesse integriert, dass ein Ausfall des Informationssystems einem Stillstand des Prozesses gleichkäme. Tatsächlich führt der Ausfall eines großen Bankservers oder eines großen automatisierten Prozesssteuerungssystems unweigerlich zu Ausfallzeiten für die betreffende Organisation und damit zu erheblichen finanziellen Verlusten. Wenn der Geschäftsprozess nicht funktioniert, wird kein Geld verdient, was einem Geldverlust gleichkommt.

 Im Laufe der Jahrzehnte wurden leistungsstarke Ausfallsicherheitssysteme für Server entwickelt. Sie basieren auf der Duplizierung von Hardware und der Verwendung von Systemsoftware, um nahezu synchrone (Lockstep) Operationen auf zwei oder mehr Knoten eines fehlertoleranten Systems bereitzustellen. Dazu gehören VMware vSphere Fault Tolerance, Microsoft Windows Server Failover Clustering, Stratus everRun, Stratus ftServer und andere. Sie sorgen für die Kontinuität von Serversystemen mit unterschiedlichem Grad an Effizienz und Verfügbarkeit.

Aber die Endgeräte, die nicht weniger wichtige Elemente des Informationssystems sind, bleiben von Hardware- und Softwareausfällen völlig ungeschützt. Ja, der Server und das Informationssystem als Ganzes werden funktionieren. Ja, nur ein PC wird ausfallen. Aber wenn dieses Gerät zum Beispiel den Prozess der künstlichen Blutzirkulation während einer Operation steuert, wozu kann ein Ausfall führen? Wenn dieses Endgerät eine Ampelanlage an einer belebten Straße steuert, wie viele Unfälle können dann passieren, wenn es ausfällt? Wer wäre erleichtert, dass nur ein Gerät ausgefallen ist?

Polywell Computers ist der Ansicht, dass eine solche Verschiebung der Informationskontinuität hin zu Servern inakzeptabel ist. Wir müssen an Endgeräte, Benutzer-PCs und Embedded-PCs denken. Ja, die Zuverlässigkeit von Hardware steigt ständig. Dies wird durch unsere eigene Ausfallstatistik bestätigt – sie übersteigt nicht 0.01 %. Durch die ausschließliche Verwendung von Komponenten in Industriequalität konnten wir eine MTBF von 100,000 Stunden bieten und offen deklarieren. Dies ist ein einzigartiges Angebot auf dem Markt, das selbst die größeren Marken nicht bieten können.

Dies bedeutet jedoch nicht, dass Hardwarefehler vollständig ausgeschlossen sind. Sie kommen vor und werden auch weiterhin auftreten, und zwar oft ohne Verschulden des Herstellers. Bekanntlich lässt die Qualität der Stromversorgung in vielen Ländern zu wünschen übrig. Ein einziger „guter“ Stromstoß kann ausreichen, um einen PC außer Betrieb zu setzen oder sogar zu zerstören. Und jeden PC mit einer unterbrechungsfreien Stromversorgung auszustatten, ist eine sehr teure und manchmal undurchführbare Aufgabe. Wie bereits erwähnt, versuchen wir, Computer zu miniaturisieren, was sie kleiner und handlicher macht. Es besteht keine Notwendigkeit, sperrige und schwere USVs zu verwenden. Allerdings gibt es eine Reihe von Polywell Computers Mini-PCs verfügen über eingebaute Akkus mit einer Laufzeit von 1 Stunde, wodurch das beschriebene Problem erfolgreich gelöst wird.

Die Fehlerquelle ist jedoch nicht nur Hardware. Softwarehersteller haben auch dafür gesorgt, dass sie passieren. Es gibt ein bekanntes Sprichwort im Scherz, dass in jedem Programm, selbst dem am besten debuggten, immer mindestens ein Fehler vorhanden ist. Nach der Menge der monatlichen Updates von Microsoft-Betriebssystemen zu urteilen, haben sie Tausende solcher Fehler und beheben sie ständig, wobei sie wahrscheinlich gleichzeitig neue erzeugen.

Zweifellos erfordert das Problem der Kontinuität von Endgeräten die größte Aufmerksamkeit.

Diese Aufgabe ist jedoch nicht so einfach, wie es auf den ersten Blick erscheinen mag. Wir können nicht den üblichen Weg gehen, Hardware wie bei Serversystemen zu duplizieren. Es ist nicht schwer vorstellbar, welche enormen Mehrkosten die Installation eines zweiten PCs mit sich bringt, um den synchronen Betrieb der beiden Knoten zu gewährleisten. Hinzu kommt, dass Endgeräte nicht so streng ausfallfrei sein müssen wie Server.