Strukturierte Fertigungsdaten · 2026

Rechenknoten

Auf Basis strukturierter CNFX-Herstellerprofile wird Rechenknoten im Bereich Herstellung von Computern, elektronischen und optischen Erzeugnissen anhand von Prozessoranzahl bis Speicherkapazität eingeordnet.

Technische Definition und Kernbaugruppe

Ein typisches Rechenknoten wird durch die Baugruppe aus Prozessor(en) und Speichermodule beschrieben. Für industrielle Anwendungen werden Materialauswahl, Fertigungsprozess und Prüfbarkeit gemeinsam bewertet.

Einzelne Verarbeitungseinheiten innerhalb eines Hochleistungsrechenclusters, die Rechenaufgaben ausführen.

Technische Definition

Rechenknoten sind die grundlegenden Verarbeitungseinheiten in Hochleistungsrechnersystemen (HPC) und bestehen aus einem oder mehreren Prozessoren (CPUs, GPUs oder Beschleunigern), Speicher und Netzwerkschnittstellen. Sie arbeiten gemeinsam innerhalb eines Clusters, um komplexe Rechenlasten wie wissenschaftliche Simulationen, Datenanalysen und Training künstlicher Intelligenz parallel zu verarbeiten. In einem typischen HPC-Cluster sind Rechenknoten über ein Hochgeschwindigkeitsnetzwerk wie InfiniBand oder Ethernet verbunden und werden von einem zentralen Scheduler oder Head-Node verwaltet, der Aufgaben verteilt. Jeder Knoten arbeitet unabhängig, führt Anweisungen mit seinen Prozessoren aus, greift auf Daten aus lokalem Speicher oder gemeinsam genutztem Speicher zu und kommuniziert Ergebnisse oder Zwischendaten mit anderen Knoten, um große Probleme durch parallele Verarbeitungsframeworks wie MPI gemeinsam zu lösen. Die Konfiguration der Rechenknoten variiert je nach vorgesehener Arbeitslast: Dual-Socket-Knoten bieten ein Gleichgewicht zwischen Dichte und Leistung, während Quad-Socket-Knoten die Rechenleistung pro Knoten maximieren. Die Speicherkapazität reicht typischerweise von 512 bis 2048 GB und unterstützt In-Memory-Datenbanken und speicherintensive HPC-Anwendungen. Der Speicher wird über NVMe-SSDs bereitgestellt, mit Kapazitäten von 960 bis 7680 GB, die hohen I/O-Durchsatz und lokales Daten-Staging ermöglichen. Die Netzwerkbandbreite reicht von 100 bis 400 Gbit/s, wobei höhere Geschwindigkeiten für MPI-Kommunikation mit geringer Latenz bevorzugt werden. Die Leistungsaufnahme variiert zwischen 500 und 2000 W und beeinflusst Kühlung und Kapazität der Stromverteilungseinheit (PDU). Betriebstemperatur und relative Luftfeuchtigkeit folgen den ASHRAE-A3-Richtlinien (10–35 °C und 8–80 % nicht kondensierend), außerhalb derer thermische Drosselung oder Korrosionsrisiken auftreten können. Die Schutzarten reichen von IP20 für Rechenzentren bis IP54 für industrielle Edge-Umgebungen. Die Gehäusehöhen variieren von 1U für Dichte bis 4U für ausreichende GPU-Kühlung, und die Gewichte liegen zwischen 15 und 40 kg, was sich auf Rack-Last und Versand auswirkt. Diese Spezifikationen sind typische Bereiche; tatsächliche Werte müssen mit dem Hersteller für spezifische Modelle und Anwendungen verifiziert werden.

Funktionsprinzip

Rechenknoten empfangen Rechenaufgaben von einem zentralen Scheduler oder Head-Node über ein Interconnect-Netzwerk. Sie führen Anweisungen mit ihren Prozessoren aus, greifen auf Daten aus lokalem Speicher oder gemeinsam genutztem Speicher zu und kommunizieren Ergebnisse oder Zwischendaten mit anderen Knoten, um große Probleme durch parallele Verarbeitungsframeworks gemeinsam zu lösen. Der Scheduler weist Aufgaben basierend auf Verfügbarkeit und Ressourcenanforderungen zu. Jeder Knoten führt sein eigenes Betriebssystem und Anwendungen aus und koordiniert sich mit anderen Knoten über Message Passing oder andere parallele Programmiermodelle. Das Interconnect-Netzwerk bietet Kommunikation mit geringer Latenz und hoher Bandbreite, was einen effizienten Datenaustausch ermöglicht. Knoten können auch auf gemeinsam genutzten Speicher für Eingabe-/Ausgabeoperationen zugreifen. Die Gesamtleistung des Systems hängt von der Anzahl der Knoten, ihren individuellen Fähigkeiten und der Effizienz des Interconnects und des Software-Stacks ab.

Technische Parameter

Technische Parameter
ParameterTypischer BereichHinweise & Auswahlkriterien
Prozessoranzahl2–4 SteckdosenDual-socket for density, quad-socket for maximum compute per node.
Speicherkapazität512–2048 GBHigher capacity for in-memory databases and HPC workloads.
Netzwerkbandbreite100–400 GbpsInfiniBand or Ethernet; higher for low-latency MPI.
Leistungsaufnahme500–2000 WAffects cooling and PDU capacity.
Betriebstemperatur10–35 °COutside range may cause thermal throttling.ASHRAE A3
Relative Luftfeuchtigkeit8–80 %Non-condensing; high humidity risks corrosion.ASHRAE A3
SchutzartIP20–IP54IP20 for data center, IP54 for industrial edge.IEC 60529
Gehäusehöhe1–4 U1U for density, 4U for GPU cooling.
Gewicht15–40 kgAffects rack loading and shipping.

Die Bereiche sind branchenübliche Richtwerte zur Angebotsvorbereitung und keine Zusage des Lieferanten. Bestätigen Sie jeden Wert und jede Norm vor der Bestellung beim rechtlichen Hersteller.

Hauptmaterialien

Halbleitermaterialien (Silizium) Leiterplatten Wärmeleitmaterialien Metalllegierungen (für Kühlkörper und Gehäuse)

Komponenten / BOM

Components / BOM
  • Prozessor(en)
    Führt Rechenbefehle aus und führt arithmetische/logische Operationen durch
    Material: Halbleiter (Silizium mit Metallverbindungen)
  • Speichermodule
    Bietet temporären Speicher für Daten und Befehle während der Verarbeitung
    Material: Halbleiterspeicherchips auf Leiterplattensubstraten
  • Netzwerkkarte
    Ermöglicht Hochgeschwindigkeitskommunikation mit anderen Knoten und Speichersystemen
    Material: Halbleiterchips, Leiterplatte (PCB), Kupfer-/Lichtwellenleiter-Steckverbinder
  • Netzteil
    Wandelt und regelt elektrische Energie für interne Komponenten
    Material: Elektronische Bauteile, Transformatoren, Kondensatoren, Metallgehäuse
  • Kühlsystem
    Ableitung der von Prozessoren und anderen Komponenten erzeugten Wärme
    Material: Aluminium-/Kupferkühlkörper, Lüfter, Wärmeleitpaste

FMEA · Fehleranalyse

Ursache → Fehlermodus → Engineering-Maßnahme

Gate-Oxid-Durchbruch des Transistors bei einer elektrischen Feldstärke von 5 MV/cm Katastrophaler Kurzschluss zwischen Gate und Kanal High-k-Dielektrikum-Stapel (HfO₂/SiO₂) mit einer äquivalenten Oxiddicke von 2,0 nm
Degradation des Wärmeleitmaterials bei Betriebstemperaturen über 125°C Anstieg des thermischen Widerstands von 0,15 auf 0,45 K·cm²/W Indium-Zinn-Lot als Wärmeleitmaterial mit einer Leitfähigkeit von 60 W/(m·K) und einem Schmelzpunkt von 118°C

Technische Bewertung

Betriebsbereich
Betriebsbereich
2,0-3,5 GHz Kerntaktfrequenz, 65-95°C Sperrschichttemperatur, 0,95-1,35V Kernspannung
Belastungs- und Ausfallgrenzen
105°C thermische Drosselungsschwelle, 1,45V Elektromigrations-Einsetzspannung, 100°C/s thermische Schockrate
Elektromigration bei 1,45V verursacht atomare Migration in Kupfer-Interconnects (Black'sche Gleichung: MTF ∝ J⁻ⁿexp(Eₐ/kT)), thermische Ermüdung durch Wechselbelastung aufgrund von Unterschieden im thermischen Ausdehnungskoeffizienten (17 ppm/°C Silizium vs. 23 ppm/°C Underfill)
Fertigungskontext
Rechenknoten wird innerhalb von Herstellung von Computern, elektronischen und optischen Erzeugnissen nach Material, Prozessfenster und Prüfanforderungen bewertet.

Weitere Produktbezeichnungen

Processing Nodes Worker Nodes

Taxonomie und Suchbegriffe

Suchbegriffe, Aliase und technische Bezeichnungen für diesen CNFX Datensatz.

Anwendungen / Eingebaute Systeme

Dieses Teil oder Produkt erscheint in den folgenden Systemen und Maschinen.

Eignung und Auslegungsdaten

Betriebsgrenzen
Betriebsdruck:Atmosphärisch (nicht unter Druck stehende Umgebung)
Durchflussrate:8% bis 90% nicht kondensierend
Betriebstemperatur:10°C bis 35°C (Betrieb), 0°C bis 50°C (Lagerung)
Montage- und Anwendungskompatibilität
Standard-Rechenzentrum-LuftkühlungFlüssigkühlsysteme (geschlossener Kreislauf)Saubere, kontrollierte Umgebungen mit ordnungsgemäßer Belüftung
Nicht geeignet: Außen- oder Industrieumgebungen mit Staub, Feuchtigkeit oder korrosiven Verunreinigungen
Auslegungsdaten
  • Erforderliche Rechenleistung (FLOPS oder Kernanzahl)
  • Speicherkapazität pro Einheit (RAM in GB/TB)
  • Netzwerkbandbreitenanforderungen (GbE/InfiniBand)

Zuverlässigkeits- und Risikoanalyse

Ausfallmodus und Ursache
Thermische Drosselung und Überhitzung
Ursache: Unzureichende Kühlung aufgrund von Staubablagerungen auf Kühlkörpern/Lüftern, verschlechterter Wärmeleitpaste oder ungenügender Luftstromauslegung, die zu Komponentendegradation und vorzeitigem Ausfall führt.
Netzteilausfall (PSU)
Ursache: Alterung von Kondensatoren/Austrocknen des Elektrolyts, Spannungsspitzen durch instabile Stromquellen oder übermäßige Lastzyklen, die zu Spannungsregelungsversagen und Systeminstabilität führen.
Wartungsindikatoren
  • Abnormales Lüftergeräusch (Schleifen, Rattern) oder vollständiger Lüfterausfall, der auf eine Fehlfunktion des Kühlsystems hinweist
  • Häufige Systemabstürze, Bluescreens oder unerwartete Neustarts während normaler Betriebszyklen
Technische Hinweise
  • Implementierung vorausschauender Wartung durch kontinuierliche Temperaturüberwachung mit IoT-Sensoren und Einrichtung regelmäßiger Reinigungspläne für Kühlsysteme
  • Installation von unterbrechungsfreien Stromversorgungen (USV) mit ordnungsgemäßer Spannungsregelung und Durchführung periodischer Kondensatorgesundheitschecks in Netzteilen

Konformität und Fertigungsnormen

Referenznormen
ANSI/ISA-95.00.01 - Integration von Unternehmens- und SteuerungssystemenCE-Kennzeichnung - EU-Richtlinie 2014/35/EU (Niederspannungsrichtlinie)
Fertigungsgenauigkeit
  • Komponentenausrichtung: +/-0,05 mm
  • Ebenheit der Wärmeleitfläche: 0,08 mm
Qualitätsprüfung
  • Thermischer Wechseltest (IEC 60068-2-14)
  • Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) Test (EN 55032)

Hersteller von Rechenknoten

Herstellerprofile mit passender Produktionsfähigkeit in China.

Die Herstellerliste dient der Vorrecherche und Einordnung von Fertigungskapazitäten. Sie ist keine Zertifizierung, kein Ranking und keine Transaktionsgarantie.

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Beispielhafte Bewertungskriterien aus Einkaufsprozessen

Keine Kundenbewertung und keine Echtzeitdaten. Die Werte zeigen typische Prüfkriterien in RFQ- und Lieferantenbewertungsprozessen.

Technische Dokumentation
4/5
Fertigungsfähigkeit
4/5
Prüfbarkeit
5/5
Lieferantentransparenz
3/5

Die Kriterien dienen als Orientierung für technische Einkaufsprüfungen. Konkrete Kunden, Länder, Bewertungsdaten oder Live-Nachfragen werden nur angezeigt, wenn entsprechende belastbare Daten vorliegen.

LieferketteVerwandte Produkte und Komponenten

Luftqualitätsmonitor

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Ein elektronisches Gerät, das Ortungstechnologien nutzt, um Position, Status und Bewegung physischer Assets in Echtzeit zu überwachen und aufzuzeichnen.

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Häufige Fragen

Was ist die typische Prozessoranzahl für einen Rechenknoten?

Rechenknoten haben typischerweise 2 bis 4 Prozessorsockel. Dual-Socket-Konfigurationen sind für Dichte und Kosteneffizienz üblich, während Quad-Socket-Knoten die maximale Rechenleistung pro Knoten für Arbeitslasten bieten, die hohe Kernzahlen oder Speicherbandbreite erfordern. Die genaue Anzahl hängt von der Anwendung und der vorgesehenen Rolle des Knotens im Cluster ab.

Wie viel Speicher und Storage hat ein Rechenknoten normalerweise?

Die Speicherkapazität reicht von 512 bis 2048 GB, geeignet für In-Memory-Datenbanken und speicherintensive HPC-Arbeitslasten. Der Storage wird typischerweise über NVMe-SSDs mit Kapazitäten von 960 bis 7680 GB bereitgestellt, die hohen I/O-Durchsatz für lokales Daten-Staging und temporäre Daten bieten. Diese Bereiche sind allgemein; tatsächliche Kapazitäten variieren je nach Modell und Konfiguration.

Welche Netzwerkbandbreite benötigen Rechenknoten?

Die Netzwerkbandbreite reicht typischerweise von 100 bis 400 Gbit/s, unter Verwendung von InfiniBand oder Ethernet. Höhere Bandbreite wird für MPI-Kommunikation mit geringer Latenz bevorzugt, was für eng gekoppelte parallele Anwendungen entscheidend ist. Die Wahl hängt von der Clustergröße und den Kommunikationsmustern der Arbeitslasten ab.

Welche Umgebungsbedingungen benötigen Rechenknoten?

Rechenknoten arbeiten in einem Temperaturbereich von 10–35 °C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 8–80 % (nicht kondensierend) gemäß ASHRAE A3. Das Überschreiten dieser Bereiche kann thermische Drosselung oder Korrosion verursachen. Die Schutzarten reichen von IP20 für Rechenzentren bis IP54 für industrielle Edge-Umgebungen, was den Schutz gegen Staub und Wasser angibt.

Kann ich Hersteller direkt kontaktieren?

CNFX ist ein offenes Verzeichnis, keine Handelsplattform und kein Beschaffungsagent. Herstellerprofile und Formulare helfen bei der Vorbereitung des direkten Kontakts.

CNFX Industrial Index v2.6.09 · Herstellung von Computern, elektronischen und optischen Erzeugnissen

Datenbasis

CNFX-Herstellerprofile, technische Klassifikation, öffentlich verfügbare Produktinformationen und fortlaufende Plausibilitätsprüfung.

Vorläufige technische Einordnung
Diese Seite dient der strukturierten Vorbereitung von Recherche, RFQ und Lieferantenbewertung. Sie ersetzt keine Lieferantenqualifizierung, keine Normenprüfung und keine technische Freigabe durch den Käufer.
Anfrage

Beschaffungsinformationen anfragenfür Rechenknoten

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