Gerçek Zamanlı Sistemlere Genel Bakış

Gerçek zamanlı sistemlerin, üretimden sağlık hizmetlerine, petrol ve gazdan robotiğe kadar çeşitli sektörlerdeki Nesnelerin İnterneti uygulamaları üzerindeki etkisini keşfedin.

Öğrendiğimiz Faydalı Bilgiler

  • Gerçek zamanlı bir sistem, tanımlı bir süre içerisinde (zamanlılık) beklenen sonucu üretme, bağımsız saatleri koordine etme ve uyum içinde birlikte çalışma (zaman senkronizasyonu) yeteneği ile tanımlanır.

  • Sabit süreli gerçek zamanlı bir sistemin mutlak teslim tarihleri vardır ve bu ayrılan zaman aralıkları kaçırılırsa, bir sistem hatası meydana gelir. Esnek süreli gerçek zamanlı sistemlerde, sistem son teslim tarihini kaçırsa bile istenmeyen daha düşük çıktı kalitesiyle çalışmaya devam eder.

  • Gerçek zamanlı bir sistemin kapasitesi, iki gereksinim temelinde "ölçülür"; bekleme süresi ve bilgi işlem gecikmesi.

  • Intel, sabit süreli gerçek zamanlı gereksinimleri karşılamak için her öğenin belirli bir zaman aralığında güvenilir ve öngörülebilir bir şekilde çalışması gereken gerçek zamanlı uygulamalar geliştirmek için donanım ve referans sistemi düzeyinde yazılımlar sunar.

BUILT IN - ARTICLE INTRO SECOND COMPONENT

Şirketlerin güvenilir ve öngörülebilir gerçek zamanlı sistemlerle artan gerçek zamanlı veri işleme ihtiyaçlarını karşılamalarına yardımcı olmak söz konusu olduğunda, Intel bunu gerçekleştirmek için çözümler, teknolojiler ve iş ortakları sağlar.

Gerçek Zamanlı Sistem İhtiyacı 

Büyüyen küresel bağlantı, her zaman erişilebilir verilere yönelik değişen tüketici talepleri ve her zaman açık, sensör destekli kurumsal ortamlar, kat kat artan miktarda verinin oluşturulmasını, toplanmasını ve analizini yönlendiriyor. IDC, 2025 yılına kadar veri üretiminin 79.41 zetabayta ulaşacağını ve bunun yaklaşık yüzde 30'unun 2 gerçek zamanlı sistemlerin sağladığı gerçek zamanlı işleme gerektireceğini tahmin ediyor.

Gerçek zamanlı işleme ihtiyacı, güvenlik, verimlilik ve güvenilirlikte sürekli iyileştirme için gerçek zamanlı verilere dayanan robotik, üretim, sağlık, petrol, gaz ve enerji gibi yüksek hassasiyetli sektörlerdeki işletmeler için özellikle çok önemlidir.

Bu tür sektörlerdeki işletmeler için verilerin gerçek zamanlı olarak işlenmesini sağlamanın temel unsurlarından biri, bir sistemin gerçek zamanlı iş yüklerini gerçek zamanlı olmayan iş yüklerine göre önceliklendirme, yönetme ve yürütme becerisidir.
Örneğin, modern otomotiv üreticileri, bir arabayı monte etmek için bir üretim hattında birlikte çalışacak robotlara büyük ölçüde bağımlıdır. Bu robotlar, parçaları birbirine yönlendirecek, delecek, kaynak yapacak ya da güvenlik denetimleri gerçekleştirecektir ve bu işlemlerin tümü yüksek düzeyde hassasiyet ve titiz zamanlama gerektirir. Bu kullanım durumunda, gerçek zamanlı bir sistem, yalnızca tanımlanmış, öngörülebilir bir zaman çerçevesinde verileri işleme değil, aynı zamanda güvenlikle ilgili iş yükleri gibi kritik görevlerin daha az kritik görevlerden önce tamamlanmasını sağlama yeteneğine sahip olmalıdır.
O halde, veriye dayalı sektörler, verilerin olması gerektiği zaman ve şekilde işlendiğinden nasıl emin olabilir? Gerçek zamanlı sistemler.

IDC, 2025 yılına kadar veri üretiminin 79.41 zetabayta ulaşacağını ve bunun yaklaşık yüzde 30'unun 2 gerçek zamanlı sistemlerin sağladığı gerçek zamanlı işleme gerektireceğini tahmin ediyor.

Gerçek Zamanlı Sistem Nedir?

"Gerçek zamanlı sistem" terimi, gerçek zamanlı uygulama işlevlerini gerçekleştiren, öngörülebilir ve belirli zaman kısıtlamaları dahilinde olaylara yanıt verebilen donanım ve yazılım bileşenlerine sahip herhangi bir bilgi işleme sistemini ifade eder. Gerçek zamanlı sistemlerin yaygın örnekleri arasında hava trafik kontrol sistemleri, süreç kontrol sistemleri ve otonom sürüş sistemleri bulunur.

Uygulamalar İçin Gerçek Zamanlı Sistemlerin Avantajları

Gerçek zamanlı sistemler çeşitli avantajlar sunar:

Avantajlar
Daha hassas zamanlama Gerçek zamanlı sistemler, kesin döngü süreleri içinde (mikrosaniyelere varan) yürütülmesi gereken görevleri gerçekleştirmek için tasarlanmıştır.
Daha yüksek öngörülebilirlik ve güvenilirlik Gerçek zamanlı sistemler verileri, tanımlanmış, öngörülebilir zaman dilimlerinde işlediğinden, görevlerin veya iş yüklerinin yürütülmesi esasen garanti edilir, ve bu sayede iş için kritik sistemlerin güvenilirliği artar.
Gerçek zamanlı iş yüklerinin önceliklendirilmesi Kritik sistem hatalarını önlemek için belirli gerçek zamanlı iş yüklerinin tanımlanan süre içinde tamamlanması gerektiğinde, bazı iş yüklerini diğerlerine göre öncelik sırasına koyma yeteneği çok önemlidir. Gerçek zamanlı sistemlerin tümü olmasa da bazıları, iş yükü veya görev önceliklendirme için bu yeteneğe sahiptir.

Gerçek Zamanlı Sistem Bileşenleri 

Gerçek zamanlı bir sistemin gerçek zamanlı bilgi işlem yapabilmesi için iki gereksinimi karşılaması gerekir:

  • Zamanlılık : Beklenen sonucu tanımlı bir süre içerisinde üretme yeteneği.
  • Zaman senkronizasyonu: Aracıların bağımsız saatleri koordine etme ve uyum içinde birlikte çalışma yeteneği.

Şirketler, gerçek zamanlı sistemleri değerlendirirken, herhangi bir sistemin değerini, etkinlikleri veya görevleri tamamlama konusunda ne kadar öngörülebilir olduğuna göre ölçebilir. Öngörülebilirlik sistemin belirli özellikleri incelenerek daha iyi değerlendirilebilir:

  • Bekleme süresi: İki etkinlik arasındaki zamanın ölçümü
  • Bilgi işlem gecikmesi : Yinelemeler arasındaki gecikme süresi değişimi

Gerçek zamanlı sistemlerdeki bir diğer önemli özellik, kritik sistem arızalarını önlemek için gerçek zamanlı ve gerçek zamanlı olmayan iş yüklerini eş zamanlı yürütebilme yeteneğidir.

Son olarak, gerçek zamanlı sistemlerin genellikle nasıl tanımlandığını anlamak oldukça önemlidir. Bu sistemler, zamanlama kısıtlamalarına bağlı olarak esnek süreli veya sabit süreli gerçek zamanlı bir sistem olarak tasarlanır.

Esnek Süreli Gerçek Zamanlı Sistemler ve Sabit Süreli Gerçek Zamanlı Sistemler

Gerçek zamanlı kavramı, çeşitli kullanım durumlarına uygulanabilir. İnternette gezinme ve oyun oynama gibi kullanım durumlarının çoğu, esnek süreli gerçek zamanlı sınıfına girer.

Esnek süreli gerçek zaman, bir sistemin belirlenen bir süre içerisinde görevi yerine getiremese bile çalışmaya devam etmesidir. Sistem, belirlenen süreyi tutturamadıysa, bu durum kritik sonuçlar doğurmaz . Sistem, kalitede istenmeyen düşüşler olmasına rağmen çalışmaya devam edebilir.

Ancak senkronizasyon, zaman çizelgeleri ve en kötü şartlarda işlem tamamlama süresi garantisi için daha yüksek gereksinimli kullanım durumlarının bulunduğu, robotik, otomotiv, kamu ve sağlık hizmetleri gibi belirli sektörler de mevcuttur. Bu örnekler sabit süreli gerçek zamanlı sınıfına girer.

Sabit süreli gerçek zaman, bir sistemin belirlenen bir süre içerisinde görevini yerine getiremezse çalışmayı durdurmasıdır, ve bu da korkunç sonuçlar doğurabilir.

Gerçek Zamanlı Sistemlerin Uygulamaları

Süreç Kontrol Sistemleri 

Süreç kontrol sistemleri, üretimin sürekli olduğu ve kesintilerin meydana gelemeyeceği endüstriyel uygulamalarda kullanılır. Bu sistemler işletmelerin, süreçleri test ederek, ilgili verileri toplayarak ve bu verileri izleme ve olası sorun giderme için geri göndererek kaliteyi korumalarına ve performansı iyileştirmelerine yardımcı olur. Petrol ve gaz sektöründeki şirketler, süreç kontrol sistemlerinin önemli kullanıcılarındandır ve genellikle artan verimlilikten tesislerin daha güvenli çalışmasına, daha az arıza süresi ve daha az kayıplara kadar sayısız fayda sağlar.

Makine Görüsü 

Makine görüsü, makinelerin verileri hızla yorumlamalarına yardımcı olmak için kullanılır, ve bu sayede makineler çevrelerini görebilir ve bu görsel veriye dayanarak hızlı bir şekilde kararlar alabilir. Bu makineler genellikle üretimin ve kritik süreçlerin devam etmesini sağlamak için çok önemlidir. Gerçek zamanlı sistemler, bu tür makinelerin bu verileri neredeyse gerçek zamanlı olarak işlemesini sağlar.

Robot bilimleri

Robotik teknolojileri, kesintisiz çalışmayı mümkün kılmanın yanı sıra, iş yükünün güvenli bir şekilde tamamlanmasını sağlamak için hassas zamanlama kısıtlamaları gerektiren çeşitli karmaşık uygulamalar için kullanılır. Gerçek zamanlı sistemler, gerçek zamanlı bilgi işlem ve işleme ihtiyacından dolayı robot işletim sistemlerinin değerli bir parçasıdır.

Üretim

Geleceğe odaklanan üreticiler, ürün kalitesi sorunlarından kaçınmak, verimliliği ve performansı artırmak ve nihayetinde rekabet avantajı elde etmek için gerçek zamanlı uygulamalardan elde edilen analizlere güvenirler. Yerleşik gerçek zamanlı sistemler, üreticilerin üretkenliğini en üst düzeye çıkarmasına, ürün kalitesini ve tutarlılığını artırmasına ve fabrika ortamında güvenliği artırmasına yardımcı olabilir.

Sağlık Hizmetleri ve Hasta İzleme 

Sağlık hizmetlerinde verilerin işlenme hızı genellikle yaşam ve ölüm arasındaki farkı ifade eder. Gerçek zamanlı sistemler, kalp atış hızı ölçüm monitörü gibi hasta izleme sistemlerinden gelen verilerin, hastaları güvende ve sağlıklı tutmak için ihtiyaç duydukları zaman ve yerde klinisyenlere sunulmasını sağlamanın anahtarıdır.

Intel'in Gerçek Zamanlı Sistemler Üzerindeki Etkisi

Yüksek düzeyde gerçek zamanlı gereksinimlere sahip yeni çözümleri desteklemek için Intel, gerçek zamanlı performans teknolojisi olan Intel® Time Coordinated Computing'i (Intel® TCC) ürün serisine ekledi ve Zamana Duyarlı Ağ Teknolojisi'ne (TSN) verdiği desteği artırmaya devam ediyor.

Intel® Time Coordinated Computing (Intel® TCC), sabit süreli gerçek zamanlı uygulamalar için gerekli olan katı zaman kısıtlamalarını karşılamak üzere Intel® işlemcilerin bilgi işlem performansını artıran yeni bir özellikler dizisidir. Intel® TCC, işlemcileri gecikmeye duyarlı uygulamalar için uygun hale getirirken, genellikle verimli güç kullanımını sürdürür ve diğer eş zamanlı görevler için yeterli performans sunar. Intel® TCC, bir iş yükündeki her bir unsurun gerekli zaman aralığında güvenilir ve öngörülebilir bir şekilde çalışmasını sağlamaya yardımcı olur.

Zamana Duyarlı Ağ Teknolojisi (TSN), zamana duyarlı uygulamalar ve hassas zaman senkronizasyonunu, veri gönderimi için zamanlılığı ve trafik zamanlamasını desteklemek amacıyla standart Ethernet ağlarına dayalı bir IEEE standartları, teknik özellikler ve beceriler bütününü ifade eder. TSN, açık ve standartlara dayalı bir tasarımdan faydalanarak sistemler arasındaki performansı optimize etmek için kullanılabilir. Intel artık adı geçen standartlar da dahil olmak üzere her zamankinden daha fazla TSN standardını destekliyor:

  • IEEE 802.1AS: Generalized Precision Time Protocol
  • IEEE 802.1Qbv: Time-Aware Shaper
  • IEEE 802.1Qav: Credit-Based Shaper
  • IEEE 802.1Qbu: Frame Preemption

Intel® Çözümleri Gerçek Zamanlı Sistemleri Dönüştürür

Sabit süreli zaman gereksinimlerini karşılamak için artan ihtiyaç yakın zamanda azalacak gibi görünmüyor. Intel, şirketlerin yeni Intel® TCC ve genişletilmiş TSN'nin desteği ile, yaklaşmakta olan bu veri akınına hazırlanmalarına yardımcı olacak teknoloji ve uzmanlığa sahiptir. Bu çözümler, yüksek performanslı gerçek zamanlı çözümlerde sıklıkla karşılaşılan zorlukların ele alınmasına yardımcı olmak için yeni bir birleşik yaklaşım benimsiyor.

Sık Sorulan Sorular

"Gerçek zamanlı sistem" terimi, gerçek zamanlı uygulama işlevlerini gerçekleştiren ve öngörülebilir ve belirli zaman kısıtlamaları dahilinde olaylara yanıt verebilen donanım ve yazılım bileşenlerini ifade eder.

Gerçek zamanlı sistemler esnek süreli veya sabit süreli gerçek zamanlı olarak sınıflandırılır. Esnek süreli gerçek zamanlı sınıflandırma, bir sistemin belirlenen süre içerisinde görevi yerine getiremese bile çalışmaya devam etmesi anlamına gelir. Daha da önemlisi, sistem belirlenen süreyi tutturamadıysa, bu durum tehlikeli sonuçlar doğurmaz. Sabit süreli gerçek zaman sınıflandırması, sistemin belirlenen süre içerisinde görevini yerine getiremezse çalışmayı durdurması anlamına gelir, ve bu da korkunç sonuçlar doğurabilir.

Gerçek zamanlı sistemler, üretim, sağlık, petrol ve gaz, güç ve enerji, lojistik, konaklama ve tarım dahil ancak bunlarla sınırlı olmamak üzere pek çok sektörde kullanılır.

Gerçek zamanlı sistemler teknolojinin önemli parçalarıdır, ve bu nedenle, süreç otomasyon sistemlerinden depolamaya, üretim hatlarından tarım ve sağlık hizmetlerine kadar uzanan uygulamalarla sayısız sektörde kullanılırlar.

Gerçek zamanlı sistemler teknolojinin önemli parçalarıdır, ve bu nedenle, süreç otomasyon sistemlerinden depolamaya, üretim hatlarından tarım ve sağlık hizmetlerine kadar uzanan uygulamalarla sayısız sektörde kullanılırlar.

Ürün ve Performans Bilgileri

1IDC, June 2019, “Yeni IDC Tahminine Göre Bağlı IoT Cihazlarındaki Büyümenin 2025'te 79.4 ZB Veri Üretmesi Bekleniyor,” basın açıklaması.
2

IDC, Kasım 2018, “The Digitization of the World from Edge to Core”, yazarlar: David Reinsel, John Gantz, John Rydning.