什么是 GPU 工控机？探索 GPU 工控机的优势与应用案例

随着 AI 和自动化技术的迅速发展，边缘端对高速且大规模数据处理的需求持续攀升，不仅需要就近处理设备生成的海量数据，还需执行复杂的资料分析与机器学习任务。为满足这一需求，將 AI 模型与演算法部署于边缘运算工控机上成为关键。而具备 CPU 与 GPU 协作能力的 GPU 工控机，从以往专注于数据中心的应用，凭借强大的影像处理与即时数据分析能力，逐渐被边缘端广泛采用，成为 Edge AI 时代的理想选择。本篇文章将深入探讨 GPU 工控机的核心优势、应用领域，并结合实际案例，帶您更全面了解工业用 GPU 电脑未来的角色与潜力。
 

在工业应用中，作为核心的工控机会根据应用需求的不同，主要分为 CPU 电脑和 GPU 电脑。CPU 工控机依靠少量高性能核心与多任务处理能力，适合处理逻辑复杂且需要多任务并行的应用。而 GPU 工控机则专为高速运算而生，透过 GPU 卡上的数千个小型处理核心，提供强大的平行运算能力，能处理大量简单运算，特別适用于矩阵运算、影像处理等运算密集型任务。而在机器学习模型训练中，GPU 工控机的优势是显著缩短运算时间，快速分析高解析度影像并实现即时数据处理与判断。这些特性使其成为工业检测、自动化生产线瑕疵辨识，以及智慧城市安全监控等应用的高效与智慧化解決方案。

 高性能运算能力

GPU 加上 CPU 的协同运算，这样的组合使 GPU 工控机具备高性能的运算能力，能够加速复杂的运算任务，并在大量数据处理时兼顾运算效率与结果，大幅提升工作效率。而依据不同的应用诉求，可搭配不同类型的 GPU 卡，包括针对狭窄空间嵌入式应用的 SoM GPU、拥有高度灵活性的 MXM GPU 以及提供强大运算能力的 PCIe GPU。

 散热技术与稳定性

由于 GPU 的高运算同时也会伴随着高功耗与热能输出，GPU 工控机配备专业设计的散热系统，确保在长时间运行下的稳定性。即使在高负载情況下，特殊的散热解決方案也能有效降低温度，保证设备稳定运行。

 高速传输

为应对大量数据传输交換需求，GPU 工控机必须支持高速传输接口与 IO，例如 PCIe 插槽，以及 LAN 与 USB 等高速 I/O，能显著提升数据处理效率。

Cincoze Rugged Computing - GOLD 产品线锁定蓬勃发展的 Edge AI 应用市场，除了克服严苛的工业环境挑战外，各自针对应用需求的复杂程度，提供不同面向的GPU运算解決方案。

 双 GPU 全长卡可扩展型工控机 (GP Series)

作为 Cincoze GPU Computing – GOLD 产品线的旗舰机种，新款 GP-3100 系列于效能、功能及未来扩展性上展现的实力，锁定高阶机器视觉与机器学习等重度运算需求的应用。在效能上可搭载第 14 代 Intel® Core 处理器（Raptor Lake-S Refresh）、支持两张 250W 全长高阶 GPU 卡（长度至 328mm）与 5600MHz DDR5 ECC 内存，并提供高速 NVMe SSD，与 4 个前抽取式 2.5" HDD/SSD 的多元储存选择。高速传输则可仰赖原生的 I/O（2.5 GbE LAN 及 USB 3.2）或透过模块进行 I/O 扩展。具备三大专利设计的 GP-3100 系列，从散热、稳固性到升级弹性，完整解決客戶常见的痛点。专利的散热设计是 CPU 与 GPU 高速运作时稳定运行的基础；可调式 3D GPU 卡固定架可在高震动环境下确保GPU 卡的稳固不松脱；仅需更換 GPU 卡扩展盒，即可支持更多高阶 GPU 卡或扩展卡，让未来效能升级更具弹性。GP-3100 系列的强固性则符合多项国际与行业认证或标准（如车载 E-mark、轨道交通 EN50121-3-2、与军规耐冲击震动测试 MIL-STD-810H），是严苛环境下高性能运算的优选。

 嵌入式 MXM GPU 工控机 (GM Series)

仅 260 x 200 x 85 mm 的 GM 系列是专为空间受限的移动型 Edge AI 应用设计。新款的 GM-1100 系列搭载第 14 代 Intel® Core™ 处理器（Raptor Lake-S Refresh），可根据需求选择 Hybrid 或 P-core Monolithic 架构。支持 NVIDIA MXM Type A 和 Type B GPU卡，提供优异的 GPU 运算效能。为克服 CPU 和 GPU 同时运作所产生的高温挑战，则透过特殊的散热设计并结合外部风扇来确保系统运行的稳定可靠。GM-1100 系列为移动应用需求提供完整的解決方案，除了丰富的 M.2 扩展槽，可支持 5G 和 Wi-Fi 等无线模块外，还具备 EN50121-3-2 轨道交通认证及 E-mark 车载认证等。多样工业级的防护能力，并通过 MIL-STD-810H 军规耐冲击振动标准，是 GM 系列能能够深获客户青睐的基础。

 嵌入式 SoM GPU 工控机 (GJ Series)

Cincoze GPU Computing 产品线的全新力作 GJ 系列，作为 GOLD 产品线中小体积的机种，预计于 2025 Q3 正式亮相。该系列支持 NVIDIA Jetson SoM GPU，结合高性能、低功耗与小巧机身三大特点，专为空间受限的 Edge AI 应用量身打造。不仅具备灵活部署的弹性，更能稳定执行 AI 推理与数据处理，满足多元工业需求。延续 Cincoze 一贯的强固特性，包括宽温操作 (-40°C 至 70°C)、抗震防尘及长期供应，是 Edge AI 初阶应用的选择

 全身 X 光扫描仪

全身 X 光扫描仪在安检中使用，能够快速扫描人体或物品，检测是否有隐藏的危险物品或违禁物品。透过 X 光技术，这些扫描仪能提高检查效率和准确性，保障安全的同时減少人工检查的工作量。



案例分享: 位于非洲的一家系统整合厂商选择将 Cincoze GM-1000 嵌入式 GPU 工控机应用于其全身 X 光扫描仪系统。该扫描仪广泛应用于监狱、机场、交通枢纽、边境口岸、矿产等需要进行安全检查的场所，并在大型活动中发挥重要作用。

 机场自动通关系统

机场自动通关系统能在繁忙的航站楼实现旅客身份验证与通关流程的全自动化，大幅提升通关速度与准确性，同时降低机场营运成本，优化整体通关效率，让旅客享有更顺畅的通关体验。



案例分享: 一家欧洲知名的跨国企业选择运用 Cincoze GM-1000 嵌入式工控机，整合进机场自动通关的 e-Gate 系统中，负责扫描护照、控制闸门以及与资料库连线进行脸部辨识比对等功能。

 自动轨道检测

轨道检测在轨道交通系统中至关重要。自动轨道检测车提供了一个有效的解決方案，能即时监测轨道的状态，如磨损、变形、裂缝等。这些检测车不仅缩短了检测时间，还有助于降低运营成本，确保轨道的稳定运行与安全性。



案例分享: 一家专门从事轨道施工和维修检测机器制造的铁路系统工程公司，选择了 Cincoze GP-3000 嵌入式工控机，并将其应用于自动轨道检测车上。此车辆搭载雷达传感器和摄像头，负责拍摄列车下方的影像并通过机器视觉技术进行轨道安全判断。

 自动光学检测

自动光学检测（AOI）系统利用高解析度相机与影像处理技术，能自动检测电子产品上的瑕疵，如焊接缺陷和零件错位。这些系统提高了检测效率，减少人工操作，并确保产品品质的一致性。



案例分享: 东南亚一家自动化设备商选择將 Cincoze GP-3000 应用于其 PCBA 缺陷检测系统中。该系统利用 AOI 技术和深度学习软件，检测和标记 PCBA 缺陷，包括材料表面缺陷、焊接缺陷以及元件缺失或错位等。