Hola a todos. Como prometimos, estamos sumergiendo a los lectores de Habr en los detalles de la producción de plataformas de hardware rusas para los sistemas de almacenamiento Aerodisk Vostok en procesadores Elbrus. En este artículo describiremos paso a paso la producción de la plataforma Yakhont-UVM E124, que efectivamente contiene 5 discos en 124 unidades, puede funcionar a una temperatura de +30 grados Celsius y al mismo tiempo no solo funciona, sino que también funciona. Bueno.
También estamos organizando un seminario web el 05.06.2020/XNUMX/XNUMX, donde hablaremos en detalle sobre los matices técnicos de la producción del sistema de almacenamiento Vostok y responderemos cualquier pregunta. Puede registrarse al seminario web utilizando el enlace:
Y esto es todo!
Antes de adentrarnos en el proceso que se está organizando ahora, un poco de contexto histórico de hace dos años. Cuando comenzó el desarrollo de las plataformas descritas en este artículo, las condiciones para su producción eran, por decirlo suavemente, inexistentes. Hay razones para esto, son conocidas por todos: la producción en masa (es decir, la producción, no el pegado de pegatinas) de plataformas de servidores en Rusia estaba ausente como clase. Había fábricas independientes que podían producir componentes individuales, pero de forma muy limitada y, a menudo, basándose en tecnologías obsoletas. Por lo tanto, tuvimos que empezar prácticamente “desde cero” y al mismo tiempo elevar la producción de soluciones de servidores en Rusia a un nivel cualitativamente nuevo.
Así, el proceso de cualquier producción comienza con una necesidad, que luego se transforma en requisitos generales. Estos requisitos los formulan inicialmente los desarrolladores de NORSI-TRANS en Nizhny Novgorod. Los requisitos, por supuesto, no surgen de la nada, sino de las necesidades de los clientes. Esto todavía no es una tarea técnica, como podría parecer erróneamente. En la etapa de requisitos generales, es imposible elaborar una especificación técnica completa, ya que existen demasiadas condiciones desconocidas para la producción.
Desarrollo de un modelo objetivo: de la idea a la implementación.
Una vez formados los requisitos generales, comienza la selección del elemento base. De la información histórica se desprende que la base del elemento no existe, es decir, debe crearse.
Para ello, se elabora una muestra piloto a partir de lo que está disponible en el mercado abierto, que sea al menos algo similar a la muestra objetivo. A continuación, se realizan pruebas estándar de esta muestra para determinar su rendimiento. Si todo está bien, entonces el siguiente paso es desarrollar el modelo objetivo (2D y 3D).
Luego comienza la búsqueda de empresas rusas que estén listas para comenzar la producción de este piloto, los desarrolladores realizan las modificaciones necesarias en cada uno de los elementos del producto, en función de las capacidades de cada empresa en particular.
Durante el proceso de diseño se realizan las modificaciones necesarias en cada uno de los elementos del producto. Por ejemplo, mientras se trabajaba con el prototipo, se utilizaron expansores SAS 12G clásicos con una gran cantidad de cables (muy grandes, dada la cantidad de discos). No es barato, es inconveniente para esta plataforma en particular y, además, los expansores del enemigo son extranjeros. Pero esta es una solución temporal para poder analizar la muestra en su totalidad y pasar a la siguiente etapa. Sin embargo, no es adecuado utilizar expansores SAS para la versión final en una plataforma de servidor específica.
No necesitamos expansores enemigos, haremos nuestro propio backplane con blackjack y sh...
Teniendo en cuenta los planes futuros para los volúmenes de producción (miles de servidores), se decidió desarrollar para este producto (y, por supuesto, para los siguientes) nuestro propio backplane SAS, que es mucho más funcional que un expansor en relación con esta solución. . El diseño y la programación del backplane lo lleva a cabo el mismo equipo de desarrolladores, y la producción de las placas se lleva a cabo en la planta Microlit en la región de Moscú (prometemos un artículo separado sobre esta planta y cómo se fabrican las placas base para los procesadores Elbrus). impreso allí).
Por cierto, aquí está su primer prototipo, ahora luce completamente diferente.
Y aqui lo estan programando
Dato interesante: cuando comenzó el desarrollo del backplane y los diseñadores recurrieron al desarrollador del chip SAS3 en busca de un diseño de placa de referencia, resultó que ni una sola empresa en Europa sabía cómo desarrollar sus propios backplanes. Anteriormente existía una empresa conjunta Fujitsu-Siemens, pero después de que Siemens Nixdorf Informations systeme AG abandonara la empresa común y el cierre total del departamento de informática de Siemens, se perdió la competencia en este ámbito en Europa.
Por lo tanto, el desarrollador del chip inicialmente no tomó en serio los desarrollos de NORSI-TRANS, lo que provocó retrasos en el desarrollo del diseño final. Es cierto que más tarde, cuando se hizo evidente la seriedad de las intenciones y la competencia de la empresa NORSI-TRANS y se desarrolló e imprimió el backplane, su actitud cambió para mejor.
¿Cómo enfriar 124 discos y un servidor en 5 unidades y mantenerse con vida?
Hubo una misión separada con comida y enfriamiento. El hecho es que, según los requisitos, la plataforma E124 debe funcionar a una temperatura de 30 grados centígrados, y allí, durante un minuto, 124 discos mecánicos bien calentados en 5 unidades y, además, una placa base con un procesador (es decir, Este no es un JBOD estúpido, sino un controlador de sistema de almacenamiento completo con discos).
Para enfriar (a excepción de los pequeños ventiladores internos), finalmente decidimos usar tres ventiladores bastante grandes en la parte posterior de la caja, cada uno de los cuales se puede intercambiar en caliente. Para el funcionamiento normal del sistema, dos son suficientes (la temperatura no cambia en absoluto), por lo que puede planificar de manera segura el trabajo de reemplazo de los ventiladores y no pensar en la temperatura. Si apaga dos ventiladores (por ejemplo, de acuerdo con la ley de la mezquindad, mientras uno estaba siendo reemplazado, el segundo se rompió), entonces con un ventilador el sistema también puede funcionar normalmente, pero la temperatura aumentará entre un 10 y un 20%. por ciento, lo cual es aceptable siempre que pronto se instale al menos un ventilador más.
Los fans (como casi todo lo demás) también resultaron ser únicos. La razón de la singularidad fue un costo. En determinadas condiciones, puede suceder que los ventiladores, en lugar de aspirar aire, soplando toda la carcasa desde el interior, empiecen a aspirarlo y luego “adiós”, es decir, la plataforma se sobrecalentará rápidamente. Por lo tanto, para evitar este problema, se realizaron cambios en el diseño del ventilador y agregamos nuestro propio "know-how": una válvula de retención. Esta válvula de retención permite aspirar tranquilamente el aire de la plataforma, pero al mismo tiempo bloquea la posibilidad misma de aspirar aire de nuevo en cualquier caso.
En la etapa de prueba del sistema de refrigeración, hubo muchas fallas, varios elementos del sistema se sobrecalentaron y quemaron, pero al final los desarrolladores de la plataforma lograron lograr una mejor refrigeración que incluso los competidores de fama mundial.
"La dieta no se puede violar".
Una historia similar ocurrió con las fuentes de alimentación, es decir. Fueron hechos específicamente para esta plataforma y el motivo es banal. Cada unidad cuesta mucho dinero, por eso se desarrolló una plataforma tan súper densa y, si no me equivoco (corrija en los comentarios si me equivoco), este es un récord mundial hasta ahora, porque Aún no existen servidores o JBOD con una gran cantidad de discos para 5 unidades.
Así, para proporcionar energía a la plataforma y al mismo tiempo organizar la posibilidad de reemplazar la fuente de alimentación en modo normal, la potencia total de las unidades activas tenía que ser de 4 kilovatios (por supuesto, no existen tales soluciones en el mercado), por lo que se fabricaron por encargo con el lanzamiento de una línea de producción para producción en masa ( Permítanme recordarles que hay planes para miles de servidores de este tipo).
Como dijo uno de los principales diseñadores de la plataforma: "Las corrientes aquí son como en una máquina de soldar; esto no es muy divertido :-)".
Durante el diseño, también fue posible operar la fuente de alimentación no sólo a 220 V, sino también a 48 V, es decir, en la arquitectura OPC, que ahora es muy importante para los operadores de telecomunicaciones y los grandes centros de datos.
Como resultado, la solución con fuente de alimentación repite la lógica de la solución con refrigeración: la plataforma puede funcionar cómodamente con dos fuentes de alimentación, lo que permite realizar los trabajos de sustitución como de costumbre. Si en caso de accidente solo queda una fuente de alimentación de tres, podrá sacar el trabajo de la plataforma durante la carga máxima, pero, por supuesto, es imposible abandonar la plataforma de esta forma. por mucho tiempo.
Metal y plástico: resulta que no todo es tan sencillo.
Hay muchos matices en el proceso de desarrollo de la plataforma. Una situación similar ocurrió no sólo con los componentes electrónicos (elevadores, placas base, placas base, etc.), sino también con el metal y el plástico comunes: por ejemplo, con la carcasa, los rieles e incluso los carros de disco.
Parecería que no debería haber problemas con el cuerpo y otros elementos menos inteligentes de la plataforma. Pero en la práctica todo es diferente. Cuando los desarrolladores de la plataforma se acercaron por primera vez a varias fábricas rusas con necesidades de producción, resultó que la mayoría de ellas trabajaban con métodos poco modernos, lo que en última instancia afectó tanto a la calidad como a la cantidad de los productos.
Los primeros resultados de la producción de casos lo confirman. La geometría incorrecta, las soldaduras rugosas, los orificios incorrectos y costos similares hicieron que el producto fuera inadecuado para su uso.
La mayoría de las fábricas que podían fabricar cajas de servidores funcionaban entonces (permítanme recordarles que con "entonces" nos referimos a hace 2 años) "a la antigua usanza", es decir, producían un montón de documentación de diseño, según la cual el El operador ajustaba manualmente el funcionamiento de las máquinas y, a menudo, en lugar de remaches se utilizaba soldadura metálica. Como resultado, el bajo grado de automatización, el factor humano y la excesiva burocratización de la producción dieron sus frutos. Resultó largo, malo y caro.
Debemos rendir homenaje a las fábricas: muchas de ellas desde entonces han modernizado enormemente su producción. Mejoramos la calidad de la soldadura, dominamos el remachado y, a menudo, también comenzamos a utilizar máquinas de control numérico por computadora (CNC). Ahora, en lugar de una tonelada de documentos, los datos del producto se cargan directamente desde los modelos 3D y 2D al CNC.
El CNC reduce al mínimo la intervención del operador de la máquina en el proceso de fabricación del producto, por lo que el factor humano ya no interfiere en la vida. La principal preocupación del operador son principalmente las operaciones preparatorias y finales: instalación y desmontaje del producto, montaje de herramientas, etc.
Cuando aparecen nuevas piezas, la producción ya no se paraliza; para producirlas basta con realizar cambios en el software CNC. En consecuencia, el tiempo de producción de piezas para nuevos proyectos en las fábricas se ha reducido de meses a semanas, lo cual es una buena noticia. Y, por supuesto, la precisión también ha aumentado considerablemente.
Placas base y procesador: no hay problema
Los procesadores y las placas base vienen como un conjunto de fábrica. Esta producción ya está bastante establecida, por lo que NORSI realiza un control estándar de entrada y salida a nivel de plataformas terminadas.
Cada conjunto de placa base y procesador se prueba con software obtenido de MCST.
En caso de ciertos problemas (gracias a Dios, hay muy pocos con la placa base y el procesador), existe una cadena que funciona bien para devolver los módulos al fabricante y reemplazarlos.
Montaje y control final
Para que nuestra balalaika empiece a sonar sólo queda montarla y probarla. Ahora la producción está en marcha, el sistema se monta de forma estándar en Moscú.
Cada sistema viene con SSD de arranque (para el sistema operativo) y ejes completos (para datos futuros).
Después de esto, comienzan las pruebas de entrada tanto de la plataforma como de los discos instalados en ella. Para hacer esto, todos los discos del sistema se cargan con pruebas automáticas durante al menos una hora.
La lectura y escritura automática se realiza en cada disco, registrando la velocidad de lectura, la velocidad de escritura y la temperatura de cada disco. En modo normal, la temperatura media debe rondar los 30-35 grados centígrados. En los picos, cada disco individual puede "rebotar" hasta 40 grados. Si la temperatura aumenta o la velocidad cae por debajo de los umbrales de lectura y escritura, el disco se vuelve rojo y no puede ser rechazado. Los componentes que han pasado las pruebas se empaquetan para su uso posterior.
Conclusión
Existe el mito, apoyado activamente por varias figuras, de que "en Rusia no saben hacer nada más que bombear petróleo". Desafortunadamente, este mito corroe la cabeza incluso de personas respetadas e inteligentes.
Recientemente le ocurrió una historia notable a un colega mío. Conducía desde una de las pantallas del sistema de almacenamiento Vostok y este sistema de almacenamiento estaba en el maletero de su coche (no el E124, por supuesto, es más sencillo). En el camino capturó a uno de los representantes del cliente (una persona muy importante, trabaja en un alto cargo en una de las agencias gubernamentales), y en el auto tuvieron aproximadamente la siguiente conversación:
Mi colega: "Acabamos de mostrar el sistema de almacenamiento en Elbrus, los resultados fueron buenos, todos estaban contentos. Por cierto, este sistema de almacenamiento también será útil para su industria"
Cliente: "Sé que tienes sistemas de almacenamiento, pero ¿de qué tipo de Elbrus estás hablando?"
Mi colega: "Bueno... el procesador ruso Elbrus, recientemente lanzaron 8, en términos de rendimiento para sistemas de almacenamiento, en consecuencia, creamos una nueva línea de sistemas de almacenamiento, llamado Vostok"
Cliente: “¡Elbrus es una montaña! Y no hagáis cuentos de hadas sobre el procesador ruso en la sociedad educada, todo esto se hace sólo para absorber los presupuestos, en realidad no hay nada ni sucederá nada”.
Mi colega: "¿En términos de? ¿Está bien que este sistema de almacenamiento en particular esté en mi baúl? ¡Paremos ahora mismo, te lo mostraré!
Cliente: "Es bueno sufrir con tonterías, sigamos adelante, no existen los "sistemas de almacenamiento rusos"; esto es básicamente imposible"
En ese momento el personaje importante no quiso saber nada más sobre Elbrus. Eso sí, más tarde, cuando aclaró la información, admitió que estaba equivocado, pero aún así, hasta el final, no creyó en la veracidad de esta información.
De hecho, después del colapso de la URSS, nuestro país detuvo el desarrollo de la producción de microelectrónica. Algo se exportó y se robó en beneficio de las empresas transnacionales, algo fue robado por la empresa privatizadora local, algo, por supuesto, se invirtió, pero principalmente en beneficio de las mismas empresas transnacionales. El árbol fue talado, pero la raíz quedó.
Después de casi 30 años de ilusiones sobre el tema "Occidente nos ayudará", se ha vuelto obvio para casi todos que sólo podemos ayudarnos a nosotros mismos, por lo que necesitamos restaurar nuestra producción no solo en el campo de la microelectrónica, sino en todas las industrias. .
Por el momento, en el contexto de una pandemia mundial, en una situación en la que las cadenas de producción transnacionales se han detenido, ya está quedando claro que la recuperación de la producción local ya no es una cuestión de elaboración de presupuestos, sino una condición para la supervivencia de Rusia como un estado independiente.
Por lo tanto, continuaremos buscando y utilizando equipos rusos en la vida y les contaremos qué hacen realmente nuestras empresas, qué problemas enfrentan y qué esfuerzos titánicos hacen para resolverlos.
Es bastante difícil hablar de todos los aspectos de la producción en un solo artículo, por lo que, como beneficio adicional, organizaremos una discusión en línea en formato de seminario web sobre este tema. En este seminario web, hablaremos detalladamente sobre los aspectos técnicos de la producción de plataformas Yakhont para los sistemas de almacenamiento Vostok y responderemos todas las preguntas en línea, incluso las más complicadas.
Nuestro interlocutor será un representante del desarrollador de la plataforma, la empresa NORSI-TRANS. El webinar se llevará a cabo el día 05.06.2020/XNUMX/XNUMX, quienes deseen participar pueden registrarse a través del enlace: .
Gracias a todos, como siempre, esperamos comentarios constructivos.
Fuente: habr.com