Tere kõigile. Nagu lubasime, sukeldume Habri lugejaid Elbruse protsessoritel Aerodiski Vostoki salvestussüsteemide jaoks mõeldud Venemaa riistvaraplatvormide tootmise üksikasjadesse. Selles artiklis kirjeldame samm-sammult Yakhont-UVM E124 platvormi tootmist, mis mahutab tõhusalt 5 ketast 124 ühikus, suudab töötada temperatuuril +30 kraadi Celsiuse järgi ja samal ajal mitte ainult ei tööta, vaid ka töötab. hästi.
Samuti korraldame 05.06.2020 veebiseminari, kus räägime üksikasjalikult Vostok salvestussüsteemide tootmise tehnilistest nüanssidest ja vastame tekkinud küsimustele. Veebiseminarile saab registreeruda lingi kaudu:
Nii läheme!
Enne praegu korraldatavasse protsessi sukeldumist väike ajalooline taust kahe aasta tagusest ajast. Ajal, mil käesolevas artiklis kirjeldatud platvormide väljatöötamine algas, olid tingimused nende tootmiseks pehmelt öeldes olematud. Sellel on põhjused, need on kõigile teada: Venemaal serveriplatvormide masstootmine (nimelt tootmine, mitte kleebiste ümberliimimine) klassina puudus. Olid eraldi tehased, mis võisid toota üksikuid komponente, kuid väga piiratud viisil ja sageli vananenud tehnoloogiate baasil. Seetõttu tuli alustada sisuliselt “nullist” ja samal ajal tõsta serverilahenduste tootmine Venemaal kvalitatiivselt uuele tasemele.
Niisiis, mis tahes tootmisprotsess algab vajadusest, mis seejärel muudetakse üldisteks nõueteks. Sellised nõuded on algselt välja töötatud NORSI-TRANSi arendajate poolt Nižni Novgorodis. Nõuded ei ole loomulikult tühjast kohalt võetud, vaid klientide vajadustest. See ei ole veel tehniline ülesanne, nagu võib ekslikult tunduda. Üldnõuete staadiumis pole täielikku tehnilist kirjeldust võimalik koostada, kuna tootmiseks on liiga palju tundmatuid tingimusi.
Sihtmudeli väljatöötamine: ideest teostuseni
Pärast üldiste nõuete kujundamist algab elemendi aluse valimine. Ajaloolisest teabest järeldub, et elemendibaasi ei eksisteeri, see tähendab, et see tuleb luua.
Selleks komplekteeritakse vabaturul pakutavast pilootproov, mis on sihtmärgiga vähemalt mõneti sarnane. Järgmisena tehakse selle proovi standardtestid, et määrata selle toimivus. Kui kõik on hästi, siis järgmise sammuna tuleb välja töötada sihtmudel (2D ja 3D).
Seejärel hakatakse otsima Venemaa ettevõtteid, kes on valmis selle pilootseadme tootmist alustama. Arendajad viivad toote igas elemendis läbi vajalikud muudatused, lähtudes konkreetse ettevõtte võimalustest.
Projekteerimise käigus tehakse iga toote elemendi jaoks vajalikud muudatused. Näiteks prototüübiga töötamisel kasutati klassikalisi 12G SAS laiendusi suure hulga juhtmetega (ketaste arvu arvestades väga suuri). See pole odav, selle konkreetse platvormi jaoks ebamugav ja pealegi on vaenlase laiendajad võõrad. Kuid see on ajutine lahendus, et testida proovi tervikuna ja liikuda edasi järgmisse etappi. Konkreetsel serveriplatvormil ei sobi aga lõpliku versiooni jaoks kasutada SAS-i laiendajaid.
Me ei vaja vaenlase laiendajaid, me teeme oma tagaplaani blackjacki ja sh...
Võttes arvesse tulevasi plaane tootmismahtude osas (tuhanded serverid), otsustati sellele tootele (ja loomulikult ka järgmistele) välja töötada oma SAS-i tagaplaat, mis on selle lahenduse suhtes palju funktsionaalsem kui laiendaja. . Tagaplaadi projekteerimise ja programmeerimisega tegeleb sama arendajate meeskond ning plaatide tootmine toimub Moskva oblastis Microliti tehases (lubame eraldi artiklit selle tehase ja Elbruse protsessorite emaplaatide kohta). seal trükitud).
Muide, siin on selle esimene prototüüp, nüüd näeb see välja hoopis teistsugune.
Ja siin nad seda programmeerivad
Huvitav fakt: kui alustati tagaplaadi väljatöötamist ja disainerid pöördusid SAS3 kiibi arendaja poole võrdlusplaadi disaini saamiseks, selgus, et mitte ükski ettevõte Euroopas ei teadnud, kuidas oma tagaplaate välja töötada. Varem oli Fujitsu-Siemensi ühisettevõte, kuid pärast Siemens Nixdorf Informations systeme AG lahkumist ühisettevõttest ja Siemensi arvutiosakonna täielikku sulgemist läks Euroopas selles vallas kompetents kaduma.
Seetõttu ei võtnud kiibi arendaja NORSI-TRANSi arendusi esialgu kohe tõsiselt, mis põhjustas viivitusi lõpliku disaini väljatöötamisel. Tõsi, hiljem, kui ettevõtte NORSI-TRANS kavatsuste ja pädevuse tõsidus ilmnes ning tagaplaat välja töötati ja trükiti, muutus tema suhtumine paremuse poole.
Kuidas jahutada 124 ketast ja serverit 5 ühikuga ning elus püsida?
Eraldi oli quest toidu ja jahutamisega. Fakt on see, et nõuetest lähtuvalt peab E124 platvorm töötama temperatuuril 30 kraadi Celsiuse järgi ja seal minutiks 124 hästi soojendatud mehaanilist ketast 5 ühikus ja lisaks veel protsessoriga emaplaat (st. see pole loll JBOD, vaid täisväärtuslik ketastega salvestussüsteemi kontroller).
Jahutuseks (välja arvatud väikesed ventilaatorid sees) otsustasime lõpuks kasutada kolme üsna suurt ventilaatorit korpuse tagaosas, millest igaüks on kuumvahetusetav. Süsteemi normaalseks tööks piisab kahest (temperatuur ei muutu üldse), nii et saate ventilaatorite vahetust ohutult planeerida ja mitte mõelda temperatuurile. Kui lülitate kaks ventilaatorit välja (näiteks alatuse seaduse järgi, kui ühte vahetati, läks teine katki), siis ühe ventilaatoriga saab süsteem ka normaalselt töötada, kuid temperatuur tõuseb 10-20%. protsenti, mis on vastuvõetav, kui varsti paigaldatakse veel vähemalt üks ventilaator.
Ka fännid (nagu peaaegu kõik muu) osutusid ainulaadseteks. Unikaalsuse põhjuseks oli üks kulu. Teatud tingimustel võib juhtuda, et ventilaatorid, selle asemel, et õhku imeda, puhudes kogu korpust seestpoolt, hakkavad seda sisse imema ja siis “hüvasti”, see tähendab, et platvorm kuumeneb kiiresti üle. Seetõttu tehti sellise probleemi vältimiseks muudatusi ventilaatori konstruktsioonis ja lisasime oma “knowhow” - tagasilöögiklapi. See tagasilöögiklapp võimaldab rahulikult õhku platvormilt välja imeda, kuid samal ajal blokeerib võimaluse igal juhul õhku tagasi imeda.
Jahutussüsteemi piloteerimise etapis esines palju rikkeid, süsteemi erinevad elemendid kuumenesid üle ja põlesid, kuid lõpuks õnnestus platvormi arendajatel saavutada parem jahutus kui isegi maailmakuulsatel konkurentidel.
"Dieeti ei saa rikkuda."
Samasugune lugu oli ka toiteplokkidega, st. need tehti spetsiaalselt selle platvormi jaoks ja põhjus on banaalne. Iga üksus on suur raha, mistõttu töötati välja selline ülitihe platvorm ja kui ma ei eksi (parandage kommentaarides, kui ma eksin), on see senine maailmarekord, sest Veel pole ühtegi serverit ega JBOD-d, millel oleks palju kettaid 5 ühiku jaoks.
Seega pidi platvormi toite andmiseks ja samal ajal toiteallika vahetamise võimaluse korraldamiseks normaalrežiimis olema aktiivsete agregaatide koguvõimsus 4 kilovatti (muidugi selliseid lahendusi pole turg), nii et need tehti tellimusena koos masstootmise tootmisliini käivitamisega ( Tuletan meelde, et selliseid servereid on plaanis tuhandeid).
Nagu ütles platvormi üks peamisi disainereid: "Siin on voolud nagu keevitusmasinas - see pole eriti lõbus :-)"
Projekteerimise käigus oli võimalik ka toiteallikat kasutada mitte ainult 220V, vaid ka 48V, s.o. OPC arhitektuuris, mis on nüüd väga oluline sideoperaatorite ja suurte andmekeskuste jaoks.
Selle tulemusena kordab toiteallikaga lahendus jahutusega lahenduse loogikat, platvorm saab mugavalt töötada kahe toiteallikaga, mis võimaldab vahetustöid teha tavapäraselt. Kui õnnetuse korral jääb kolmest ainult üks toiteplokk, suudab see tippkoormusel platvormi töö välja tõmmata, kuid loomulikult ei saa sellisel kujul platvormilt lahkuda. pikka aega.
Metall ja plast: kõik pole nii lihtne, selgub.
Platvormi arendusprotsessis on palju nüansse. Sarnane olukord tekkis mitte ainult elektroonikakomponentidega (tõusutorud, tagaplaadid, emaplaadid jne), vaid ka tavalise metalli ja plastiga: näiteks korpuse, siinide ja isegi kettakelgudega.
Näib, et kere ja muude platvormi vähem intelligentsete elementidega ei tohiks probleeme olla. Kuid praktikas on kõik teisiti. Kui platvormi arendajad esimest korda tootmisvajadustega Venemaa erinevate tehaste poole pöördusid, selgus, et enamik neist töötas üsna ebamodernsete meetoditega, mis kokkuvõttes mõjutas nii toodete kvaliteeti kui kvantiteeti.
Juhtumite valmistamise esimesed tulemused said selle kinnituseks. Vale geomeetria, töötlemata keevisõmblused, ebatäpsed augud ja sarnased kulud muutsid toote kasutuskõlbmatuks.
Enamik tehaseid, mis said teha serverikorpusi, töötasid siis (tuletan meelde, et "siis" all mõeldakse 2 aastat tagasi) "vanaaegselt", see tähendab, et nad koostasid hunniku projekteerimisdokumente, mille kohaselt operaator reguleeris masinate tööd käsitsi, samuti kasutati sageli neetide asemel metalli keevitamist. Seetõttu kandis vilja vähene automatiseeritus, inimfaktor ja tootmise liigne bürokratiseeritus. See osutus pikaks, halvaks ja kalliks.
Peame tegema austust tehastele: paljud neist on sellest ajast alates oma tootmist oluliselt moderniseerinud. Parandasime keevitamise kvaliteeti, õppisime neetimist ja hakkasime sageli kasutama ka arvuti arvjuhtimisseadmeid (CNC). Nüüd laaditakse tonni dokumentide asemel tooteandmed otse 3D- ja 2D-mudelitest CNC-sse.
CNC vähendab masina operaatori sekkumist toote tootmisprotsessi miinimumini, mistõttu inimfaktor ei sega enam elu. Operaatori põhimure on peamiselt ettevalmistus- ja lõpptoimingud: toote paigaldamine ja eemaldamine, tööriistade seadistamine jne.
Uute detailide ilmumisel tootmine enam ei seisku, nende tootmiseks piisab CNC tarkvaras muudatuste tegemisest. Sellest tulenevalt on tehastes uute projektide osade tootmisaeg kuudelt nädalateks vähenenud, mis on hea uudis. Ja loomulikult on ka täpsus kõvasti kasvanud.
Emaplaadid ja protsessor: pole probleemi
Protsessorid ja emaplaadid tulevad tehasest komplektina. See tootmine on juba üsna hästi välja kujunenud, nii et NORSI teostab standardset sisend- ja väljundjuhtimist valmis platvormide tasemel.
Iga emaplaadi ja protsessori komplekti testitakse MCST-lt saadud tarkvaraga.
Teatud probleemide korral (jumal tänatud, et emaplaadi ja protsessoriga on neid väga vähe) on hästi toimiv ahel moodulite tootjale tagastamisest ja väljavahetamisest.
Kokkupanek ja lõplik kontroll
Et meie balalaika mängima hakkaks, jääb üle vaid see kokku panna ja katsetada. Nüüd on tootmine käimas, süsteem on Moskvas standardsel viisil kokku pandud.
Igal süsteemil on alglaadimis-SSD-d (OS-i jaoks) ja täisvõllid (tulevaste andmete jaoks).
Pärast seda algab nii platvormi enda kui ka sellele installitud ketaste sisendi testimine. Selleks laaditakse kõik süsteemis olevad kettad automaattestidega vähemalt tunniks ajaks.
Automaatne lugemine ja kirjutamine toimub igal kettal, registreerides iga ketta lugemiskiiruse, kirjutamiskiiruse ja temperatuuri. Tavarežiimis peaks keskmine temperatuur olema umbes 30-35 kraadi Celsiuse järgi. Tipphetkedel võib iga eraldi ketas "põrkuda" kuni 40 kraadi. Kui temperatuur tõuseb või kiirus langeb alla lugemis-kirjutamisläve, muutub ketas punaseks ja seda ei saa tagasi lükata. Testid läbinud komponendid pakitakse edasiseks kasutamiseks.
Järeldus
On müüt, mida toetavad aktiivselt erinevad arvud, et "Venemaal ei osata midagi peale nafta pumpamise teha." Kahjuks sööb see müüt pähe isegi lugupeetud ja intelligentsetele inimestele.
Hiljuti juhtus mu kolleegiga tähelepanuväärne lugu. Ta sõitis ühelt Vostoki salvestussüsteemi ekraanilt ja see hoiusüsteem lebas tema auto pagasiruumis (muidugi mitte E124, see on lihtsam). Teel jäädvustas ta ühe kliendi esindaja (väga tähtis inimene, töötab kõrgel ametikohal ühes riigiasutuses) ja autos oli neil umbes järgmine vestlus:
Minu kolleeg: "Näitasime just Elbruse salvestussüsteemi, tulemused olid head, kõik olid rahul, muide, see salvestussüsteem on kasulik ka teie tööstusele."
Klient: "Ma tean, et teil on salvestussüsteemid, aga millisest Elbrusest te räägite?"
Minu kolleeg: "Noh... Vene protsessor Elbrus, nad andsid hiljuti välja 8, salvestussüsteemide jõudluse osas tegime sellele vastavalt uue salvestussüsteemide rea nimega Vostok"
Klient: “Elbrus on mägi! Ja ärge rääkige viisakas ühiskonnas muinasjutte Vene protsessorist, seda kõike tehakse lihtsalt eelarvete neelamiseks, tegelikult pole midagi ega juhtu.
Minu kolleeg: "Selles mõttes? Kas on okei, et see konkreetne salvestussüsteem on minu pagasiruumis? Lõpetagem kohe, ma näitan teile!"
Klient: "Tore on lollusi kannatada, liigume edasi, "Vene salvestussüsteeme" pole - see on põhimõtteliselt võimatu"
Sel hetkel ei tahtnud tähtis inimene Elbrusest enam midagi kuulda. Muidugi tunnistas ta hiljem infot täpsustades, et eksis, kuid siiski ei uskunud ta kuni lõpuni selle info õigsusesse.
Tegelikult peatus meie riik pärast NSV Liidu kokkuvarisemist mikroelektroonika tootmise arendamisel. Midagi eksporditi ja varastati rahvusvaheliste korporatsioonide hüvanguks, midagi varastas kohalik erastamisfirma, midagi muidugi investeeriti, aga peamiselt nendesamade rahvusvaheliste korporatsioonide hüvanguks. Puu raiuti maha, aga juur jäi alles.
Pärast peaaegu 30 aastat kestnud illusioone teemal "Lääs aitab meid" on peaaegu kõigile selgeks saanud, et saame aidata ainult iseennast, seega peame taastama oma tootmist mitte ainult mikroelektroonika valdkonnas, vaid kõigis tööstusharudes. .
Hetkel, globaalse pandeemia kontekstis olukorras, kus riikidevahelised tootmisahelad on tegelikult seiskunud, hakkab juba selgeks saama, et kohaliku tootmise taastamine pole enam eelarvete arendamine, vaid Venemaa kui Venemaa püsimajäämise tingimus. iseseisev riik.
Seetõttu jätkame Venemaa seadmete otsimist ja kasutamist elus ning räägime teile, millega meie ettevõtted tegelikult tegelevad, milliste probleemidega nad silmitsi seisavad ja milliseid titaanlikke pingutusi nende lahendamiseks teevad.
Tootmise kõikidest aspektidest ühes artiklis rääkida on üsna keeruline, seega korraldame boonusena sellel teemal veebiseminari vormingus arutelu. Sellel veebiseminaril räägime üksikasjalikult ja erksates värvides Vostoki salvestussüsteemide Yakhont platvormide tootmise tehnilistest aspektidest ning vastame kõigile, isegi kõige keerulisematele küsimustele veebis.
Meie vestluskaaslaseks on platvormi arendaja, ettevõtte NORSI-TRANS esindaja. Veebiseminar toimub 05.06.2020, osaleda soovijatel on võimalik registreeruda lingi kaudu: .
Täname teid kõiki, nagu alati, ootame konstruktiivseid kommentaare.
Allikas: www.habr.com