Hei kaikki. Kuten lupasimme, upotamme Habr-lukijat venäläisten laitteistoalustojen tuotannon yksityiskohtiin Aerodisk Vostok -tallennusjärjestelmille Elbrus-prosessoreille. Tässä artikkelissa kuvataan askel askeleelta Yakhont-UVM E124 -alustan tuotantoa, joka sisältää tehokkaasti 5 levyä 124 yksikössä, voi toimia +30 celsiusasteen lämpötilassa, ja samalla ei vain toimi, vaan toimii hyvin.
Järjestämme myös webinaarin 05.06.2020, jossa keskustelemme yksityiskohtaisesti Vostok-varastojärjestelmien tuotannon teknisistä vivahteista ja vastaamme mahdollisiin kysymyksiin. Voit ilmoittautua webinaariin linkin kautta:
Joten, mennään!
Ennen kuin sukeltaa nyt organisoitavaan prosessiin, hieman historiallista taustaa kahden vuoden takaa. Kun tässä artikkelissa kuvattujen alustojen kehitys aloitettiin, niiden tuotantoedellytykset olivat lievästi sanottuna olemattomia. Tähän on syitä, ne ovat kaikkien tiedossa: Venäjällä palvelinalustojen massatuotanto (eli tuotanto, ei tarrojen uudelleenliimaus) puuttui luokasta. Oli erillisiä tehtaita, jotka pystyivät valmistamaan yksittäisiä komponentteja, mutta hyvin rajoitetusti ja usein vanhentuneiden teknologioiden pohjalta. Siksi jouduimme aloittamaan käytännössä "nollasta" ja samalla nostamaan palvelinratkaisujen tuotantoa Venäjällä laadullisesti uudelle tasolle.
Joten minkä tahansa tuotannon prosessi alkaa tarpeesta, joka sitten muunnetaan yleisiksi vaatimuksiksi. Tällaiset vaatimukset muodostavat alun perin NORSI-TRANSin kehittäjät Nižni Novgorodissa. Vaatimuksia ei tietenkään ole otettu tyhjästä, vaan asiakkaiden tarpeista. Tämä ei ole vielä tekninen tehtävä, kuten se voi virheellisesti vaikuttaa. Yleisten vaatimusten vaiheessa on mahdotonta tehdä täysimittaista teknistä eritelmää, koska tuotannossa on liian monia tuntemattomia ehtoja.
Tavoitemallin kehittäminen: ideasta toteutukseen
Kun yleiset vaatimukset on muodostettu, aloitetaan elementtipohjan valinta. Historiallisesta tiedosta seuraa, että elementtikantaa ei ole olemassa, eli se on luotava.
Tätä varten kootaan pilottinäyte avoimilla markkinoilta saatavasta, joka on ainakin jossain määrin samanlainen kuin kohde. Seuraavaksi tämän näytteen standarditestit suoritetaan sen suorituskyvyn määrittämiseksi. Jos kaikki on hyvin, seuraava askel on kehittää kohdemalli (2D ja 3D).
Tämän jälkeen alkaa etsiä venäläisiä yrityksiä, jotka ovat valmiita aloittamaan tämän pilotin tuotannon.Kehittäjät tekevät tarvittavat muutokset tuotteen jokaiseen osaan tietyn yrityksen kykyjen perusteella.
Suunnitteluprosessin aikana jokaiseen tuoteelementtiin tehdään tarvittavat muutokset. Esimerkiksi prototyypin kanssa työskennellessä käytettiin klassisia 12G SAS -laajentimia, joissa oli suuri määrä johtoja (erittäin suuria levyjen lukumäärään nähden). Se ei ole halpa, se on hankala tälle alustalle, ja lisäksi vihollisen laajentimet ovat vieraita. Mutta tämä on väliaikainen ratkaisu näytteen testaamiseksi kokonaisuutena ja siirtymiseksi seuraavaan vaiheeseen. SAS-laajennuksia ei kuitenkaan sovi käyttää lopullisessa versiossa tietyllä palvelinalustalla.
Emme tarvitse vihollisen laajennuksia, teemme oman taustalevymme blackjackilla ja sh...
Ottaen huomioon tulevaisuuden tuotantomääriä koskevat suunnitelmat (tuhansia palvelimia) päätettiin kehittää tälle tuotteelle (ja tietysti myöhemmille) oma SAS-taustalevymme, joka on paljon toimivampi kuin laajennus tähän ratkaisuun nähden. . Taustalevyn suunnittelusta ja ohjelmoinnista vastaa sama kehittäjäryhmä, ja levyjen valmistus tapahtuu Microlitin tehtaalla Moskovan alueella (lupaamme erillisen artikkelin tästä tehtaasta ja siitä, kuinka Elbrus-prosessorien emolevyt ovat painettu sinne).
Muuten, tässä on sen ensimmäinen prototyyppi, nyt se näyttää täysin erilaiselta.
Ja täällä he ohjelmoivat sitä
Mielenkiintoinen tosiasia: kun taustalevyn kehitys alkoi ja suunnittelijat kääntyivät SAS3-sirun kehittäjän puoleen referenssilevysuunnittelua varten, kävi ilmi, ettei yksikään yritys Euroopassa osannut kehittää omia taustalevyjä. Aiemmin oli Fujitsu-Siemens-yhteisyritys, mutta Siemens Nixdorf Informations systeme AG:n erottua yhteisyrityksestä ja Siemensin tietokoneosaston täydellisen sulkemisen jälkeen tämän alan osaaminen Euroopassa menetettiin.
Siksi sirukehittäjä ei alun perin ottanut NORSI-TRANSin kehitystä heti vakavasti, mikä aiheutti viivästyksiä lopullisen suunnittelun kehityksessä. Totta, myöhemmin, kun NORSI-TRANS-yhtiön aikomusten ja osaamisen vakavuus paljastui ja taustalevyä kehitettiin ja painettiin, hänen asenne muuttui parempaan suuntaan.
Kuinka jäähdyttää 124 levyä ja palvelin 5 yksikössä ja pysyä hengissä?
Oli erillinen seikkailu ruoan ja jäähdytyksen kanssa. Tosiasia on, että vaatimusten perusteella E124-alustan on toimittava 30 celsiusasteen lämpötilassa ja siellä minuutin ajan 124 hyvin lämmitettyä mekaanista levyä 5 yksikössä ja lisäksi emolevy prosessorilla (ts. tämä ei ole tyhmä JBOD, vaan täysimittainen tallennusjärjestelmän ohjain levyillä).
Jäähdyttämiseen (paitsi sisällä olevia pieniä tuulettimia) päätimme lopulta käyttää kolmea melko suurta tuuletinta kotelon takaosassa, joista jokainen oli vaihdettavissa. Järjestelmän normaaliin toimintaan kaksi riittää (lämpötila ei muutu ollenkaan), joten voit turvallisesti suunnitella tuulettimien vaihtotyön etkä ajattele lämpötilaa. Jos sammutat kaksi tuuletinta (esimerkiksi ilkeyden lain mukaan, kun toinen vaihdettiin, toinen meni rikki), niin yhdellä tuulettimella järjestelmä voi myös toimia normaalisti, mutta lämpötila nousee 10-20%. prosenttia, mikä on hyväksyttävää, jos ainakin yksi tuuletin asennetaan lisää pian.
Myös fanit (kuten melkein kaikki muu) osoittautuivat ainutlaatuisiksi. Syynä ainutlaatuisuuteen oli yksi hinta. Tietyissä olosuhteissa voi tapahtua, että tuulettimet ilman imemisen sijaan puhaltavat koko koteloa sisältäpäin, voivat alkaa imeä sitä sisään ja sitten "näkemiin", eli alusta ylikuumenee nopeasti. Siksi tällaisen ongelman estämiseksi tehtiin muutoksia tuulettimen suunnitteluun ja lisäsimme oman "taitotietomme" - takaiskuventtiilin. Tämä takaiskuventtiili sallii rauhallisesti ilman imemisen ulos alustasta, mutta samalla estää ilman imemisen takaisin joka tapauksessa.
Jäähdytysjärjestelmän pilotointivaiheessa ilmeni monia vikoja, järjestelmän eri elementit ylikuumenivat ja paloivat, mutta lopulta alustan kehittäjät onnistuivat saavuttamaan paremman jäähdytyksen kuin jopa maailmankuulut kilpailijat.
"Dietuettia ei voi rikkoa."
Samanlainen tarina oli virtalähteiden kanssa, ts. ne tehtiin erityisesti tälle alustalle ja syy on banaalinen. Jokainen yksikkö on paljon rahaa, minkä vuoksi niin supertiheä alusta kehitettiin ja jos en erehdy (korjaa kommentteihin, jos olen väärässä), tämä on toistaiseksi maailmanennätys, koska Vielä ei ole palvelimia tai JBOD-laitteita, joissa on suuri määrä levyjä viidelle yksikölle.
Näin ollen, jotta alustalle saataisiin virtaa ja samalla järjestettäisiin mahdollisuus vaihtaa virtalähde normaalitilassa, aktiivisten yksiköiden kokonaistehon piti olla 4 kilowattia (tietenkään tällaisia ratkaisuja ei ole markkinoilla), joten ne tehtiin tilauksesta massatuotantoon tarkoitetun tuotantolinjan käynnistämisen yhteydessä (muistutan, että tällaisia palvelimia on suunnitteilla tuhansia).
Kuten yksi alustan pääsuunnittelijoista sanoi, "Virtat täällä ovat kuin hitsauskoneessa - tämä ei ole hauskaa :-)"
Suunnittelun aikana oli myös mahdollista käyttää virtalähdettä paitsi 220 V:lla myös 48 V:lla, ts. OPC-arkkitehtuurissa, joka on nyt erittäin tärkeä teleoperaattoreille ja suurille datakeskuksille.
Tuloksena virtalähteellä varustettu ratkaisu toistaa jäähdytysratkaisun logiikkaa, alusta voi toimia mukavasti kahdella virtalähteellä, mikä mahdollistaa vaihtotöiden suorittamisen normaalisti. Jos onnettomuuden sattuessa kolmesta on jäljellä vain yksi virtalähde, se pystyy vetämään työlavan työn ulos huippukuormalla, mutta tietysti on mahdotonta poistua lavalta tässä muodossa pitkään aikaan.
Metalli ja muovi: kaikki ei ole niin yksinkertaista, käy ilmi.
Alustan kehitysprosessissa on monia vivahteita. Samanlainen tilanne ei tapahtunut vain elektronisten komponenttien (nousut, taustalevyt, emolevyt jne.), vaan myös tavallisen metallin ja muovin kanssa: esimerkiksi kotelon, kiskojen ja jopa levyvaunujen kanssa.
Vaikuttaa siltä, että alustan rungon ja muiden vähemmän älykkäiden osien kanssa ei pitäisi olla ongelmia. Mutta käytännössä kaikki on toisin. Kun alustan kehittäjät ensimmäisen kerran lähestyivät eri venäläisiä tehtaita tuotantotarpeilla, kävi ilmi, että suurin osa niistä työskenteli melko epämodernin menetelmin, mikä vaikutti lopulta sekä tuotteiden laatuun että määrään.
Tapausten tuottamisen ensimmäiset tulokset vahvistivat tämän. Virheellinen geometria, karkeat hitsit, epätarkat reiät ja vastaavat kustannukset tekivät tuotteesta käyttökelvottoman.
Suurin osa tehtaista, jotka pystyivät valmistamaan palvelinkoteloita, toimi silloin (muistutan, että "silloin" tarkoitamme 2 vuotta sitten) "vanhaan tapaan", eli ne tuottivat joukon suunnitteludokumentaatiota, jonka mukaan käyttäjä sääti manuaalisesti koneiden toimintaa, myös usein niittien sijasta käytettiin metallihitsausta. Tämän seurauksena alhainen automaatioaste, inhimillinen tekijä ja tuotannon liiallinen byrokratisoituminen kantoivat hedelmää. Siitä tuli pitkä, huono ja kallis.
Meidän on kunnioitettava tehtaita: monet niistä ovat modernisoineet tuotantoaan suuresti sen jälkeen. Paransimme hitsauksen laatua, hallittiin niittaus ja alettiin myös usein käyttää tietokoneiden numeerisia ohjauskoneita (CNC). Nyt lukuisten asiakirjojen sijaan tuotetiedot ladataan suoraan 3D- ja 2D-malleista CNC:hen.
CNC minimoi koneenkäyttäjän puuttumisen tuotteen valmistusprosessiin, joten inhimillinen tekijä ei enää häiritse elämää. Kuljettajan pääasiallinen huolenaihe on pääasiassa valmistelu- ja lopputyöt: tuotteen asennus ja poisto, työkalujen asennus jne.
Uusien osien ilmaantuessa tuotanto ei enää pysähdy, vaan niiden valmistamiseksi riittää, että CNC-ohjelmistoon tehdään muutoksia. Näin ollen uusien projektien osien tuotantoaika tehtailla on lyhentynyt kuukausista viikkoihin, mikä on hyvä uutinen. Ja tietysti tarkkuus on myös parantunut huomattavasti.
Emolevyt ja prosessori: ei ongelmaa
Prosessorit ja emolevyt toimitetaan sarjana tehtaalta. Tämä tuotanto on jo melko vakiintunutta, joten NORSI suorittaa standarditulon ja lähdön ohjausta valmiiden alustojen tasolla.
Jokainen emolevyn ja prosessorin sarja on testattu MCST:ltä hankitulla ohjelmistolla.
Tiettyjen ongelmien sattuessa (Luojan kiitos niitä on emolevyn ja prosessorin kanssa hyvin vähän) on olemassa hyvin toimiva ketju moduulien palauttamisesta valmistajalle ja vaihtamisesta.
Kokoaminen ja lopullinen ohjaus
Jotta balalaikamme alkaisi soittaa, ei tarvitse muuta kuin koota ja testata se. Nyt tuotanto on käynnissä, järjestelmä kootaan Moskovassa normaalisti.
Jokaisessa järjestelmässä on käynnistys-SSD-levyt (käyttöjärjestelmälle) ja täydet karat (tulevia tietoja varten).
Tämän jälkeen aloitetaan sekä itse alustan että siihen asennettujen levyjen syöttötestaus. Tätä varten kaikki järjestelmän levyt ladataan automaattisilla testeillä vähintään tunnin ajan.
Jokaiselle levylle suoritetaan automaattinen luku ja kirjoitus, joka tallentaa jokaisen levyn lukunopeuden, kirjoitusnopeuden ja lämpötilan. Normaalitilassa keskilämpötilan tulisi olla noin 30-35 celsiusastetta. Huipuilla jokainen yksittäinen levy voi "pomppia" jopa 40 astetta. Jos lämpötila nousee tai nopeus laskee luku-kirjoituskynnysten alapuolelle, levy muuttuu punaiseksi eikä sitä hylätä. Testit läpäisseet komponentit pakataan myöhempää käyttöä varten.
Johtopäätös
On olemassa myytti, jota useat luvut tukevat aktiivisesti, että "Venäjällä ei osata tehdä muuta kuin pumpata öljyä". Valitettavasti tämä myytti syö jopa arvostettujen ja älykkäiden ihmisten pään.
Äskettäin eräälle kollegalleni tapahtui merkittävä tarina. Hän ajoi yhdeltä Vostok-säilytysjärjestelmän näytöltä ja tämä säilytysjärjestelmä makasi hänen autonsa tavaratilassa (ei tietenkään E124, se on yksinkertaisempaa). Matkalla hän vangitsi yhden asiakkaan edustajista (erittäin tärkeä henkilö, työskentelee korkeassa asemassa yhdessä valtion virastossa), ja autossa he kävivät suunnilleen seuraavan keskustelun:
Kollegani: "Näytimme juuri Elbruksen säilytysjärjestelmän, tulokset olivat hyviä, kaikki olivat tyytyväisiä, muuten tästä säilytysjärjestelmästä on hyötyä myös teollisuudellesi"
Asiakas: "Tiedän, että teillä on säilytysjärjestelmiä, mutta millaisesta Elbruksesta sinä puhut?"
Kollegani: "No... venäläinen prosessori Elbrus, he julkaisivat äskettäin 8, tallennusjärjestelmien suorituskyvyn suhteen, teimme sen mukaisesti uuden tallennusjärjestelmien sarjan, nimeltään Vostok"
Asiakas: "Elbrus on vuori! Ja älkää puhuko satuja venäläisestä prosessorista kohteliaassa yhteiskunnassa, tämä kaikki tehdään vain budjettien imemiseksi, todellisuudessa ei ole mitään eikä mitään tapahdu."
Kollegani: "Miten? Onko okei, että tämä tietty säilytysjärjestelmä on tavaratilassani? Lopetetaan nyt, minä näytän sinulle!"
Asiakas: "On hyvä kärsiä hölynpölyistä, mennään eteenpäin, "venäläisiä tallennusjärjestelmiä" ei ole - tämä on periaatteessa mahdotonta"
Sillä hetkellä tärkeä henkilö ei halunnut kuulla mitään enempää Elbruksesta. Tietenkin myöhemmin, kun hän selvensi tietoja, hän myönsi olleensa väärässä, mutta silti hän ei uskonut loppuun asti näiden tietojen todenperäisyyteen.
Itse asiassa Neuvostoliiton romahtamisen jälkeen maamme pysähtyi mikroelektroniikan tuotannon kehitykseen. Jotain vietiin ja varastettiin ylikansallisten yritysten hyödyksi, jotain varastettiin paikallinen yksityistämisyhtiö, jotain tietysti sijoitettiin, mutta pääasiassa samojen ylikansallisten yritysten hyödyksi. Puu kaadettiin, mutta juuri säilyi.
Lähes 30 vuoden illuusioiden jälkeen aiheesta "Länsi auttaa meitä" on käynyt selväksi melkein kaikille, että voimme auttaa vain itseämme, joten meidän on palautettava tuotantomme ei vain mikroelektroniikan alalla, vaan kaikilla teollisuudenaloilla. .
Tällä hetkellä globaalin pandemian yhteydessä tilanteessa, jossa ylikansalliset tuotantoketjut ovat todella pysähtyneet, on jo käymässä selväksi, että paikallisen tuotannon palauttaminen ei ole enää budjettikehitystä, vaan edellytys Venäjän selviytymiselle. itsenäinen valtio.
Siksi jatkamme venäläisten laitteiden etsimistä ja käyttöä elämässä ja kerromme, mitä yrityksemme todella tekevät, mitä ongelmia niillä on ja mitä titaania ponnisteluja ne tekevät ratkaistakseen.
On melko vaikeaa puhua kaikista tuotannon näkökohdista yhdessä artikkelissa, joten bonuksena järjestämme tästä aiheesta verkkokeskustelun webinaarimuodossa. Tässä webinaarissa puhumme yksityiskohtaisesti ja kirkkain värein Vostok-tallennusjärjestelmille tarkoitettujen Yakhont-alustojen tuotannon teknisistä näkökohdista ja vastaamme kaikkiin, jopa haastavimpiinkin kysymyksiin verkossa.
Keskustelukumppanimme on alustakehittäjä NORSI-TRANS-yhtiön edustaja. Webinaari järjestetään 05.06.2020, johon halukkaat voivat ilmoittautua linkin kautta: .
Kiitos kaikille, kuten aina, odotamme rakentavia kommentteja.
Lähde: will.com