Salut tout le monde. Comme nous l'avons promis, nous plongeons les lecteurs Habr dans les détails de la production de plates-formes matérielles russes pour les systèmes de stockage Aerodisk Vostok sur les processeurs Elbrus. Dans cet article, nous décrirons étape par étape la production de la plate-forme Yakhont-UVM E124, qui contient effectivement 5 disques en 124 unités, peut fonctionner à une température de +30 degrés Celsius et en même temps non seulement fonctionne, mais fonctionne Bien.
Nous organisons également un webinaire le 05.06.2020/XNUMX/XNUMX, où nous parlerons en détail des nuances techniques de la production du système de stockage Vostok et répondrons à toutes vos questions. Vous pouvez vous inscrire au webinaire en utilisant le lien :
Donc là vous allez!
Avant de plonger dans le processus qui s’organise actuellement, un petit rappel historique d’il y a deux ans. Au moment où a commencé le développement des plateformes décrites dans cet article, les conditions de leur production étaient pour le moins inexistantes. Il y a des raisons à cela, elles sont connues de tous : la production de masse (c'est-à-dire la production, et non le recollage d'autocollants) de plates-formes de serveurs en Russie était absente en tant que classe. Il existait des usines distinctes capables de produire des composants individuels, mais de manière très limitée et souvent basées sur des technologies obsolètes. Par conséquent, nous avons dû repartir pratiquement « de zéro » et en même temps élever la production de solutions serveur en Russie à un niveau qualitativement nouveau.
Ainsi, le processus de toute production commence par un besoin, qui se transforme ensuite en exigences générales. Ces exigences sont initialement formulées par les développeurs de NORSI-TRANS à Nijni Novgorod. Bien entendu, les exigences ne sont pas tirées de nulle part, mais des besoins des clients. Il ne s’agit pas encore d’une tâche technique, comme cela peut paraître erroné. Au stade des exigences générales, il est impossible d'élaborer une spécification technique à part entière, car il existe trop de conditions de production inconnues.
Développement d'un modèle cible : de l'idée à la mise en œuvre
Une fois les exigences générales définies, la sélection de la base des éléments commence. Des informations historiques, il s'ensuit que la base d'éléments n'existe pas, c'est-à-dire qu'elle doit être créée.
Pour ce faire, un échantillon pilote est constitué à partir de ce qui est disponible sur le marché libre, qui est au moins quelque peu similaire à celui cible. Ensuite, des tests standards de cet échantillon sont effectués pour déterminer ses performances. Si tout va bien, l’étape suivante consiste à développer le modèle cible (2D et 3D).
Ensuite commence la recherche d'entreprises russes prêtes à commencer la production de ce pilote. Les développeurs apportent les modifications nécessaires à chacun des éléments du produit, en fonction des capacités d'une entreprise particulière.
Au cours du processus de conception, les modifications nécessaires à chacun des éléments du produit sont apportées. Par exemple, en travaillant avec le prototype, des extensions SAS 12G classiques avec un grand nombre de fils ont été utilisées (très grandes, compte tenu du nombre de disques). Ce n’est pas bon marché, ce n’est pas pratique pour cette plate-forme particulière, et en plus, les extensions ennemies sont étrangères. Mais il s’agit d’une solution temporaire afin de tester l’échantillon dans son ensemble et de passer à l’étape suivante. Cependant, il n'est pas adapté d'utiliser des extensions SAS pour la version finale sur une plateforme serveur spécifique.
Nous n'avons pas besoin d'expandeurs ennemis, nous créerons notre propre fond de panier avec du blackjack et du sh...
Compte tenu des projets futurs de volumes de production (des milliers de serveurs), il a été décidé de développer pour ce produit (et bien sûr pour les suivants) notre propre fond de panier SAS, bien plus fonctionnel qu'un extenseur par rapport à cette solution . La conception et la programmation du fond de panier sont réalisées par la même équipe de développeurs, et la production des cartes est réalisée dans l'usine Microlit dans la région de Moscou (nous promettons un article séparé sur cette usine et comment sont fabriquées les cartes mères pour les processeurs Elbrus imprimé ici).
Au fait, voici son premier prototype, maintenant il est complètement différent.
Et voilà, ils le programment
Un fait intéressant : lorsque le développement du fond de panier a commencé et que les concepteurs se sont tournés vers le développeur de la puce SAS3 pour une conception de carte de référence, il s'est avéré qu'aucune entreprise en Europe ne savait comment développer ses propres fonds de panier. Auparavant, il existait une coentreprise Fujitsu-Siemens, mais après le départ de Siemens Nixdorf Informations systeme AG et la fermeture complète du département informatique de Siemens, les compétences dans ce domaine en Europe ont été perdues.
Par conséquent, le développeur de la puce n’a pas immédiatement pris au sérieux les développements de NORSI-TRANS, ce qui a entraîné des retards dans le développement de la conception finale. Certes, plus tard, lorsque le sérieux des intentions et la compétence de la société NORSI-TRANS sont devenus évidents et que le fond de panier a été développé et imprimé, son attitude a changé pour le mieux.
Comment refroidir 124 disques et un serveur en 5 unités, et rester en vie ?
Il y avait une quête séparée avec de la nourriture et du refroidissement. Le fait est que, selon les exigences, la plate-forme E124 doit fonctionner à une température de 30 degrés Celsius, et là, pendant une minute, 124 disques mécaniques bien chauffés en 5 unités et, en outre, une carte mère avec un processeur (c'est-à-dire ce n'est pas un JBOD stupide, mais un contrôleur de système de stockage à part entière avec des disques).
Pour le refroidissement (à l'exception des petits ventilateurs à l'intérieur), nous avons finalement décidé d'utiliser trois ventilateurs assez gros à l'arrière du boîtier, chacun étant remplaçable à chaud. Pour un fonctionnement normal du système, deux suffisent (la température ne change pas du tout), vous pouvez donc planifier en toute sécurité le travail de remplacement des ventilateurs et ne pas penser à la température. Si vous éteignez deux ventilateurs (par exemple, selon la loi de la méchanceté, pendant le remplacement de l'un, le second est tombé en panne), alors avec un ventilateur, le système peut également fonctionner normalement, mais la température augmentera de 10 à 20 %. pour cent, ce qui est acceptable à condition qu'au moins un ventilateur supplémentaire soit bientôt installé.
Les fans (comme presque tout le reste) se sont également révélés uniques. La raison de ce caractère unique était un coût. Dans certaines conditions, il peut arriver que les ventilateurs, au lieu d'aspirer l'air, soufflant tout le boîtier de l'intérieur, commencent à l'aspirer, puis « au revoir », c'est-à-dire que la plate-forme surchauffera rapidement. Par conséquent, afin d'éviter un tel problème, des modifications ont été apportées à la conception du ventilateur et nous avons ajouté notre propre « savoir-faire » : un clapet anti-retour. Ce clapet anti-retour permet calmement d'aspirer l'air hors de la plate-forme, mais bloque en même temps la possibilité même d'aspirer de l'air dans tous les cas.
Au stade du pilotage du système de refroidissement, il y a eu de nombreuses pannes, divers éléments du système ont surchauffé et brûlé, mais à la fin, les développeurs de la plate-forme ont réussi à obtenir un meilleur refroidissement que même ses concurrents de renommée mondiale.
"Le régime ne peut être violé."
C'était une histoire similaire avec les alimentations, c'est-à-dire ils ont été réalisés spécifiquement pour cette plateforme et la raison est banale. Chaque unité coûte beaucoup d'argent, c'est pourquoi une plate-forme aussi dense a été développée et, si je ne me trompe pas (corrigez dans les commentaires si je me trompe), c'est jusqu'à présent un record du monde, car Il n'existe pas encore de serveurs ou de JBOD avec un grand nombre de disques pour 5 unités.
Ainsi, afin d'alimenter la plate-forme et en même temps d'organiser la possibilité de remplacer l'alimentation en mode normal, la puissance totale des unités actives devait être de 4 kilowatts (bien entendu, de telles solutions n'existent pas sur le marché). marché), ils ont donc été fabriqués sur commande avec le lancement d'une ligne de production pour la production de masse ( Permettez-moi de vous rappeler qu'il est prévu de créer des milliers de serveurs de ce type).
Comme l'a dit l'un des principaux concepteurs de la plate-forme : « Les courants ici sont comme dans une machine à souder - ce n'est pas très amusant :-) »
Lors de la conception, il était également possible de faire fonctionner l'alimentation non seulement à 220 V, mais également à 48 V, c'est-à-dire dans l'architecture OPC, aujourd'hui très importante pour les opérateurs télécoms et les grands datacenters.
De ce fait, la solution avec alimentation reprend la logique de la solution avec refroidissement : la plateforme peut fonctionner confortablement avec deux alimentations, ce qui permet d'effectuer les travaux de remplacement comme d'habitude. Si en cas d'accident il ne reste qu'un bloc d'alimentation sur trois, il pourra effectuer le travail de la plate-forme en pointe de charge, mais, bien entendu, il est impossible de quitter la plate-forme sous cette forme. pendant longtemps.
Métal et plastique : tout n’est pas si simple, il s’avère.
Il existe de nombreuses nuances dans le processus de développement d’une plateforme. Une situation similaire s'est produite non seulement avec les composants électroniques (risers, fonds de panier, cartes mères, etc.), mais également avec le métal et le plastique ordinaires : par exemple, avec le boîtier, les rails et même les chariots de disques.
Il semblerait qu'il ne devrait y avoir aucun problème avec la carrosserie et d'autres éléments moins intelligents de la plate-forme. Mais dans la pratique, tout est différent. Lorsque les développeurs de la plate-forme ont contacté pour la première fois diverses usines russes ayant des besoins de production, il s'est avéré que la plupart d'entre elles travaillaient selon des méthodes plutôt peu modernes, ce qui affectait finalement à la fois la qualité et la quantité des produits.
Les premiers résultats de la production de cas en sont devenus la confirmation. Une géométrie incorrecte, des soudures grossières, des trous imprécis et des coûts similaires ont rendu le produit impropre à l'utilisation.
La plupart des usines qui pouvaient fabriquer des boîtiers de serveurs fonctionnaient alors (je vous rappelle que par « alors » nous entendons il y a 2 ans) « à l'ancienne », c'est-à-dire qu'elles produisaient un tas de documentation de conception, selon laquelle le L'opérateur ajustait manuellement le fonctionnement des machines et utilisait également souvent du soudage métallique à la place des rivets. En conséquence, le faible degré d’automatisation, le facteur humain et la bureaucratisation excessive de la production ont porté leurs fruits. Cela s'est avéré long, mauvais et coûteux.
Il faut rendre hommage aux usines : nombre d’entre elles ont depuis lors grandement modernisé leur production. Nous avons amélioré la qualité du soudage, maîtrisé le rivetage et avons également souvent commencé à utiliser des machines à commande numérique par ordinateur (CNC). Désormais, au lieu d'une tonne de documents, les données produit sont chargées directement à partir des modèles 3D et 2D dans la CNC.
La CNC réduit au minimum l’intervention de l’opérateur de la machine dans le processus de fabrication du produit, de sorte que le facteur humain n’interfère plus avec la vie. La principale préoccupation de l'opérateur concerne principalement les opérations préparatoires et finales : pose et démontage du produit, mise en place des outils, etc.
Lorsque de nouvelles pièces apparaissent, la production ne s'arrête plus : pour les produire, il suffit d'apporter des modifications au logiciel CNC. En conséquence, le temps de production des pièces destinées aux nouveaux projets dans les usines a été réduit de quelques mois à quelques semaines, ce qui est une bonne nouvelle. Et bien sûr, la précision a également considérablement augmenté.
Cartes mères et processeur : pas de problème
Les processeurs et les cartes mères sont livrés par ensemble en usine. Cette production est déjà assez bien implantée, c'est pourquoi NORSI effectue un contrôle standard des entrées et un contrôle des sorties au niveau des plates-formes finies.
Chaque ensemble de carte mère et de processeur est testé avec un logiciel obtenu auprès de MCST.
En cas de certains problèmes (Dieu merci, il y en a très peu avec la carte mère et le processeur), il existe une chaîne qui fonctionne bien pour renvoyer les modules au fabricant et les remplacer.
Assemblage et contrôle final
Pour que notre balalaïka commence à jouer, il ne reste plus qu'à l'assembler et à la tester. La production est désormais lancée, le système est assemblé de manière standard à Moscou.
Chaque système est livré avec des SSD de démarrage (pour le système d'exploitation) et des broches complètes (pour les données futures).
Après cela, les tests d'entrée commencent à la fois sur la plate-forme elle-même et sur les disques qui y sont installés. Pour ce faire, tous les disques du système sont chargés de tests automatiques pendant au moins une heure.
La lecture et l'écriture automatiques sont effectuées sur chaque disque, enregistrant la vitesse de lecture, la vitesse d'écriture et la température de chaque disque. En mode normal, la température moyenne devrait être d'environ 30 à 35 degrés Celsius. Aux pics, chaque disque individuel peut « rebondir » jusqu’à 40 degrés. Si la température augmente ou si la vitesse descend en dessous des seuils de lecture-écriture, le disque devient rouge et ne parvient pas à être rejeté. Les composants qui ont réussi les tests sont conditionnés pour une utilisation ultérieure.
Conclusion
Il existe un mythe activement soutenu par diverses personnalités selon lequel « en Russie, ils ne savent rien faire d’autre que pomper du pétrole ». Malheureusement, ce mythe ronge la tête même des personnes respectées et intelligentes.
Récemment, une histoire remarquable est arrivée à un de mes collègues. Il conduisait depuis l'un des écrans du système de stockage Vostok et ce système de stockage se trouvait dans le coffre de sa voiture (pas la E124, bien sûr, c'est plus simple). En chemin, il a capturé l'un des représentants du client (une personne très importante, qui occupe un poste élevé dans l'une des agences gouvernementales), et dans la voiture, ils ont eu à peu près la conversation suivante :
Mon collègue: "Nous venons de montrer le système de stockage sur Elbrus, les résultats ont été bons, tout le monde était content, d'ailleurs, ce système de stockage sera également utile pour votre industrie"
Client: "Je sais que vous disposez de systèmes de stockage, mais de quel genre d'Elbrouz parlez-vous ?"
Mon collègue: "Eh bien... le processeur russe Elbrus, ils en ont récemment publié 8, en termes de performances pour les systèmes de stockage, nous avons donc créé une nouvelle gamme de systèmes de stockage, appelée Vostok"
Client: « L'Elbrouz est une montagne ! Et ne racontez pas de contes de fées sur le processeur russe dans une société polie, tout cela est fait juste pour absorber les budgets, en réalité il n'y a rien et rien ne se passera.
Mon collègue: "En termes de? Est-ce que je peux accepter que ce système de stockage particulier se trouve dans mon coffre ? Arrêtons-nous tout de suite, je vais vous montrer !
Client: "C'est bien de souffrir de bêtises, passons à autre chose, il n'y a pas de "systèmes de stockage russes" - c'est fondamentalement impossible"
À ce moment-là, la personne importante ne voulait plus rien entendre sur l’Elbrouz. Bien sûr, plus tard, lorsqu'il a clarifié l'information, il a admis qu'il avait tort, mais jusqu'à la fin, il n'a pas cru à la véracité de cette information.
En fait, après l’effondrement de l’URSS, notre pays s’est arrêté dans le développement de la production microélectronique. Quelque chose a été exporté et volé au profit des sociétés transnationales, quelque chose a été volé par l'entreprise de privatisation locale, quelque chose a bien sûr été investi, mais principalement au profit de ces mêmes sociétés transnationales. L'arbre a été abattu, mais la racine est restée.
Après presque 30 ans d'illusions sur le thème « l'Occident nous aidera », il est devenu évident pour presque tout le monde que nous ne pouvons nous aider que nous-mêmes, nous devons donc restaurer notre production non seulement dans le domaine de la microélectronique, mais dans toutes les industries. .
À l'heure actuelle, dans le contexte d'une pandémie mondiale et d'une situation où les chaînes de production transnationales se sont effectivement arrêtées, il devient déjà clair que la restauration de la production locale n'est plus une évolution des budgets, mais une condition de la survie de la Russie en tant que pays. un Etat indépendant.
Par conséquent, nous continuerons à rechercher et à utiliser des équipements russes dans la vie et à vous expliquer ce que font réellement nos entreprises, les problèmes auxquels elles sont confrontées et les efforts titanesques qu'elles déploient pour les résoudre.
Il est assez difficile de parler de tous les aspects de la production dans un seul article, c'est pourquoi nous organiserons en bonus une discussion en ligne sous forme de webinaire sur ce sujet. Lors de ce webinaire, nous parlerons en détail et en détail des aspects techniques de la production de plates-formes Yakhont pour les systèmes de stockage Vostok et répondrons à toutes les questions, même les plus délicates, en ligne.
Notre interlocuteur sera un représentant du développeur de la plateforme, la société NORSI-TRANS. Le webinaire aura lieu le 05.06.2020/XNUMX/XNUMX ; les personnes souhaitant y participer peuvent s'inscrire via le lien : .
Merci à tous, comme toujours, nous attendons avec impatience des commentaires constructifs.
Source: habr.com