Bok svima. Kao što smo obećali, čitatelje Habra uranjamo u detalje proizvodnje ruskih hardverskih platformi za sustave pohrane Aerodisk Vostok na procesorima Elbrus. U ovom ćemo članku korak po korak opisati proizvodnju platforme Yakhont-UVM E124, koja učinkovito drži 5 diska u 124 jedinica, može raditi na temperaturi od +30 stupnjeva Celzija, a istovremeno ne samo da radi, već i radi dobro.
Također organiziramo webinar 05.06.2020., gdje ćemo detaljno govoriti o tehničkim nijansama proizvodnje sustava za pohranu Vostok i odgovoriti na sva pitanja. Za webinar se možete prijaviti putem poveznice:
Idemo!
Prije nego što uđemo u proces koji se sada organizira, malo povijesne pozadine od prije dvije godine. U trenutku kada je počeo razvoj platformi opisanih u ovom članku, uvjeti za njihovu proizvodnju bili su, najblaže rečeno, nikakvi. Postoje razlozi za to, oni su svima poznati: masovna proizvodnja (naime proizvodnja, a ne ponovno lijepljenje naljepnica) poslužiteljskih platformi u Rusiji nije bila klasa. Postojale su zasebne tvornice koje su mogle proizvoditi pojedinačne komponente, ali na vrlo ograničen način i često temeljeno na zastarjelim tehnologijama. Stoga smo morali krenuti praktički "od nule" i istovremeno podići proizvodnju poslužiteljskih rješenja u Rusiji na kvalitativno novu razinu.
Dakle, proces svake proizvodnje započinje potrebom, koja se zatim transformira u opće zahtjeve. Takve zahtjeve u početku su formirali programeri NORSI-TRANS-a u Nižnjem Novgorodu. Zahtjevi, naravno, nisu izvučeni iz zraka, već iz potreba kupaca. Ovo još nije tehnički zadatak, kao što se može pogrešno činiti. U fazi općih zahtjeva nemoguće je napraviti cjelovitu tehničku specifikaciju, budući da postoji previše nepoznatih uvjeta za proizvodnju.
Razvoj ciljnog modela: od ideje do realizacije
Nakon što su formirani opći zahtjevi, počinje odabir baze elemenata. Iz povijesnih informacija proizlazi da elementna baza ne postoji, odnosno mora se stvoriti.
Da bi se to postiglo, sastavlja se pilot uzorak od onoga što je dostupno na otvorenom tržištu, koji je barem donekle sličan ciljanom. Zatim se provode standardni testovi ovog uzorka kako bi se utvrdila njegova učinkovitost. Ako je sve u redu, onda je sljedeći korak razvoj ciljnog modela (2D i 3D).
Zatim počinje potraga za ruskim poduzećima koja su spremna za početak proizvodnje ovog pilota. Programeri provode potrebne izmjene na svakom od elemenata proizvoda, na temelju mogućnosti određenog poduzeća.
Tijekom procesa projektiranja provode se potrebne izmjene na svakom elementu proizvoda. Na primjer, tijekom rada s prototipom korišteni su klasični 12G SAS ekspanderi s velikim brojem žica (vrlo velikim, s obzirom na broj diskova). Nije jeftino, nezgodno je za ovu određenu platformu, a osim toga, ekspanderi neprijatelja su strani. Ali ovo je privremeno rješenje kako bi se testirao uzorak u cjelini i prešlo na sljedeću fazu. Međutim, nije prikladno koristiti SAS proširivače za konačnu verziju na određenoj poslužiteljskoj platformi.
Ne trebaju nam neprijateljski ekspanderi, napravit ćemo vlastitu stražnju ploču s blackjackom i s...
Uzimajući u obzir buduće planove za proizvodne količine (tisuće poslužitelja), odlučeno je da se za ovaj proizvod (i, naravno, za sljedeće) razvije vlastita SAS backplane, koja je mnogo funkcionalnija od ekspandera u odnosu na ovo rješenje . Dizajn i programiranje stražnje ploče provodi isti tim programera, a proizvodnja ploča se odvija u tvornici Microlit u moskovskoj regiji (obećavamo poseban članak o ovoj tvornici i kako su matične ploče za procesore Elbrus tamo tiskan).
Usput, evo njegovog prvog prototipa, sada izgleda potpuno drugačije.
I ovdje ga programiraju
Zanimljiva činjenica: kada je počeo razvoj stražnje ploče, a dizajneri su se obratili developeru SAS3 čipa za dizajn referentne ploče, pokazalo se da niti jedna tvrtka u Europi nije znala razviti vlastitu stražnju ploču. Prethodno je postojao Fujitsu-Siemens joint venture, ali nakon izlaska Siemens Nixdorf Informations systeme AG iz joint venture-a i potpunog zatvaranja računalnog odjela u Siemensu, kompetentnost u ovom području u Europi je izgubljena.
Stoga razvojni programer čipa u početku nije odmah ozbiljno shvatio razvoj NORSI-TRANS-a, što je uzrokovalo kašnjenja u razvoju konačnog dizajna. Istina, kasnije, kada je ozbiljnost namjera i kompetentnost tvrtke NORSI-TRANS postala očita, a backplane razvijena i tiskana, njegov stav se promijenio na bolje.
Kako ohladiti 124 diska i server u 5 jedinica, a ostati živ?
Bio je poseban zadatak s hranom i hlađenjem. Činjenica je da prema zahtjevima platforma E124 mora raditi na temperaturi od 30 stupnjeva Celzijusa, a tu, na minutu, 124 dobro zagrijana mehanička diska u 5 jedinica i još k tome matična ploča s procesorom (tj. ovo nije glupi JBOD, već punopravni kontroler sustava za pohranu s diskovima).
Za hlađenje (osim malih ventilatora unutra), na kraju smo odlučili upotrijebiti tri prilično velika ventilatora na stražnjoj strani kućišta, od kojih je svaki moguće zamijeniti na vrućem radu. Za normalan rad sustava dovoljna su dva (temperatura se uopće ne mijenja), tako da možete sigurno planirati rad na zamjeni ventilatora i ne razmišljati o temperaturi. Ako isključite dva ventilatora (na primjer, prema zakonu podlosti, dok je jedan bio zamijenjen, drugi se pokvario), tada s jednim ventilatorom sustav također može raditi normalno, ali temperatura će se povećati za 10-20% posto, što je prihvatljivo pod uvjetom da se uskoro ugradi barem još jedan ventilator.
Navijači su (kao i gotovo sve ostalo) također ispali jedinstveni. Razlog jedinstvenosti bio je jedan trošak. U određenim uvjetima može se dogoditi da ventilatori, umjesto da usisavaju zrak, puše cijelo kućište iznutra, počnu ga usisavati i tada će se “zbogom”, odnosno platforma brzo pregrijati. Stoga, kako bismo spriječili takav problem, napravljene su izmjene u dizajnu ventilatora i dodali smo vlastito “know-how” - povratni ventil. Ovaj nepovratni ventil mirno dopušta usisavanje zraka iz platforme, ali u isto vrijeme blokira samu mogućnost usisavanja zraka u svakom slučaju.
U fazi pilotiranja rashladnog sustava bilo je mnogo kvarova, razni elementi sustava su se pregrijavali i gorjeli, ali na kraju su programeri platforme uspjeli postići bolje hlađenje čak i od svjetski poznatih konkurenata.
"Dijeta se ne može prekršiti."
Slična priča je bila i sa napajanjima,tj. napravljeni su posebno za ovu platformu, a razlog je banalan. Svaka jedinica je puno novca, zato je i razvijena tako super-gusta platforma i, ako se ne varam (ispravite u komentarima ako griješim), ovo je svjetski rekord do sada, jer Još nema poslužitelja ili JBOD-ova s velikim brojem diskova za 5 jedinica.
Dakle, da bi se osiguralo napajanje platforme i istovremeno organizirala mogućnost zamjene napajanja u normalnom načinu rada, ukupna snaga aktivnih jedinica morala je biti 4 kilovata (naravno, takvih rješenja nema na tržištu), pa su rađeni po narudžbi s pokretanjem proizvodne linije za masovnu proizvodnju (dopustite mi da vas podsjetim da postoje planovi za tisuće takvih poslužitelja).
Kao što je rekao jedan od glavnih dizajnera platforme, "Struje su ovdje kao u aparatu za zavarivanje - ovo nije baš zabavno :-)"
Tijekom projektiranja također je bilo moguće raditi s napajanjem ne samo na 220V, već i na 48V, tj. u OPC arhitekturi, što je danas vrlo važno za telekom operatere i velike podatkovne centre.
Kao rezultat, rješenje s napajanjem ponavlja logiku rješenja s hlađenjem; platforma može udobno raditi s dva napajanja, što omogućuje izvođenje zamjenskih radova kao i obično. Ako u slučaju nesreće ostane samo jedno napajanje od tri, ono će moći prekinuti rad platforme pri vršnom opterećenju, ali, naravno, platformu je nemoguće ostaviti u ovakvom obliku dugo vremena.
Metal i plastika: nije sve tako jednostavno, pokazalo se.
Postoji mnogo nijansi u procesu razvoja platforme. Slična se situacija dogodila ne samo s elektroničkim komponentama (usponi, stražnje ploče, matične ploče itd.), već i s običnim metalom i plastikom: na primjer, s kućištem, tračnicama, pa čak i nosačima diskova.
Čini se da ne bi trebalo biti problema s tijelom i drugim manje inteligentnim elementima platforme. Ali u praksi je sve drugačije. Kada su se programeri platforme prvi put obratili raznim ruskim tvornicama s proizvodnim potrebama, pokazalo se da većina njih radi koristeći prilično nesuvremene metode, što je u konačnici utjecalo i na kvalitetu i na količinu proizvoda.
Prvi rezultati proizvodnje kućišta potvrdili su to. Pogrešna geometrija, grubi varovi, netočne rupe i slični troškovi učinili su proizvod neprikladnim za uporabu.
Većina tvornica koje su mogle proizvoditi kućišta za servere radile su tada (podsjećam da pod “tada” mislimo prije 2 godine) radile su “na starinski način”, odnosno izradile su hrpu projektne dokumentacije, u skladu s kojom je operater je ručno podešavao rad strojeva, također se često umjesto zakovica koristilo zavarivanje metala. Kao rezultat toga, nizak stupanj automatizacije, ljudski faktor i pretjerana birokratizacija proizvodnje urodili su plodom. Ispalo je dugo, loše i skupo.
Moramo odati počast tvornicama: mnoge od njih su od tada uvelike modernizirale svoju proizvodnju. Unaprijedili smo kvalitetu zavarivanja, savladali zakivanje, a također smo često počeli koristiti strojeve s računalnim numeričkim upravljanjem (CNC). Sada, umjesto gomile dokumenata, podaci o proizvodu učitavaju se izravno iz 3D i 2D modela u CNC.
CNC intervenciju operatera stroja u procesu izrade proizvoda svodi na minimum, tako da ljudski faktor više ne ometa život. Glavna briga operatera uglavnom su pripremne i završne operacije: montaža i uklanjanje proizvoda, postavljanje alata itd.
Kada se pojave novi dijelovi, proizvodnja više ne staje, već je za njihovu proizvodnju dovoljno izvršiti izmjene u CNC softveru. Sukladno tome, vrijeme proizvodnje dijelova za nove projekte u tvornicama smanjeno je s mjeseci na tjedne, što je dobra vijest. I, naravno, točnost se također znatno povećala.
Matične ploče i procesor: nema problema
Procesori i matične ploče dolaze kao komplet iz tvornice. Ova proizvodnja je već dosta uhodana, tako da NORSI provodi standardnu ulaznu i izlaznu kontrolu na razini gotovih platformi.
Svaki set matične ploče i procesora testiran je softverom dobivenim od MCST-a.
U slučaju određenih problema (hvala bogu, ima ih vrlo malo s matičnom pločom i procesorom) postoji dobro funkcionirajući lanac vraćanja modula proizvođaču i zamjene istih.
Montaža i završna kontrola
Da bi naša balalajka počela svirati, preostaje je samo sastaviti i testirati. Sada je proizvodnja u tijeku, sustav se montira na standardni način u Moskvi.
Svaki sustav dolazi s SSD-ovima za pokretanje (za OS) i punim osovinama (za buduće podatke).
Nakon toga počinje ulazno testiranje same platforme i diskova instaliranih na njoj. Da biste to učinili, svi diskovi u sustavu učitavaju se automatskim testovima najmanje sat vremena.
Automatsko čitanje i pisanje vrši se na svakom disku, bilježeći brzinu čitanja, brzinu pisanja i temperaturu svakog diska. U normalnom načinu rada prosječna temperatura trebala bi biti oko 30-35 stupnjeva Celzijusa. Na vrhovima, svaki pojedinačni disk može "odskočiti" do 40 stupnjeva. Ako temperatura postane viša ili brzina padne ispod pragova za čitanje i pisanje, disk postaje crven i ne može se odbaciti. Komponente koje su prošle testove pakiraju se za daljnju upotrebu.
Zaključak
Postoji mit koji aktivno podupiru razne figure da "u Rusiji ne znaju ništa raditi osim pumpati naftu". Nažalost, ovaj mit izjeda glave čak i cijenjenih i inteligentnih ljudi.
Nedavno se jednom mom kolegi dogodila nevjerojatna priča. Vozio se s jednog od displeja Vostok sustava za pohranu i taj je sustav za pohranu ležao u prtljažniku njegovog automobila (ne E124, naravno, jednostavnije je). Na putu je uhvatio jednog od predstavnika kupca (vrlo važna osoba, radi na visokoj poziciji u jednoj od državnih agencija), au autu su vodili otprilike sljedeći razgovor:
Moj kolega: "Upravo smo pokazali skladišni sustav na Elbrusu, rezultati su bili dobri, svi su bili zadovoljni, usput, ovaj skladišni sustav također će biti koristan za vašu industriju."
Kupac: "Znam da imate skladišne sustave, ali o kakvom Elbrusu govorite?"
Moj kolega: "Pa... ruski procesor Elbrus, nedavno su izdali 8, što se tiče performansi za sustave za pohranu, mi smo, u skladu s tim, napravili novu liniju sustava za pohranu na njemu, nazvanu Vostok"
Kupac: “Elbrus je planina! I nemojte pričati bajke o ruskom procesoru u pristojnom društvu, sve se to radi samo da bi se apsorbirali proračuni, u stvarnosti nema ništa i ništa se neće dogoditi.”
Moj kolega: „U smislu? Je li u redu da je ovaj određeni sustav za pohranu u mom prtljažniku? Stanimo odmah, pokazat ću ti!"
Kupac: “Dobro je patiti s glupostima, idemo dalje, nema “ruskih skladišnih sustava” - to je u osnovi nemoguće”
U tom trenutku važna osoba nije htjela više ništa čuti o Elbrusu. Naravno, kasnije, kada je pojasnio informaciju, priznao je da je bio u krivu, ali ipak do samog kraja nije vjerovao u istinitost te informacije.
Zapravo, nakon raspada SSSR-a, naša je zemlja zapravo stala u razvoju proizvodnje mikroelektronike. Nešto je izvezeno i ukradeno za dobrobit transnacionalnih korporacija, nešto je ukrala domaća privatizacijska tvrtka, nešto je, naravno, uloženo, ali uglavnom za dobrobit istih transnacionalnih korporacija. Stablo je posječeno, ali je korijen ostao.
Nakon gotovo 30 godina iluzija o temi “Zapad će nam pomoći”, gotovo svima je postalo jasno da si možemo pomoći samo sami, pa moramo obnoviti proizvodnju ne samo u području mikroelektronike, već u svim industrijama. .
U ovom trenutku, u kontekstu globalne pandemije u situaciji kada su transnacionalni proizvodni lanci zapravo stali, već postaje jasno da obnova lokalne proizvodnje više nije razvoj proračuna, već uvjet opstanka Rusije kao samostalna država.
Stoga ćemo nastaviti tražiti i koristiti rusku opremu u životu i ispričati vam o tome što naše tvrtke zapravo rade, s kakvim se problemima suočavaju i koje titanske napore ulažu da ih riješe.
Prilično je teško govoriti o svim aspektima proizvodnje u jednom članku, pa ćemo kao bonus organizirati online raspravu u obliku webinara na tu temu. Na ovom webinaru ćemo detaljno i detaljno govoriti o tehničkim aspektima proizvodnje Yakhont platformi za Vostok sustave pohrane i odgovorit ćemo na sva, čak i najzahtjevnija, pitanja online.
Naš sugovornik bit će predstavnik developera platforme, tvrtke NORSI-TRANS. Webinar će se održati 05.06.2020., a svi koji žele sudjelovati mogu se prijaviti putem poveznice: .
Hvala svima, kao i uvijek, veselimo se konstruktivnim komentarima.
Izvor: www.habr.com