Halo semua. Seperti yang kami janjikan, kami membenamkan pembaca Habr dalam detail produksi platform perangkat keras Rusia untuk sistem penyimpanan Aerodisk Vostok pada prosesor Elbrus. Pada artikel ini kami akan menjelaskan langkah demi langkah produksi platform Yakhont-UVM E124, yang secara efektif menampung 5 disk dalam 124 unit, dapat beroperasi pada suhu +30 derajat Celcius, dan pada saat yang sama tidak hanya berfungsi, tetapi berfungsi Sehat.
Kami juga mengadakan webinar pada 05.06.2020/XNUMX/XNUMX, di mana kami akan membahas secara detail tentang nuansa teknis produksi sistem penyimpanan Vostok dan menjawab pertanyaan apa pun. Anda dapat mendaftar webinar menggunakan tautan:
Jadi, ayo pergi!
Sebelum menyelami proses yang sedang diselenggarakan saat ini, sedikit latar belakang sejarah dua tahun lalu. Pada saat pengembangan platform yang dijelaskan dalam artikel ini dimulai, kondisi untuk produksinya, secara sederhana, tidak ada. Ada alasan untuk ini, mereka diketahui semua orang: produksi massal (yaitu produksi, bukan perekatan ulang stiker) platform server di Rusia tidak ada sebagai sebuah kelas. Terdapat pabrik-pabrik terpisah yang dapat memproduksi komponen-komponen individual, namun dengan cara yang sangat terbatas dan seringkali didasarkan pada teknologi yang sudah ketinggalan zaman. Oleh karena itu, kami harus memulai “dari awal” dan pada saat yang sama meningkatkan produksi solusi server di Rusia ke tingkat yang baru secara kualitatif.
Jadi, proses produksi apapun diawali dari adanya kebutuhan, yang kemudian ditransformasikan menjadi kebutuhan umum. Persyaratan tersebut awalnya dibentuk oleh pengembang NORSI-TRANS di Nizhny Novgorod. Persyaratan, tentu saja, tidak diambil begitu saja, tetapi dari kebutuhan pelanggan. Ini belum merupakan tugas teknis, seperti yang mungkin terlihat secara keliru. Pada tahap persyaratan umum, tidak mungkin untuk membuat spesifikasi teknis yang lengkap, karena ada terlalu banyak kondisi produksi yang tidak diketahui.
Pengembangan model sasaran: dari ide hingga implementasi
Setelah persyaratan umum terbentuk, pemilihan basis elemen dimulai. Dari keterangan sejarah dapat disimpulkan bahwa unsur dasar itu tidak ada, yaitu harus diciptakan.
Untuk melakukan hal ini, sampel percontohan dikumpulkan dari apa yang tersedia di pasar terbuka, yang setidaknya mirip dengan sampel target. Selanjutnya, pengujian standar sampel ini dilakukan untuk mengetahui kinerjanya. Jika semuanya sudah baik, maka langkah selanjutnya adalah mengembangkan model target (2D dan 3D).
Kemudian pencarian dimulai untuk perusahaan-perusahaan Rusia yang siap untuk memulai produksi percontohan ini.Para pengembang melakukan modifikasi yang diperlukan pada setiap elemen produk, berdasarkan kemampuan perusahaan tertentu.
Selama proses desain, modifikasi yang diperlukan pada setiap elemen produk dilakukan. Misalnya, saat bekerja dengan prototipe, ekspander 12G SAS klasik dengan jumlah kabel yang banyak digunakan (sangat besar, mengingat jumlah disk). Itu tidak murah, tidak nyaman untuk platform khusus ini, dan selain itu, ekspander musuh adalah orang asing. Namun ini adalah solusi sementara untuk menguji sampel secara keseluruhan dan melanjutkan ke tahap berikutnya. Namun, tidak cocok menggunakan SAS expander untuk versi final pada platform server tertentu.
Kami tidak membutuhkan ekspander musuh, kami akan membuat backplane kami sendiri dengan blackjack dan ...
Dengan mempertimbangkan rencana masa depan untuk volume produksi (ribuan server), diputuskan untuk mengembangkan produk ini (dan, tentu saja, untuk produk berikutnya) backplane SAS kami sendiri, yang jauh lebih fungsional daripada expander sehubungan dengan solusi ini . Desain dan pemrograman backplane dilakukan oleh tim pengembang yang sama, dan produksi papan dilakukan di pabrik Microlit di wilayah Moskow (kami menjanjikan artikel terpisah tentang pabrik ini dan bagaimana motherboard untuk prosesor Elbrus dibuat. dicetak di sana).
Omong-omong, ini prototipe pertamanya, sekarang tampilannya sangat berbeda.
Dan di sini mereka memprogramnya
Fakta menarik: ketika pengembangan backplane dimulai, dan para desainer beralih ke pengembang chip SAS3 untuk desain papan referensi, ternyata tidak ada satu pun perusahaan di Eropa yang tahu cara mengembangkan backplane mereka sendiri. Sebelumnya, terdapat perusahaan patungan Fujitsu-Siemens, tetapi setelah Siemens Nixdorf Informations systeme AG meninggalkan perusahaan patungan tersebut dan departemen komputer di Siemens ditutup sepenuhnya, kompetensi di bidang ini di Eropa hilang.
Oleh karena itu, pengembang chip pada awalnya tidak langsung menanggapi serius pengembangan NORSI-TRANS, sehingga menyebabkan tertundanya pengembangan desain akhir. Benar, kemudian, ketika keseriusan niat dan kompetensi perusahaan NORSI-TRANS menjadi jelas, dan backplane dikembangkan dan dicetak, sikapnya berubah menjadi lebih baik.
Bagaimana cara mendinginkan 124 disk dan server dalam 5 unit, dan tetap hidup?
Ada pencarian terpisah dengan makanan dan pendinginan. Faktanya adalah, berdasarkan persyaratan, platform E124 harus beroperasi pada suhu 30 derajat Celcius, dan di sana, selama satu menit, 124 disk mekanis yang dipanaskan dengan baik dalam 5 unit dan, terlebih lagi, motherboard dengan prosesor (mis. ini bukan JBOD bodoh, tetapi pengontrol sistem penyimpanan lengkap dengan disk).
Untuk pendinginan (kecuali kipas kecil di dalam), kami akhirnya memutuskan untuk menggunakan tiga kipas yang cukup besar di bagian belakang casing, yang masing-masing dapat ditukar secara hot-swap. Untuk pengoperasian normal sistem, dua sudah cukup (suhu tidak berubah sama sekali), sehingga Anda dapat dengan aman merencanakan pekerjaan mengganti kipas dan tidak memikirkan suhu. Jika dua kipas dimatikan (misalnya menurut hukum kekejaman, yang satu diganti, yang kedua rusak), maka dengan satu kipas sistem juga dapat bekerja normal, tetapi suhu akan meningkat 10-20% persen, hal ini dapat diterima asalkan setidaknya ada satu kipas lagi yang segera dipasang.
Penggemarnya (seperti hampir semua hal lainnya) juga ternyata unik. Alasan keunikannya adalah salah satu biayanya. Dalam kondisi tertentu, mungkin saja kipas, alih-alih menyedot udara, yang meniup seluruh casing dari dalam, malah mulai menyedotnya, dan kemudian “selamat tinggal”, yaitu platform akan cepat panas. Oleh karena itu, untuk mencegah masalah seperti itu, perubahan dilakukan pada desain kipas dan kami menambahkan “pengetahuan” kami sendiri - katup periksa. Katup periksa ini dengan tenang memungkinkan udara disedot keluar dari platform, tetapi pada saat yang sama menghalangi kemungkinan untuk menyedot udara kembali.
Pada tahap uji coba sistem pendingin, banyak terjadi kegagalan, berbagai elemen sistem menjadi terlalu panas dan terbakar, namun pada akhirnya, pengembang platform berhasil mencapai pendinginan yang lebih baik daripada pesaing terkenal dunia sekalipun.
“Dietnya tidak bisa dilanggar.”
Hal serupa terjadi pada pasokan listrik, mis. mereka dibuat khusus untuk platform ini dan alasannya dangkal. Setiap unit menghasilkan banyak uang, itulah sebabnya platform super padat ini dikembangkan dan, jika saya tidak salah (koreksi di komentar jika saya salah), ini adalah rekor dunia sejauh ini, karena Belum ada server atau JBOD dengan jumlah disk yang banyak yaitu 5 unit.
Jadi, untuk menyediakan daya ke platform dan pada saat yang sama mengatur kemungkinan penggantian catu daya dalam mode normal, total daya unit aktif harus 4 kilowatt (tentu saja, tidak ada solusi seperti itu di platform). pasar), sehingga dibuat sesuai pesanan dengan peluncuran jalur produksi untuk produksi massal (Izinkan saya mengingatkan Anda bahwa ada rencana untuk ribuan server seperti itu).
Seperti yang dikatakan oleh salah satu perancang utama platform ini, “Arus di sini seperti mesin las - ini tidak terlalu menyenangkan :-)”
Selama desain, catu daya juga dapat dioperasikan tidak hanya pada 220V, tetapi juga pada 48V, yaitu. dalam arsitektur OPC, yang kini sangat penting bagi operator telekomunikasi dan pusat data besar.
Hasilnya, solusi dengan catu daya mengulangi logika solusi dengan pendinginan; platform dapat beroperasi dengan nyaman dengan dua catu daya, sehingga memungkinkan untuk melakukan pekerjaan penggantian seperti biasa. Jika jika terjadi kecelakaan hanya tersisa satu dari tiga unit catu daya, maka ia akan mampu menghentikan pekerjaan platform pada beban puncak, namun tentu saja tidak mungkin meninggalkan platform dalam bentuk ini. untuk waktu yang lama.
Logam dan plastik: ternyata tidak semuanya sesederhana itu.
Ada banyak perbedaan dalam proses pengembangan platform. Situasi serupa terjadi tidak hanya pada komponen elektronik (riser, backplane, motherboard, dll.), tetapi juga pada logam dan plastik biasa: misalnya, pada casing, rel, dan bahkan dudukan disk.
Tampaknya tidak ada masalah dengan bodi dan elemen platform yang kurang cerdas lainnya. Namun dalam praktiknya semuanya berbeda. Ketika pengembang platform pertama kali mendekati berbagai pabrik di Rusia dengan kebutuhan produksi, ternyata sebagian besar dari mereka bekerja menggunakan metode yang agak tidak modern, yang pada akhirnya mempengaruhi kualitas dan kuantitas produk.
Hasil pertama dari produksi kasus menjadi konfirmasi akan hal ini. Geometri yang salah, pengelasan yang kasar, lubang yang tidak akurat, dan biaya serupa membuat produk tidak dapat digunakan.
Sebagian besar pabrik yang dapat membuat casing server berfungsi pada saat itu (izinkan saya mengingatkan Anda bahwa yang kami maksud dengan "kemudian" adalah 2 tahun yang lalu) "dengan cara kuno", yaitu, mereka menghasilkan sekumpulan dokumentasi desain, yang sesuai dengan yang mana operator secara manual mengatur pengoperasian mesin, dan pengelasan logam sering kali digunakan sebagai pengganti paku keling. Akibatnya, rendahnya tingkat otomatisasi, faktor manusia, dan birokratisasi produksi yang berlebihan membuahkan hasil. Ternyata panjang, jelek dan mahal.
Kita harus memberi penghormatan kepada pabrik-pabrik tersebut: banyak dari pabrik-pabrik tersebut yang telah melakukan modernisasi produksi secara besar-besaran sejak saat itu. Kami meningkatkan kualitas pengelasan, menguasai riveting, dan juga sering mulai menggunakan mesin computer numerik control (CNC). Kini, alih-alih memuat banyak dokumen, data produk dimuat langsung dari model 3D dan 2D ke dalam CNC.
CNC meminimalkan intervensi operator mesin dalam proses pembuatan produk, sehingga faktor manusia tidak lagi mengganggu kehidupan. Perhatian utama operator terutama pada operasi persiapan dan akhir: pemasangan dan pelepasan produk, pengaturan alat, dll.
Ketika suku cadang baru muncul, produksi tidak lagi terhenti, untuk memproduksinya cukup melakukan perubahan pada perangkat lunak CNC. Oleh karena itu, waktu produksi suku cadang untuk proyek baru di pabrik telah dikurangi dari bulan ke minggu, dan ini merupakan kabar baik. Dan tentu saja akurasinya juga meningkat pesat.
Motherboard dan prosesor: tidak masalah
Prosesor dan motherboard datang sebagai satu set dari pabrik. Produksi ini sudah cukup mapan, sehingga NORSI melakukan pengendalian input dan output standar pada tingkat platform jadi.
Setiap rangkaian motherboard dan prosesor diuji dengan perangkat lunak yang diperoleh dari MCST.
Jika terjadi masalah tertentu (alhamdulillah, hanya ada sedikit masalah pada motherboard dan prosesor), terdapat rantai pengembalian modul yang berfungsi dengan baik ke pabrikan dan penggantiannya.
Perakitan dan kontrol akhir
Agar balalaika kita bisa mulai dimainkan, yang tersisa hanyalah merakit dan mengujinya. Sekarang produksi sedang berjalan, sistem dirakit dengan cara standar di Moskow.
Setiap sistem dilengkapi dengan SSD boot (untuk OS) dan spindel penuh (untuk data di masa mendatang).
Setelah ini, pengujian input dimulai pada platform itu sendiri dan disk yang diinstal di dalamnya. Untuk melakukan ini, semua disk di sistem dimuat dengan tes otomatis setidaknya selama satu jam.
Pembacaan dan penulisan otomatis dilakukan pada setiap disk, mencatat kecepatan membaca, kecepatan menulis, dan suhu setiap disk. Dalam mode normal, suhu rata-rata harus sekitar 30-35 derajat Celcius. Pada puncaknya, setiap disk dapat “memantul” hingga 40 derajat. Jika suhu semakin tinggi atau kecepatan turun di bawah ambang batas baca-tulis, disk akan berubah menjadi merah dan gagal ditolak. Komponen yang telah lulus pengujian dikemas untuk digunakan lebih lanjut.
Kesimpulan
Ada mitos yang secara aktif didukung oleh berbagai tokoh bahwa “di Rusia mereka tidak tahu bagaimana melakukan apa pun kecuali memompa minyak.” Sayangnya, mitos ini memakan pikiran orang-orang yang dihormati dan cerdas sekalipun.
Baru-baru ini sebuah kisah luar biasa terjadi pada seorang kolega saya. Dia mengemudi dari salah satu tampilan sistem penyimpanan Vostok dan sistem penyimpanan ini tergeletak di bagasi mobilnya (bukan E124, tentu saja, lebih sederhana). Dalam perjalanan, dia menangkap salah satu perwakilan pelanggan (orang yang sangat penting, bekerja di posisi tinggi di salah satu instansi pemerintah), dan di dalam mobil mereka kira-kira melakukan percakapan berikut:
Kolega saya: “Kami baru saja menunjukkan sistem penyimpanan di Elbrus, hasilnya bagus, semua orang senang, omong-omong, sistem penyimpanan ini juga akan berguna untuk industri Anda”
Pelanggan: “Saya tahu Anda memiliki sistem penyimpanan, tapi Elbrus jenis apa yang Anda bicarakan?”
Kolega saya: “Yah… prosesor Rusia Elbrus, mereka baru saja merilis 8, dalam hal kinerja untuk sistem penyimpanan, oleh karena itu, kami membuat lini sistem penyimpanan baru di dalamnya, yang disebut Vostok”
Pelanggan: “Elbrus adalah gunung! Dan jangan menyuarakan dongeng tentang prosesor Rusia di masyarakat yang sopan, ini semua dilakukan hanya untuk menyerap anggaran, kenyataannya tidak ada dan tidak akan terjadi apa-apa.”
Kolega saya: "Dengan kondisi? Bolehkah sistem penyimpanan khusus ini ada di bagasi saya? Ayo berhenti sekarang, akan kutunjukkan padamu!”
Pelanggan: “Senang rasanya menderita dengan omong kosong, mari kita lanjutkan, tidak ada “sistem penyimpanan Rusia” - ini pada dasarnya tidak mungkin”
Pada saat itu, orang penting itu tidak ingin mendengar apa pun lagi tentang Elbrus. Tentu saja, saat ia mengklarifikasi informasi tersebut, ia mengaku salah, namun tetap saja hingga akhir ia tidak percaya dengan kebenaran informasi tersebut.
Faktanya, pasca runtuhnya Uni Soviet, negara kita justru terhenti dalam pengembangan produksi mikroelektronika. Ada yang diekspor dan dicuri untuk kepentingan perusahaan transnasional, ada yang dicuri oleh perusahaan privatisasi lokal, tentu saja ada yang diinvestasikan, tetapi terutama untuk kepentingan perusahaan transnasional yang sama. Pohonnya sudah ditebang, namun akarnya tetap ada.
Setelah hampir 30 tahun ilusi mengenai topik “Barat akan membantu kita,” menjadi jelas bagi hampir semua orang bahwa kita hanya dapat membantu diri kita sendiri, jadi kita perlu memulihkan produksi kita tidak hanya di bidang mikroelektronika, namun di semua industri. .
Saat ini, dalam konteks pandemi global dalam situasi di mana rantai produksi transnasional benar-benar terhenti, terlihat jelas bahwa pemulihan produksi lokal bukan lagi pengembangan anggaran, melainkan syarat kelangsungan hidup Rusia sebagai negara. sebuah negara merdeka.
Oleh karena itu, kami akan terus mencari dan menggunakan peralatan Rusia dalam kehidupan dan memberi tahu Anda tentang apa yang sebenarnya dilakukan perusahaan kami, masalah apa yang mereka hadapi, dan upaya besar apa yang mereka lakukan untuk menyelesaikannya.
Cukup sulit untuk membicarakan semua aspek produksi dalam satu artikel, sehingga sebagai bonus kami akan mengadakan diskusi online dalam format webinar tentang topik ini. Pada webinar ini, kami akan membahas secara detail dan jelas tentang aspek teknis produksi platform Yakhont untuk sistem penyimpanan Vostok dan akan menjawab semua pertanyaan, bahkan pertanyaan yang paling rumit sekalipun, secara online.
Teman bicara kami adalah perwakilan dari pengembang platform, perusahaan NORSI-TRANS. Webinar akan berlangsung pada 05.06.2020/XNUMX/XNUMX, bagi yang ingin berpartisipasi dapat mendaftar melalui link: .
Terima kasih semuanya, seperti biasa, kami menantikan komentar yang membangun.
Sumber: www.habr.com