Ciao a tutti. Come promesso, stiamo immergendo i lettori di Habr nei dettagli della produzione di piattaforme hardware russe per i sistemi di archiviazione Aerodisk Vostok su processori Elbrus. In questo articolo descriveremo passo dopo passo la produzione della piattaforma Yakhont-UVM E124, che contiene effettivamente 5 dischi in 124 unità, può funzionare a una temperatura di +30 gradi Celsius e allo stesso tempo non solo funziona, ma funziona BENE.
Stiamo anche organizzando un webinar il 05.06.2020/XNUMX/XNUMX, dove parleremo in dettaglio delle sfumature tecniche della produzione del sistema di storage Vostok e risponderemo a qualsiasi domanda. È possibile registrarsi al webinar utilizzando il link:
Così ci si va!
Prima di immergerci nel processo che si sta organizzando ora, un po' di contesto storico di due anni fa. Al momento dell’inizio dello sviluppo delle piattaforme descritte in questo articolo, le condizioni per la loro produzione erano, per usare un eufemismo, inesistenti. Ci sono ragioni per questo, sono note a tutti: la produzione di massa (vale a dire la produzione, non il re-incollaggio degli adesivi) di piattaforme server in Russia era assente come classe. Esistevano fabbriche separate che potevano produrre singoli componenti, ma in modo molto limitato e spesso basandosi su tecnologie obsolete. Pertanto abbiamo dovuto ricominciare praticamente “da zero” e allo stesso tempo portare la produzione di soluzioni server in Russia a un livello qualitativamente nuovo.
Quindi, il processo di qualsiasi produzione inizia con un bisogno, che viene poi trasformato in requisiti generali. Tali requisiti sono inizialmente formati dagli sviluppatori di NORSI-TRANS a Nizhny Novgorod. I requisiti, ovviamente, non vengono presi dal nulla, ma dalle esigenze dei clienti. Non si tratta ancora di un compito tecnico, come potrebbe erroneamente sembrare. Nella fase dei requisiti generali, è impossibile elaborare una specifica tecnica completa, poiché ci sono troppe condizioni sconosciute per la produzione.
Sviluppo di un modello target: dall'idea alla realizzazione
Dopo aver formato i requisiti generali, inizia la selezione dell'elemento base. Dalle informazioni storiche risulta che l'elemento base non esiste, cioè deve essere creato.
A tale scopo viene assemblato un campione pilota basato su quanto disponibile sul mercato, che è almeno in qualche modo simile a quello target. Successivamente, vengono eseguiti test standard di questo campione per determinarne le prestazioni. Se tutto va bene, il passo successivo è sviluppare il modello target (2D e 3D).
Successivamente inizia la ricerca delle imprese russe pronte per iniziare la produzione di questo progetto pilota: gli sviluppatori apportano le modifiche necessarie a ciascuno degli elementi del prodotto, in base alle capacità di una particolare impresa.
Durante il processo di progettazione vengono apportate le modifiche necessarie a ciascuno degli elementi del prodotto. Ad esempio, durante il lavoro sul prototipo sono stati utilizzati i classici espansori SAS 12G con un numero elevato di fili (molto grandi, dato il numero di dischi). Non è economico, è scomodo per questa particolare piattaforma e inoltre gli espansori del nemico sono stranieri. Ma si tratta di una soluzione temporanea per testare il campione nel suo insieme e passare alla fase successiva. Tuttavia, non è adatto utilizzare gli espansori SAS per la versione finale su una piattaforma server specifica.
Non abbiamo bisogno di espansori nemici, creeremo il nostro backplane con blackjack e sh...
Tenendo conto dei piani futuri per i volumi di produzione (migliaia di server), si è deciso di sviluppare per questo prodotto (e, ovviamente, per quelli successivi) il nostro backplane SAS, che è molto più funzionale di un espansore rispetto a questa soluzione . La progettazione e la programmazione del backplane vengono eseguite dallo stesso team di sviluppatori e la produzione delle schede viene effettuata nello stabilimento Microlit nella regione di Mosca (promettiamo un articolo separato su questo impianto e su come vengono realizzate le schede madri per i processori Elbrus stampato lì).
A proposito, ecco il suo primo prototipo, ora sembra completamente diverso.
E qui lo stanno programmando
Fatto interessante: quando è iniziato lo sviluppo del backplane e i progettisti si sono rivolti allo sviluppatore del chip SAS3 per un progetto di scheda di riferimento, si è scoperto che nessuna azienda in Europa sapeva come sviluppare i propri backplane. In precedenza esisteva una joint venture Fujitsu-Siemens, ma dopo l'uscita di Siemens Nixdorf Informations systeme AG e la chiusura completa del reparto informatico di Siemens, la competenza in questo settore in Europa è andata perduta.
Pertanto, inizialmente lo sviluppatore del chip non ha preso subito sul serio gli sviluppi di NORSI-TRANS, il che ha causato ritardi nello sviluppo del progetto finale. È vero, più tardi, quando la serietà delle intenzioni e della competenza della società NORSI-TRANS divenne evidente e il backplane fu sviluppato e stampato, il suo atteggiamento cambiò in meglio.
Come raffreddare 124 dischi e un server in 5 unità e rimanere in vita?
C'era una ricerca separata con cibo e raffreddamento. Il fatto è che, in base ai requisiti, la piattaforma E124 deve funzionare a una temperatura di 30 gradi Celsius, e lì, per un minuto, 124 dischi meccanici ben riscaldati in 5 unità e, inoltre, una scheda madre con processore (ad es. questo non è uno stupido JBOD, ma un vero e proprio controller del sistema di archiviazione con dischi).
Per il raffreddamento (ad eccezione delle piccole ventole interne), alla fine abbiamo deciso di utilizzare tre ventole abbastanza grandi nella parte posteriore del case, ognuna sostituibile a caldo. Per il normale funzionamento del sistema ne bastano due (la temperatura non cambia affatto), quindi puoi pianificare in sicurezza il lavoro di sostituzione dei ventilatori e non pensare alla temperatura. Se spegni due ventole (ad esempio, secondo la legge della meschinità, mentre ne veniva sostituita una, la seconda si è rotta), anche con una ventola il sistema può funzionare normalmente, ma la temperatura aumenterà del 10-20% per cento, il che è accettabile a condizione che almeno un'altra ventola venga presto installata.
Anche i fan (come quasi tutto il resto) si sono rivelati unici. La ragione dell'unicità era un costo. In determinate condizioni può succedere che le ventole, invece di aspirare aria, soffiando l'intero case dall'interno, possano iniziare ad aspirarla, e poi “arrivederci”, cioè la piattaforma si surriscalderà rapidamente. Pertanto, per evitare questo problema, sono state apportate modifiche al design del ventilatore e abbiamo aggiunto il nostro "know-how": una valvola di ritegno. Questa valvola di ritegno consente tranquillamente di aspirare l'aria dalla piattaforma, ma allo stesso tempo blocca in ogni caso la possibilità stessa di risucchiare l'aria.
Nella fase di pilotaggio del sistema di raffreddamento, si sono verificati molti guasti, vari elementi del sistema si sono surriscaldati e bruciati, ma alla fine gli sviluppatori della piattaforma sono riusciti a ottenere un raffreddamento migliore anche rispetto ai concorrenti di fama mondiale.
"La dieta non può essere violata."
È stata una storia simile con gli alimentatori, ad es. sono stati realizzati appositamente per questa piattaforma e il motivo è banale. Ogni unità costa un sacco di soldi, motivo per cui è stata sviluppata una piattaforma così densa e, se non sbaglio (correggi nei commenti se sbaglio), questo è finora un record mondiale, perché Non esistono ancora server o JBOD con un numero elevato di dischi per 5 unità.
Pertanto, per fornire energia alla piattaforma e allo stesso tempo organizzare la possibilità di sostituire l'alimentatore in modalità normale, la potenza totale delle unità attive doveva essere di 4 kilowatt (ovviamente non esistono soluzioni del genere sul mercato mercato), quindi sono stati realizzati su ordinazione con l'avvio di una linea di produzione per la produzione di massa (vi ricordo che sono previsti migliaia di server di questo tipo).
Come ha affermato uno dei principali progettisti della piattaforma, "Le correnti qui sono come in una saldatrice - non è molto divertente :-)"
Durante la progettazione è stato anche possibile far funzionare l'alimentazione non solo a 220 V, ma anche a 48 V, cioè nell'architettura OPC, che ora è molto importante per gli operatori di telecomunicazioni e i grandi data center.
Di conseguenza, la soluzione con alimentatore ripete la logica della soluzione con raffreddamento; la piattaforma può funzionare comodamente con due alimentatori, il che rende possibile eseguire normalmente i lavori di sostituzione. Se in caso di incidente rimane solo un alimentatore su tre, sarà in grado di estrarre il lavoro della piattaforma al carico di punta, ma, ovviamente, è impossibile lasciare la piattaforma in questa forma per molto tempo.
Metallo e plastica: non tutto è così semplice, a quanto pare.
Ci sono molte sfumature nel processo di sviluppo della piattaforma. Una situazione simile si è verificata non solo con i componenti elettronici (montanti, backplane, schede madri, ecc.), ma anche con i normali metalli e plastica: ad esempio con il case, le guide e persino i carrelli dei dischi.
Sembrerebbe che non dovrebbero esserci problemi con la carrozzeria e con altri elementi meno intelligenti della piattaforma. Ma in pratica tutto è diverso. Quando gli sviluppatori della piattaforma si sono rivolti per la prima volta a varie fabbriche russe con esigenze di produzione, si è scoperto che la maggior parte di loro lavorava utilizzando metodi piuttosto non moderni, che alla fine hanno influito sia sulla qualità che sulla quantità dei prodotti.
I primi risultati della produzione dei casi ne sono stati la conferma. Geometria errata, saldature approssimative, fori imprecisi e costi simili hanno reso il prodotto inadatto all'uso.
La maggior parte delle fabbriche che potevano produrre case per server funzionavano allora (permettetemi di ricordarvi che con "allora" intendiamo 2 anni fa) "alla vecchia maniera", cioè producevano un sacco di documentazione di progettazione, in base alla quale il l'operatore regolava manualmente il funzionamento delle macchine, inoltre spesso veniva utilizzata la saldatura dei metalli al posto dei rivetti. Di conseguenza, il basso grado di automazione, il fattore umano e l’eccessiva burocratizzazione della produzione hanno dato i loro frutti. Si è rivelato lungo, cattivo e costoso.
Dobbiamo rendere omaggio alle fabbriche: da allora molte di loro hanno notevolmente modernizzato la loro produzione. Abbiamo migliorato la qualità della saldatura, padroneggiato la rivettatura e spesso abbiamo anche iniziato a utilizzare macchine a controllo numerico computerizzato (CNC). Ora, invece di tonnellate di documenti, i dati di prodotto vengono caricati direttamente dai modelli 3D e 2D nel CNC.
Il CNC riduce al minimo l'intervento dell'operatore della macchina nel processo di fabbricazione del prodotto, quindi il fattore umano non interferisce più con la vita. La preoccupazione principale dell'operatore riguarda principalmente le operazioni preparatorie e finali: installazione e rimozione del prodotto, messa a punto degli strumenti, ecc.
Quando compaiono nuovi pezzi, la produzione non si ferma più; per produrli è sufficiente apportare modifiche al software CNC. Di conseguenza, i tempi di produzione dei componenti per i nuovi progetti negli stabilimenti sono stati ridotti da mesi a settimane, il che è una buona notizia. E, naturalmente, anche la precisione è aumentata notevolmente.
Schede madri e processore: nessun problema
Processori e schede madri vengono forniti in set dalla fabbrica. Questa produzione è già abbastanza consolidata, quindi NORSI esegue il controllo standard degli input e il controllo degli output a livello delle piattaforme finite.
Ogni set di scheda madre e processore viene testato con il software ottenuto da MCST.
In caso di determinati problemi (grazie a Dio, ce ne sono pochissimi con la scheda madre e il processore), esiste una catena ben funzionante per restituire i moduli al produttore e sostituirli.
Assemblaggio e controllo finale
Affinché la nostra balalaika possa iniziare a suonare, non resta che assemblarla e testarla. Ora la produzione è in corso, il sistema viene assemblato in modo standard a Mosca.
Ogni sistema viene fornito con SSD di avvio (per il sistema operativo) e mandrini completi (per dati futuri).
Successivamente, inizia il test di input sia della piattaforma stessa che dei dischi installati su di essa. Per fare ciò, tutti i dischi del sistema vengono caricati con test automatici per almeno un'ora.
La lettura e la scrittura automatica vengono eseguite su ciascun disco, registrando la velocità di lettura, la velocità di scrittura e la temperatura di ciascun disco. In modalità normale, la temperatura media dovrebbe essere intorno ai 30-35 gradi Celsius. Nei picchi, ogni singolo disco può “rimbalzare” fino a 40 gradi. Se la temperatura aumenta o la velocità scende al di sotto delle soglie di lettura-scrittura, il disco diventa rosso e non viene rifiutato. I componenti che hanno superato i test vengono imballati per un ulteriore utilizzo.
conclusione
Esiste un mito, attivamente sostenuto da varie figure, secondo cui “in Russia non sanno fare altro che pompare petrolio”. Sfortunatamente, questo mito divora le teste anche delle persone rispettate e intelligenti.
Recentemente è accaduta una storia straordinaria a un mio collega. Stava guidando da uno dei display del sistema di archiviazione Vostok e questo sistema di archiviazione giaceva nel bagagliaio della sua auto (non l'E124, ovviamente, è più semplice). Lungo la strada, ha catturato uno dei rappresentanti del cliente (una persona molto importante, lavora in una posizione elevata in una delle agenzie governative), e in macchina hanno avuto più o meno la seguente conversazione:
Il mio collega: “Abbiamo appena mostrato il sistema di stoccaggio su Elbrus, i risultati sono stati buoni, tutti erano contenti, tra l’altro questo sistema di stoccaggio sarà utile anche per il vostro settore”
Cliente: "So che avete sistemi di archiviazione, ma di che tipo di Elbrus stai parlando?"
Il mio collega: "Bene... il processore russo Elbrus, ne ha recentemente rilasciato 8, in termini di prestazioni per i sistemi di archiviazione, di conseguenza abbiamo realizzato una nuova linea di sistemi di archiviazione, chiamata Vostok"
Cliente: “Elbrus è una montagna! E non raccontate favole sul processore russo nella società educata, tutto questo viene fatto solo per assorbire i budget, in realtà non c'è niente e non succederà nulla."
Il mio collega: "In termini di? Va bene che questo particolare sistema di archiviazione sia nel mio bagagliaio? Fermiamoci adesso, te lo faccio vedere!”
Cliente: "È bello soffrire con sciocchezze, andiamo avanti, non esistono "sistemi di stoccaggio russi" - questo è praticamente impossibile"
In quel momento la persona importante non voleva più sapere nulla di Elbrus. Naturalmente, più tardi, quando ha chiarito l'informazione, ha ammesso di aver sbagliato, ma fino alla fine non ha creduto alla veridicità di questa informazione.
Infatti, dopo il crollo dell'URSS, il nostro Paese ha effettivamente interrotto lo sviluppo della produzione microelettronica. Qualcosa è stato esportato e rubato a beneficio delle multinazionali, qualcosa è stato rubato dalla società di privatizzazione locale, qualcosa, ovviamente, è stato investito, ma principalmente a beneficio delle stesse multinazionali. L'albero fu abbattuto, ma la radice rimase.
Dopo quasi 30 anni di illusioni sul tema "l'Occidente ci aiuterà", è diventato ovvio a quasi tutti che possiamo aiutare solo noi stessi, quindi dobbiamo ripristinare la nostra produzione non solo nel campo della microelettronica, ma in tutti i settori. .
Al momento, nel contesto di una pandemia globale e in una situazione in cui le catene di produzione transnazionali si sono effettivamente fermate, sta già diventando chiaro che il ripristino della produzione locale non è più lo sviluppo dei budget, ma una condizione per la sopravvivenza della Russia come uno stato indipendente.
Pertanto, continueremo a cercare e utilizzare l'attrezzatura russa nella vita e a raccontarvi cosa fanno effettivamente le nostre aziende, quali problemi devono affrontare e quali sforzi titanici fanno per risolverli.
È abbastanza difficile parlare di tutti gli aspetti della produzione in un articolo, quindi come bonus organizzeremo una discussione online in formato webinar su questo argomento. In questo webinar parleremo in dettaglio e in dettaglio degli aspetti tecnici della produzione delle piattaforme Yakhont per i sistemi di storage Vostok e risponderemo a tutte le domande, anche quelle più complicate, online.
Il nostro interlocutore sarà un rappresentante dello sviluppatore della piattaforma, la società NORSI-TRANS. Il webinar si svolgerà il giorno 05.06.2020/XNUMX/XNUMX; chi volesse partecipare può registrarsi tramite il link: .
Grazie a tutti, come sempre, attendiamo commenti costruttivi.
Fonte: habr.com