Dag Allemaal. Zoals we beloofden, dompelen we Habr-lezers onder in de details van de productie van Russische hardwareplatforms voor Aerodisk Vostok-opslagsystemen op Elbrus-processors. In dit artikel beschrijven we stap voor stap de productie van het Yakhont-UVM E124-platform, dat effectief 5 schijven in 124 eenheden bevat, kan werken bij een temperatuur van +30 graden Celsius en tegelijkertijd niet alleen werkt, maar ook werkt Goed.
We organiseren ook een webinar op 05.06.2020/XNUMX/XNUMX, waar we gedetailleerd zullen praten over de technische nuances van de productie van Vostok-opslagsystemen en eventuele vragen zullen beantwoorden. U kunt zich voor het webinar inschrijven via de link:
Dus daar ga je!
Voordat we ingaan op het proces dat nu wordt georganiseerd, eerst een beetje historische achtergrond van twee jaar geleden. Op het moment dat de ontwikkeling van de in dit artikel beschreven platforms begon, bestonden de voorwaarden voor de productie ervan, op zijn zachtst gezegd, niet. Daar zijn redenen voor, ze zijn bij iedereen bekend: massaproductie (namelijk productie, niet opnieuw lijmen van stickers) van serverplatforms in Rusland was als klasse afwezig. Er waren aparte fabrieken die losse onderdelen konden produceren, maar in zeer beperkte mate en vaak op basis van verouderde technologieën. Daarom moesten we vrijwel “vanaf nul” beginnen en tegelijkertijd de productie van serveroplossingen in Rusland naar een kwalitatief nieuw niveau tillen.
Het proces van elke productie begint dus met een behoefte, die vervolgens wordt omgezet in algemene vereisten. Dergelijke eisen worden in eerste instantie gevormd door de ontwikkelaars van NORSI-TRANS in Nizjni Novgorod. Eisen komen uiteraard niet uit de lucht vallen, maar uit de behoeften van klanten. Dit is nog geen technische opgave, zoals het ten onrechte lijkt. In het stadium van algemene eisen is het onmogelijk om een volwaardige technische specificatie te maken, omdat er te veel onbekende productieomstandigheden zijn.
Ontwikkeling van een doelmodel: van idee tot implementatie
Nadat de algemene vereisten zijn gevormd, begint de selectie van de elementbasis. Uit historische informatie volgt dat de elementbasis niet bestaat, dat wil zeggen dat deze moet worden gecreëerd.
Om dit te doen, wordt een proefmonster samengesteld uit wat beschikbaar is op de open markt, dat op zijn minst enigszins vergelijkbaar is met het doelmonster. Vervolgens worden standaardtests van dit monster uitgevoerd om de prestaties ervan te bepalen. Als alles goed is, is de volgende stap het ontwikkelen van het doelmodel (2D en 3D).
Vervolgens begint de zoektocht naar Russische bedrijven die klaar zijn om met de productie van deze pilot te beginnen. De ontwikkelaars voeren de nodige wijzigingen door aan elk van de elementen van het product, gebaseerd op de mogelijkheden van een bepaalde onderneming.
Tijdens het ontwerpproces worden de nodige aanpassingen aan elk van de productelementen uitgevoerd. Tijdens het werken met het prototype werden bijvoorbeeld klassieke 12G SAS-expanders met een groot aantal draden gebruikt (erg groot, gezien het aantal schijven). Het is niet goedkoop, het is lastig voor dit specifieke platform, en bovendien zijn de expanders van de vijand buitenlands. Maar dit is een tijdelijke oplossing om het monster als geheel te testen en door te gaan naar de volgende fase. Het is echter niet geschikt om SAS-expanders te gebruiken voor de definitieve versie op een specifiek serverplatform.
We hebben geen vijandelijke expanders nodig, we maken onze eigen backplane met blackjack en sh...
Rekening houdend met toekomstige plannen voor productievolumes (duizenden servers), werd besloten om voor dit product (en uiteraard voor daaropvolgende) onze eigen SAS-backplane te ontwikkelen, die veel functioneler is dan een expander in relatie tot deze oplossing . Het ontwerp en de programmering van de backplane wordt uitgevoerd door hetzelfde team van ontwikkelaars, en de productie van de borden wordt uitgevoerd in de Microlit-fabriek in de regio Moskou (we beloven een apart artikel over deze fabriek en hoe moederborden voor Elbrus-processors worden daar afgedrukt).
Trouwens, hier is het eerste prototype, nu ziet het er compleet anders uit.
En hier zijn ze het aan het programmeren
Interessant feit: toen de ontwikkeling van de backplane begon en de ontwerpers zich tot de ontwikkelaar van de SAS3-chip wendden voor een referentiebordontwerp, bleek dat geen enkel bedrijf in Europa wist hoe ze hun eigen backplanes moesten ontwikkelen. Voorheen was er een joint venture tussen Fujitsu en Siemens, maar nadat Siemens Nixdorf Informations systeme AG de joint venture verliet en de volledige sluiting van de computerafdeling bij Siemens, ging de competentie op dit gebied in Europa verloren.
Hierdoor nam de chipontwikkelaar de ontwikkelingen van NORSI-TRANS aanvankelijk niet direct serieus, waardoor vertraging ontstond bij de ontwikkeling van het definitieve ontwerp. Het is waar dat later, toen de ernst van de bedoelingen en de competentie van het bedrijf NORSI-TRANS duidelijk werd en de backplane werd ontwikkeld en gedrukt, zijn houding ten goede veranderde.
Hoe koel je 124 schijven en een server in 5 eenheden en blijf je in leven?
Er was een aparte zoektocht met voedsel en verkoeling. Feit is dat het E124-platform, op basis van de vereisten, moet werken bij een temperatuur van 30 graden Celsius, en daar, gedurende een minuut, 124 goed verwarmde mechanische schijven in 5 eenheden en bovendien een moederbord met een processor (d.w.z. dit is geen domme JBOD, maar een volwaardige opslagsysteemcontroller met schijven).
Voor de koeling (behalve de kleine ventilatoren binnenin) hebben we uiteindelijk besloten om drie redelijk grote ventilatoren aan de achterkant van de behuizing te gebruiken, die allemaal hot-swappable zijn. Voor de normale werking van het systeem zijn er twee voldoende (de temperatuur verandert helemaal niet), dus u kunt veilig het werk van het vervangen van ventilatoren plannen en niet aan de temperatuur denken. Als je twee ventilatoren uitschakelt (bijvoorbeeld, volgens de wet van gemeenheid, terwijl de ene werd vervangen, ging de tweede kapot), dan kan het systeem met één ventilator ook normaal werken, maar de temperatuur zal met 10-20% stijgen procent, wat acceptabel is, op voorwaarde dat er binnenkort minstens één extra ventilator wordt geïnstalleerd.
Ook de fans bleken (zoals bijna al het andere) uniek te zijn. De reden voor het unieke karakter was één kostenpost. Onder bepaalde omstandigheden kan het gebeuren dat de ventilatoren, in plaats van lucht aan te zuigen, de hele behuizing van binnenuit blazen, deze naar binnen kunnen gaan zuigen, en dan "tot ziens", dat wil zeggen dat het platform snel oververhit raakt. Om een dergelijk probleem te voorkomen, zijn er daarom wijzigingen aangebracht in het ontwerp van de ventilator en hebben we onze eigen “knowhow” toegevoegd: een terugslagklep. Deze terugslagklep zorgt ervoor dat lucht rustig uit het platform wordt gezogen, maar blokkeert tegelijkertijd de mogelijkheid om toch lucht terug te zuigen.
In de fase van het testen van het koelsysteem waren er veel storingen, verschillende elementen van het systeem raakten oververhit en verbrandden, maar uiteindelijk slaagden de platformontwikkelaars erin een betere koeling te bereiken dan zelfs wereldberoemde concurrenten.
“Het dieet kan niet worden geschonden.”
Het was een soortgelijk verhaal met voedingen, d.w.z. ze zijn speciaal voor dit platform gemaakt en de reden is banaal. Elke eenheid kost veel geld, daarom is zo’n superdicht platform ontwikkeld en, als ik me niet vergis (correct in the comments if I’m wrong), is dit tot nu toe een wereldrecord, omdat Er zijn nog geen servers of JBOD's met een groot aantal schijven voor 5 eenheden.
Om het platform van stroom te voorzien en tegelijkertijd de mogelijkheid te organiseren om de voeding in de normale modus te vervangen, moest het totale vermogen van de actieve eenheden dus 4 kilowatt zijn (dergelijke oplossingen bestaan natuurlijk niet op de markt). markt), dus werden ze op bestelling gemaakt met de lancering van een productielijn voor massaproductie (ik wil u eraan herinneren dat er plannen zijn voor duizenden van dergelijke servers).
Zoals een van de belangrijkste ontwerpers van het platform het verwoordde: “De stromingen hier zijn als in een lasapparaat – dit is niet zo leuk :-)”
Tijdens het ontwerp was het ook mogelijk om de voeding niet alleen op 220V, maar ook op 48V te gebruiken, d.w.z. in OPC-architectuur, die nu erg belangrijk is voor telecomoperatoren en grote datacenters.
Hierdoor herhaalt de oplossing met stroomvoorziening de logica van de oplossing met koeling; het platform kan comfortabel functioneren met twee voedingen, waardoor vervangingswerkzaamheden zoals gebruikelijk kunnen worden uitgevoerd. Als er bij een ongeval slechts één van de drie voedingseenheden overblijft, kan deze bij piekbelasting het werk van het platform naar buiten trekken, maar het is natuurlijk onmogelijk om het platform in deze vorm te verlaten voor een lange tijd.
Metaal en plastic: niet alles is zo eenvoudig, zo blijkt.
Er zijn veel nuances in het platformontwikkelingsproces. Een soortgelijke situatie deed zich niet alleen voor bij elektronische componenten (risers, backplanes, moederborden, enz.), Maar ook bij gewoon metaal en plastic: bijvoorbeeld bij de behuizing, rails en zelfs schijfwagens.
Het lijkt erop dat er geen problemen mogen zijn met het lichaam en andere, minder intelligente elementen van het platform. Maar in de praktijk is alles anders. Toen de platformontwikkelaars voor het eerst verschillende Russische fabrieken met productiebehoeften benaderden, bleek dat de meeste van hen nogal onmoderne methoden gebruikten, die uiteindelijk zowel de kwaliteit als de kwantiteit van de producten beïnvloedden.
De eerste resultaten van de productie van cases werden hiervan een bevestiging. Onjuiste geometrie, ruwe lasnaden, onnauwkeurige gaten en soortgelijke kosten maakten het product ongeschikt voor gebruik.
De meeste fabrieken die serverbehuizingen konden maken, werkten toen (laat me u eraan herinneren dat we met ‘toen’ twee jaar geleden bedoelen) ‘op de ouderwetse manier’, dat wil zeggen, ze produceerden een heleboel ontwerpdocumentatie, in overeenstemming waarmee de De operator paste de werking van de machines handmatig aan, ook vaak werd in plaats van klinknagels metaallassen gebruikt. Als gevolg hiervan wierpen de lage mate van automatisering, de menselijke factor en de buitensporige bureaucratisering van de productie hun vruchten af. Het bleek lang, slecht en duur.
We moeten hulde brengen aan de fabrieken: veel van hen hebben hun productie sinds die tijd sterk gemoderniseerd. We verbeterden de kwaliteit van het lassen, beheersten het klinken en begonnen ook vaak CNC-machines (computer numerieke besturing) te gebruiken. Nu worden productgegevens in plaats van een heleboel documenten rechtstreeks vanuit 3D- en 2D-modellen in de CNC geladen.
CNC reduceert de tussenkomst van de machineoperator in het productieproces van het product tot een minimum, waardoor de menselijke factor het leven niet langer verstoort. De voornaamste zorg van de operator betreft vooral de voorbereidende en eindhandelingen: installatie en verwijdering van het product, het opstellen van gereedschappen, enz.
Als er nieuwe onderdelen verschijnen, staat de productie niet meer stil; om ze te produceren volstaat het om wijzigingen aan te brengen in de CNC-software. Dienovereenkomstig is de productietijd voor onderdelen voor nieuwe projecten bij fabrieken teruggebracht van maanden naar weken, wat goed nieuws is. En uiteraard is ook de nauwkeurigheid enorm toegenomen.
Moederborden en processor: geen probleem
Processoren en moederborden worden af fabriek als set geleverd. Deze productie is al redelijk goed ingeburgerd, dus NORSI voert standaard invoer- en uitvoercontrole uit op het niveau van voltooide platforms.
Elke set moederbord en processor wordt getest met software verkregen van MCST.
In het geval van bepaalde problemen (godzijdank zijn er maar heel weinig met het moederbord en de processor), is er een goed functionerende keten van het terugsturen van modules naar de fabrikant en het vervangen ervan.
Montage en eindcontrole
Om onze balalaika te laten spelen, hoeft u hem alleen nog maar in elkaar te zetten en te testen. Nu de productie op gang is, wordt het systeem op een standaardmanier in Moskou geassembleerd.
Elk systeem wordt geleverd met opstart-SSD's (voor het besturingssysteem) en volledige spindels (voor toekomstige gegevens).
Hierna begint het testen van de invoer van zowel het platform zelf als de daarop geïnstalleerde schijven. Om dit te doen, worden alle schijven in het systeem minimaal een uur lang geladen met autotests.
Op elke schijf wordt automatisch gelezen en geschreven, waarbij de leessnelheid, schrijfsnelheid en temperatuur van elke schijf worden geregistreerd. In de normale modus zou de gemiddelde temperatuur rond de 30-35 graden Celsius moeten zijn. Bij pieken kan elke individuele schijf tot 40 graden ‘stuiteren’. Als de temperatuur hoger wordt of de snelheid onder de lees-schrijfdrempels daalt, wordt de schijf rood en kan deze niet worden afgewezen. De componenten die de tests hebben doorstaan, worden verpakt voor verder gebruik.
Conclusie
Er is een mythe die actief wordt ondersteund door verschillende figuren dat “ze in Rusland niets anders weten te doen dan olie pompen.” Helaas vreet deze mythe zelfs in de hoofden van gerespecteerde en intelligente mensen.
Onlangs overkwam een collega van mij een opmerkelijk verhaal. Hij reed vanaf een van de displays van het Vostok-opslagsysteem en dit opslagsysteem lag in de kofferbak van zijn auto (niet de E124 natuurlijk, het is eenvoudiger). Onderweg nam hij een van de vertegenwoordigers van de klant gevangen (een zeer belangrijk persoon, werkt op een hoge positie bij een van de overheidsinstanties), en in de auto hadden ze ongeveer het volgende gesprek:
Mijn collega: “We hebben zojuist het opslagsysteem op Elbrus laten zien, de resultaten waren goed, iedereen was tevreden, dit opslagsysteem zal overigens ook nuttig zijn voor uw branche”
Klant: "Ik weet dat je opslagsystemen hebt, maar over wat voor Elbrus heb je het?"
Mijn collega: "Nou... de Russische processor Elbrus, ze hebben er onlangs 8 uitgebracht, in termen van prestaties voor opslagsystemen hebben we er daarom een nieuwe lijn opslagsystemen op gemaakt, genaamd Vostok"
Klant: “Elbrus is een berg! En vertel geen sprookjes over de Russische processor in de beleefde samenleving, dit wordt allemaal gedaan om budgetten op te vangen, in werkelijkheid is er niets en zal er niets gebeuren.
Mijn collega: "Aangaande met? Is het oké dat dit specifieke opslagsysteem in mijn kofferbak zit? Laten we nu stoppen, ik zal het je laten zien!
Klant: "Het is goed om met onzin te lijden, laten we verder gaan, er zijn geen 'Russische opslagsystemen' - dit is in principe onmogelijk"
Op dat moment wilde de belangrijke persoon niets meer over Elbrus horen. Natuurlijk gaf hij later, toen hij de informatie verduidelijkte, toe dat hij ongelijk had, maar toch geloofde hij tot het einde toe niet in de juistheid van deze informatie.
In feite stopte ons land na de ineenstorting van de USSR met de ontwikkeling van de productie van micro-elektronica. Er werd iets geëxporteerd en gestolen ten behoeve van transnationale bedrijven, er werd iets gestolen door het lokale privatiseringsbedrijf, er werd uiteraard iets geïnvesteerd, maar vooral ten behoeve van dezelfde transnationale bedrijven. De boom werd omgehakt, maar de wortel bleef.
Na bijna dertig jaar van illusies over het onderwerp ‘het Westen zal ons helpen’ is het voor bijna iedereen duidelijk geworden dat we alleen onszelf kunnen helpen, dus moeten we onze productie herstellen, niet alleen op het gebied van de micro-elektronica, maar in alle sectoren. .
Op dit moment wordt het, in de context van een mondiale pandemie, in een situatie waarin transnationale productieketens daadwerkelijk tot stilstand zijn gekomen, al duidelijk dat het herstel van de lokale productie niet langer de ontwikkeling van begrotingen is, maar een voorwaarde voor het voortbestaan van Rusland. een onafhankelijke staat.
Daarom zullen we Russische apparatuur in het leven blijven zoeken en gebruiken en u vertellen wat onze bedrijven feitelijk doen, met welke problemen ze worden geconfronteerd en welke gigantische inspanningen ze leveren om deze op te lossen.
Het is best lastig om in één artikel over alle aspecten van de productie te praten, daarom organiseren we als bonus een online discussie in webinarformaat over dit onderwerp. Tijdens dit webinar praten we gedetailleerd en in levendige kleuren over de technische aspecten van de productie van Yakhont-platforms voor Vostok-opslagsystemen en beantwoorden we alle, zelfs de meest lastige, vragen online.
Onze gesprekspartner zal een vertegenwoordiger zijn van de platformontwikkelaar, het bedrijf NORSI-TRANS. Het webinar vindt plaats op 05.06.2020/XNUMX/XNUMX; wie wil deelnemen, kan zich inschrijven via de link: .
Bedankt allemaal, zoals altijd kijken we uit naar constructieve reacties.
Bron: www.habr.com