Hei alle sammen. Som vi lovet, fordyper vi Habr-lesere i detaljene rundt produksjonen av russiske maskinvareplattformer for Aerodisk Vostok-lagringssystemer på Elbrus-prosessorer. I denne artikkelen vil vi beskrive trinn for trinn produksjonen av Yakhont-UVM E124-plattformen, som effektivt har 5 disker i 124 enheter, kan operere ved en temperatur på +30 grader Celsius, og samtidig ikke bare fungerer, men fungerer vi vil.
Vi arrangerer også et webinar 05.06.2020/XNUMX/XNUMX, hvor vi vil snakke i detalj om de tekniske nyansene ved produksjon av Vostok lagringssystem og svare på eventuelle spørsmål. Du kan melde deg på webinaret ved å bruke lenken:
Så det du går!
Før du dykker ned i prosessen som organiseres nå, litt historisk bakgrunn fra to år tilbake. På det tidspunktet utviklingen av plattformene beskrevet i denne artikkelen begynte, var betingelsene for produksjonen mildt sagt ikke-eksisterende. Det er grunner til dette, de er kjent for alle: masseproduksjon (nemlig produksjon, ikke re-liming av klistremerker) av serverplattformer i Russland var fraværende som klasse. Det var egne fabrikker som kunne produsere enkeltkomponenter, men på en svært begrenset måte og ofte basert på utdaterte teknologier. Derfor måtte vi starte så å si «fra scratch» og samtidig heve produksjonen av serverløsninger i Russland til et kvalitativt nytt nivå.
Så prosessen med enhver produksjon begynner med et behov, som deretter omdannes til generelle krav. Slike krav er i utgangspunktet dannet av utviklerne av NORSI-TRANS i Nizhny Novgorod. Krav er selvfølgelig ikke tatt ut av løse luften, men fra kundenes behov. Dette er ennå ikke en teknisk oppgave, som det feilaktig kan virke. På stadiet med generelle krav er det umulig å lage en fullverdig teknisk spesifikasjon, siden det er for mange ukjente forhold for produksjon.
Utvikling av målmodell: fra idé til gjennomføring
Etter at de generelle kravene er dannet, begynner valget av elementbasen. Fra historisk informasjon følger det at elementbasen ikke eksisterer, det vil si at den må opprettes.
For å gjøre dette, settes en pilotprøve fra det som er tilgjengelig på det åpne markedet, som i det minste er noe lik målet. Deretter utføres standardtester av denne prøven for å bestemme ytelsen. Hvis alt er bra, så er neste steg å utvikle målmodellen (2D og 3D).
Deretter begynner søket etter russiske bedrifter som er klare til å starte produksjonen av denne piloten.Utviklerne utfører de nødvendige modifikasjonene til hvert av elementene i produktet, basert på egenskapene til en bestemt bedrift.
Under designprosessen utføres de nødvendige modifikasjonene til hvert av produktelementene. For eksempel, mens du jobbet med prototypen, ble det brukt klassiske 12G SAS-utvidere med et stort antall ledninger (veldig stort, gitt antall disker). Det er ikke billig, det er upraktisk for denne spesielle plattformen, og dessuten er fiendens utvidere utenlandske. Men dette er en midlertidig løsning for å teste prøven som helhet og gå videre til neste trinn. Det er imidlertid ikke egnet å bruke SAS-utvidere for den endelige versjonen på en bestemt serverplattform.
Vi trenger ikke fiendtlige utvidere, vi lager vårt eget bakplan med blackjack og sh...
Med tanke på fremtidige planer for produksjonsvolumer (tusenvis av servere), ble det besluttet å utvikle for dette produktet (og, selvfølgelig, for påfølgende) vårt eget SAS-bakplan, som er mye mer funksjonelt enn en utvider i forhold til denne løsningen . Designet og programmeringen av bakplanet utføres av det samme teamet av utviklere, og produksjonen av brettene utføres ved Microlit-anlegget i Moskva-regionen (vi lover en egen artikkel om dette anlegget og hvordan hovedkort for Elbrus-prosessorer er trykt der).
Her er forresten den første prototypen, nå ser den helt annerledes ut.
Og her programmerer de det
Interessant faktum: Da utviklingen av bakplanet begynte, og designerne henvendte seg til utvikleren av SAS3-brikken for et referansebrettdesign, viste det seg at ikke et eneste selskap i Europa visste hvordan de skulle utvikle sine egne bakplan. Tidligere var det et Fujitsu-Siemens joint venture, men etter at Siemens Nixdorf Informations systeme AG forlot joint venture og fullstendig nedleggelse av dataavdelingen i Siemens, gikk kompetansen på dette området i Europa tapt.
Derfor tok ikke brikkeutvikleren umiddelbart utviklingen av NORSI-TRANS på alvor, noe som førte til forsinkelser i utviklingen av det endelige designet. Senere, da alvoret i intensjonene og kompetansen til NORSI-TRANS-selskapet ble åpenbart, og bakplanet ble utviklet og trykt, endret holdningen seg til det bedre.
Hvordan avkjøle 124 disker og en server i 5 enheter, og holde seg i live?
Det var et eget oppdrag med mat og nedkjøling. Faktum er at, basert på kravene, må E124-plattformen operere ved en temperatur på 30 grader Celsius, og der, i et minutt, 124 godt oppvarmede mekaniske disker i 5 enheter og dessuten et hovedkort med en prosessor (dvs. dette er ikke dum JBOD, men en fullverdig lagringssystemkontroller med disker).
For kjøling (bortsett fra de små viftene inni) bestemte vi oss til slutt for å bruke tre ganske store vifter på baksiden av dekselet, med hver enkelt hot-swappable. For normal drift av systemet er to nok (temperaturen endres ikke i det hele tatt), slik at du trygt kan planlegge arbeidet med å bytte vifter og ikke tenke på temperaturen. Hvis du slår av to vifter (for eksempel i henhold til slemhetsloven, mens den ene ble byttet ut, gikk den andre i stykker), kan systemet også fungere normalt med en vifte, men temperaturen vil øke med 10-20 % prosent, noe som er akseptabelt forutsatt at minst én til er installert vifte snart.
Fansen (som nesten alt annet) viste seg også å være unike. Årsaken til det unike var én kostnad. Under visse forhold kan det skje at viftene, i stedet for å suge luft, blåser hele saken fra innsiden, kan begynne å suge den inn, og deretter "farvel", det vil si at plattformen raskt vil overopphetes. Derfor, for å forhindre et slikt problem, ble det gjort endringer i viftedesignet, og vi la til vår egen "kunnskap" - en tilbakeslagsventil. Denne tilbakeslagsventilen lar rolig luft suges ut av plattformen, men blokkerer samtidig selve muligheten for å suge luft tilbake uansett.
På stadiet med å pilotere kjølesystemet var det mange feil, ulike elementer i systemet ble overopphetet og brant, men til slutt klarte plattformutviklerne å oppnå bedre kjøling enn til og med verdenskjente konkurrenter.
"Dietten kan ikke krenkes."
Det var en lignende historie med strømforsyninger, dvs. de ble laget spesielt for denne plattformen og årsaken er banal. Hver enhet er mye penger, og det er grunnen til at en så supertett plattform ble utviklet, og hvis jeg ikke tar feil (rett i kommentarene hvis jeg tar feil), er dette verdensrekord så langt, fordi Det er ingen servere eller JBOD-er med et stort antall disker for 5 enheter ennå.
For å gi strøm til plattformen og samtidig organisere muligheten for å erstatte strømforsyningen i normal modus, måtte den totale effekten til de aktive enhetene være 4 kilowatt (selvfølgelig er det ingen slike løsninger på markedet), så de ble laget på bestilling med lanseringen av en produksjonslinje for masseproduksjon (La meg minne deg på at det er planer om tusenvis av slike servere).
Som en av hoveddesignerne av plattformen sa det, "Strømmene her er som i en sveisemaskin - dette er ikke mye moro :-)"
Under konstruksjonen var det også mulig å drive strømforsyningen ikke bare på 220V, men også på 48V, dvs. i OPC-arkitektur, som nå er svært viktig for teleoperatører og store datasentre.
Som et resultat gjentar løsningen med strømforsyning logikken til løsningen med kjøling; plattformen kan komfortabelt operere med to strømforsyninger, noe som gjør det mulig å utføre erstatningsarbeid som vanlig. Hvis det i tilfelle en ulykke bare er én strømforsyningsenhet igjen av tre, vil den kunne trekke ut plattformens arbeid ved toppbelastning, men det er selvfølgelig umulig å forlate plattformen i denne formen i lang tid.
Metall og plast: ikke alt er så enkelt, viser det seg.
Det er mange nyanser i plattformutviklingsprosessen. En lignende situasjon skjedde ikke bare med elektroniske komponenter (stigerør, bakplan, hovedkort, etc.), men også med vanlig metall og plast: for eksempel med koffert, skinner og til og med diskvogner.
Det ser ut til at det ikke skal være noen problemer med kroppen og andre mindre intelligente elementer på plattformen. Men i praksis er alt annerledes. Da plattformutviklerne først henvendte seg til ulike russiske fabrikker med produksjonsbehov, viste det seg at de fleste av dem jobbet med ganske umoderne metoder, noe som til slutt påvirket både kvaliteten og kvantiteten på produktene.
De første resultatene av produksjonen av saker ble en bekreftelse på dette. Feil geometri, grove sveiser, unøyaktige hull og lignende kostnader gjorde produktet uegnet for bruk.
De fleste fabrikkene som kunne lage serveretuier fungerte da (la meg minne deg på at med "da" mener vi for 2 år siden) "på gammeldags måte", det vil si at de produserte en haug med designdokumentasjon, i samsvar med hvilke operatør manuelt justerte driften av maskinene, også ofte i stedet for nagler ble metallsveising brukt. Som et resultat bar den lave graden av automatisering, den menneskelige faktoren og overdreven byråkratisering av produksjonen frukter. Det ble langt, dårlig og dyrt.
Vi må hylle fabrikkene: Mange av dem har modernisert produksjonen kraftig siden den gang. Vi forbedret kvaliteten på sveising, mestret nagling, og begynte også ofte å bruke maskiner for numerisk styring (CNC). Nå, i stedet for massevis av dokumenter, lastes produktdata direkte fra 3D- og 2D-modeller inn i CNC.
CNC reduserer maskinoperatørens inngripen i produksjonsprosessen av produktet til et minimum, slik at den menneskelige faktoren ikke lenger forstyrrer livet. Operatørens hovedanliggende er hovedsakelig de forberedende og endelige operasjonene: installasjon og fjerning av produktet, oppsett av verktøy, etc.
Når nye deler dukker opp, stopper ikke produksjonen lenger, for å produsere dem er det nok å gjøre endringer i CNC-programvaren. Produksjonstiden for deler til nye prosjekter ved fabrikker er derfor redusert fra måneder til uker, noe som er gode nyheter. Og nøyaktigheten har selvfølgelig også økt kraftig.
Hovedkort og prosessor: ikke noe problem
Prosessorer og hovedkort kommer som et sett fra fabrikk. Denne produksjonen er allerede ganske godt etablert, så NORSI utfører standard input-kontroll og output-kontroll på nivå med ferdige plattformer.
Hvert sett med hovedkort og prosessor er testet med programvare hentet fra MCST.
Ved visse problemer (gudskjelov, det er svært få av dem med hovedkortet og prosessoren), er det en velfungerende kjede med å returnere moduler til produsenten og erstatte dem.
Montering og sluttkontroll
For at balalaikaen vår skal begynne å spille, gjenstår det bare å sette den sammen og teste den. Nå er produksjonen i gang, systemet er satt sammen på standard måte i Moskva.
Hvert system kommer med oppstarts-SSDer (for OS) og fulle spindler (for fremtidige data).
Etter dette begynner inndatatesting av både selve plattformen og diskene som er installert på den. For å gjøre dette blir alle disker i systemet lastet med autotester i minst en time.
Automatisk lesing og skriving utføres på hver disk, og registrerer lesehastigheten, skrivehastigheten og temperaturen på hver disk. I normal modus skal gjennomsnittstemperaturen være rundt 30-35 grader Celsius. Ved topper kan hver enkelt disk "sprette" opptil 40 grader. Hvis temperaturen blir høyere eller hastigheten faller under lese- og skriveterskelene, blir disken rød og klarer ikke å bli avvist. Komponentene som har bestått testene pakkes for videre bruk.
Konklusjon
Det er en myte som aktivt støttes av forskjellige figurer om at "i Russland vet de ikke hvordan de skal gjøre noe annet enn å pumpe olje." Dessverre spiser denne myten seg inn i hodet på selv respekterte og intelligente mennesker.
Nylig skjedde en bemerkelsesverdig historie med en kollega av meg. Han kjørte fra en av skjermene til Vostok-lagringssystemet, og dette oppbevaringssystemet lå i bagasjerommet på bilen hans (ikke E124, selvfølgelig, det er enklere). På veien fanget han en av kundens representanter (en veldig viktig person, jobber i en høy stilling i et av de offentlige etatene), og i bilen hadde de omtrent følgende samtale:
Min kollega: "Vi viste nettopp lagringssystemet på Elbrus, resultatene var gode, alle var fornøyde, forresten, dette lagringssystemet vil også være nyttig for din bransje"
Kunde: "Jeg vet at du har lagringssystemer, men hva slags Elbrus snakker du om?"
Min kollega: "Vel ... den russiske prosessoren Elbrus, de ga nylig ut 8, når det gjelder ytelse for lagringssystemer, vi laget derfor en ny linje med lagringssystemer på den, kalt Vostok"
Kunde: «Elbrus er et fjell! Og ikke si eventyr om den russiske prosessoren i det høflige samfunnet, alt dette gjøres bare for å absorbere budsjetter, i virkeligheten er det ingenting og ingenting vil skje."
Min kollega: "I form av? Er det greit at dette lagringssystemet er i bagasjerommet mitt? La oss slutte nå, jeg skal vise deg!"
Kunde: "Det er godt å lide med tull, la oss gå videre, det er ingen "russiske lagringssystemer" - dette er i utgangspunktet umulig"
I det øyeblikket ønsket ikke den viktige personen å høre noe mer om Elbrus. Selvfølgelig, senere, da han avklarte informasjonen, innrømmet han at han tok feil, men likevel, helt til slutten, trodde han ikke på sannheten til denne informasjonen.
Faktisk, etter sammenbruddet av Sovjetunionen, stoppet landet vårt faktisk i utviklingen av produksjon av mikroelektronikk. Noe ble eksportert og stjålet til fordel for transnasjonale selskaper, noe ble stjålet av det lokale privatiseringsselskapet, noe ble selvfølgelig investert, men hovedsakelig til fordel for de samme transnasjonale selskapene. Treet ble hugget ned, men roten ble igjen.
Etter nesten 30 år med illusjoner om temaet "Vesten vil hjelpe oss", har det blitt åpenbart for nesten alle at vi bare kan hjelpe oss selv, så vi må gjenopprette produksjonen vår ikke bare innen mikroelektronikk, men i alle bransjer .
For øyeblikket, i sammenheng med en global pandemi i en situasjon der transnasjonale produksjonskjeder faktisk har stoppet opp, er det allerede blitt klart at gjenoppretting av lokal produksjon ikke lenger er utvikling av budsjetter, men en betingelse for Russlands overlevelse som en uavhengig stat.
Derfor vil vi fortsette å lete etter og bruke russisk utstyr i livet og fortelle deg om hva bedriftene våre faktisk gjør, hvilke problemer de møter og hvilken enorm innsats de gjør for å løse dem.
Det er ganske vanskelig å snakke om alle aspekter av produksjonen i en artikkel, så som en bonus vil vi organisere en nettdiskusjon i webinarformat om dette emnet. På dette webinaret vil vi snakke i detalj og i detalj om de tekniske aspektene ved produksjonen av Yakhont-plattformer for Vostok-lagringssystemer og vil svare på alle, selv de mest vanskelige, spørsmålene på nettet.
Vår samtalepartner vil være en representant for plattformutvikleren, selskapet NORSI-TRANS. Webinaret vil finne sted 05.06.2020; de som ønsker å delta kan registrere seg via lenken: .
Takk alle sammen, som alltid, vi ser frem til konstruktive kommentarer.
Kilde: www.habr.com