Pozdravljeni vsi skupaj. Kot smo obljubili, bralce Habra potopimo v podrobnosti proizvodnje ruskih strojnih platform za sisteme za shranjevanje Aerodisk Vostok na procesorjih Elbrus. V tem članku bomo korak za korakom opisali proizvodnjo platforme Yakhont-UVM E124, ki dejansko drži 5 diskov v 124 enotah, lahko deluje pri temperaturi +30 stopinj Celzija, hkrati pa ne le deluje, ampak deluje dobro.
05.06.2020. XNUMX. XNUMX organiziramo tudi spletni seminar, kjer bomo podrobno govorili o tehničnih niansah proizvodnje skladiščnega sistema Vostok in odgovorili na vsa vprašanja. Na webinar se lahko prijavite na povezavi:
Torej, gremo!
Preden se poglobimo v proces, ki se zdaj organizira, malo zgodovinskega ozadja izpred dveh let. V času, ko se je začel razvoj platform, opisanih v tem članku, so bili pogoji za njihovo proizvodnjo, milo rečeno, nikakršni. Za to obstajajo razlogi, znani so vsem: masovna proizvodnja (namreč proizvodnja, ne ponovno lepljenje nalepk) strežniških platform v Rusiji ni bila razred. Obstajale so ločene tovarne, ki so lahko proizvajale posamezne komponente, vendar v zelo omejenem obsegu in pogosto na podlagi zastarelih tehnologij. Zato smo morali začeti tako rekoč »iz nič« in hkrati dvigniti proizvodnjo strežniških rešitev v Rusiji na kakovostno novo raven.
Torej se vsak proizvodni proces začne s potrebo, ki se nato spremeni v splošne zahteve. Takšne zahteve so sprva oblikovali razvijalci NORSI-TRANS v Nižnem Novgorodu. Zahteve seveda niso vzete iz nič, ampak iz potreb strank. To še ni tehnična naloga, kot se morda zmotno zdi. Na stopnji splošnih zahtev je nemogoče narediti popolno tehnično specifikacijo, saj je preveč neznanih pogojev za proizvodnjo.
Razvoj ciljnega modela: od ideje do izvedbe
Po oblikovanju splošnih zahtev se začne izbira elementne baze. Iz zgodovinskih informacij izhaja, da elementna baza ne obstaja, torej jo je treba ustvariti.
Za to se iz prosto dostopnega trga sestavi pilotni vzorec, ki je vsaj nekoliko podoben ciljnemu. Nato se izvedejo standardni testi tega vzorca, da se določi njegova učinkovitost. Če je vse v redu, je naslednji korak razvoj ciljnega modela (2D in 3D).
Nato se začne iskanje ruskih podjetij, ki so pripravljena začeti s proizvodnjo tega pilota.Razvijalci izvedejo potrebne spremembe vsakega elementa izdelka glede na zmogljivosti posameznega podjetja.
Med procesom načrtovanja se izvedejo potrebne spremembe vsakega od elementov izdelka. Na primer, pri delu s prototipom so bili uporabljeni klasični 12G SAS ekspanderji z velikim številom žic (zelo veliko glede na število diskov). Ni poceni, za to posebno platformo je neprijetno, poleg tega pa so sovražnikovi ekspanderji tuji. Toda to je začasna rešitev za testiranje vzorca kot celote in prehod na naslednjo stopnjo. Ni pa primerno uporabljati SAS razširiteljev za končno različico na določeni strežniški platformi.
Ne potrebujemo sovražnih ekspanderjev, sami si bomo naredili hrbtno ploščo z blackjackom in s...
Ob upoštevanju prihodnjih načrtov za obseg proizvodnje (na tisoče strežnikov) smo se odločili, da za ta izdelek (in seveda za naslednje) razvijemo lastno hrbtno ploščo SAS, ki je v primerjavi s to rešitvijo veliko bolj funkcionalna kot ekspander. . Oblikovanje in programiranje hrbtne plošče izvaja ista ekipa razvijalcev, proizvodnja plošč pa poteka v tovarni Microlit v moskovski regiji (obljubljamo ločen članek o tej tovarni in o tem, kako so matične plošče za procesorje Elbrus tam natisnjeno).
Mimogrede, tukaj je njegov prvi prototip, zdaj je videti popolnoma drugače.
In tukaj ga programirajo
Zanimivo dejstvo: ko se je začel razvoj hrbtne plošče in so se oblikovalci obrnili na razvijalca čipa SAS3 za referenčno zasnovo plošče, se je izkazalo, da niti eno podjetje v Evropi ne zna razviti lastne hrbtne plošče. Prej je obstajalo skupno podjetje Fujitsu-Siemens, po izstopu Siemensa Nixdorf Informations systeme AG iz skupnega podjetja in popolnem zaprtju računalniškega oddelka v Siemensu pa so bile kompetence na tem področju v Evropi izgubljene.
Zato razvijalec čipov sprva ni takoj resno vzel razvoja NORSI-TRANS, kar je povzročilo zamude pri razvoju končnega dizajna. Res je, da se je kasneje, ko je resnost namenov in usposobljenost podjetja NORSI-TRANS postala očitna, hrbtna plošča pa razvita in natisnjena, njegov odnos spremenil na bolje.
Kako ohladiti 124 diskov in strežnik v 5 enotah in ostati živ?
Ločena je bila naloga s hrano in hlajenjem. Dejstvo je, da mora na podlagi zahtev platforma E124 delovati pri temperaturi 30 stopinj Celzija, tam pa za minuto 124 dobro ogretih mehanskih diskov v 5 enotah in poleg tega matična plošča s procesorjem (t.i. to ni neumen JBOD, ampak popoln krmilnik sistema za shranjevanje z diski).
Za hlajenje (razen majhnih ventilatorjev v notranjosti) smo se na koncu odločili za uporabo treh dokaj velikih ventilatorjev na zadnji strani ohišja, pri čemer je vsakega mogoče zamenjati med vročim delovanjem. Za normalno delovanje sistema sta dovolj dva (temperatura se sploh ne spremeni), tako da lahko varno načrtujete delo pri zamenjavi ventilatorjev in ne razmišljate o temperaturi. Če izklopite dva ventilatorja (na primer, po zakonu zlobnosti, ko je bil eden zamenjan, se je drugi pokvaril), potem lahko z enim ventilatorjem sistem deluje tudi normalno, vendar se bo temperatura povečala za 10-20% odstotkov, kar je sprejemljivo pod pogojem, da bo kmalu nameščen vsaj še en ventilator.
Tudi navijači so se (kot skoraj vse drugo) izkazali za edinstvene. Razlog za edinstvenost je bil en strošek. V določenih pogojih se lahko zgodi, da ventilatorji, namesto da bi sesali zrak, pihajo celotno ohišje od znotraj, ga lahko začnejo sesati in takrat se »na svidenje«, torej platforma hitro pregreje. Zato smo, da bi preprečili takšno težavo, spremenili zasnovo ventilatorja in dodali lastno »know-how« - povratni ventil. Ta protipovratni ventil mirno omogoča sesanje zraka iz ploščadi, vendar hkrati blokira samo možnost sesanja zraka v vsakem primeru.
V fazi pilotiranja hladilnega sistema je bilo veliko okvar, različni elementi sistema so se pregrevali in zgorevali, a na koncu je razvijalcem platforme uspelo doseči boljše hlajenje kot celo svetovno znani konkurenti.
"Diete ni mogoče kršiti."
Podobna zgodba je bila z napajalniki, t.j. narejeni so bili posebej za to platformo in razlog je banalen. Vsaka enota je veliko denarja, zato je bila razvita tako super-gosta platforma in če se ne motim (popravite v komentarjih, če se motim), je to svetovni rekord doslej, saj Strežnikov ali JBOD-jev z velikim številom diskov za 5 enot še ni.
Tako je morala biti za zagotavljanje napajanja platforme in hkrati organiziranje možnosti zamenjave napajanja v normalnem načinu skupna moč aktivnih enot 4 kilovate (seveda teh rešitev na trg), zato so bili izdelani po naročilu z zagonom proizvodne linije za množično proizvodnjo ( Naj vas spomnim, da je v načrtih na tisoče takih strežnikov).
Kot je dejal eden od glavnih oblikovalcev platforme, "Tokovi tukaj so kot v varilnem stroju - to ni prav zabavno :-)"
Med projektiranjem je bilo možno tudi delovanje napajalnika ne le pri 220V, temveč tudi pri 48V, tj. v arhitekturi OPC, ki je zdaj zelo pomembna za telekomunikacijske operaterje in velike podatkovne centre.
Posledično rešitev z napajalnikom ponavlja logiko rešitve s hlajenjem, platforma lahko udobno deluje z dvema napajalnikoma, kar omogoča nadomestna dela kot običajno. Če v primeru nesreče ostane samo en napajalnik od treh, bo ta lahko izklopil delo ploščadi pri največji obremenitvi, seveda pa je nemogoče zapustiti ploščad v takšni obliki. za dolgo časa.
Kovina in plastika: ni vse tako preprosto, se izkaže.
V procesu razvoja platforme je veliko odtenkov. Podobna situacija se ni zgodila samo z elektronskimi komponentami (dvižnimi ploščami, hrbtnimi ploščami, matičnimi ploščami itd.), ampak tudi z navadno kovino in plastiko: na primer z ohišjem, tirnicami in celo nosilci diskov.
Zdi se, da s telesom in drugimi manj inteligentnimi elementi platforme ne bi smelo biti težav. Toda v praksi je vse drugače. Ko so se razvijalci platforme prvič obrnili na različne ruske tovarne s proizvodnimi potrebami, se je izkazalo, da večina dela po precej nemodernih metodah, kar je na koncu vplivalo tako na kakovost kot količino izdelkov.
Prvi rezultati proizvodnje ohišij so to potrdili. Zaradi napačne geometrije, grobih zvarov, nenatančnih lukenj in podobnih stroškov je bil izdelek neprimeren za uporabo.
Večina tovarn, ki so lahko izdelovale strežniška ohišja, je takrat (naj vas spomnim, da s »takrat« mislimo na 2 leti nazaj) delovalo »po starem«, torej so izdelale kup projektne dokumentacije, v skladu s katero je operater je ročno prilagajal delovanje strojev, pogosto je bilo namesto zakovic uporabljeno varjenje kovine. Posledično so nizka stopnja avtomatizacije, človeški faktor in pretirana birokratizacija proizvodnje obrodili sadove. Izkazalo se je dolgo, slabo in drago.
Treba je pokloniti tovarnam: mnoge od njih so od takrat močno posodobile svojo proizvodnjo. Izboljšali smo kakovost varjenja, osvojili kovičenje, pogosto pa smo začeli uporabljati tudi računalniško numerično vodene (CNC) stroje. Zdaj se namesto tone dokumentov podatki o izdelkih naložijo neposredno iz 3D in 2D modelov v CNC.
CNC zmanjša poseg operaterja stroja v proces izdelave izdelka na minimum, tako da človeški dejavnik ne posega več v življenje. Glavna skrb upravljavca so predvsem pripravljalne in končne operacije: namestitev in demontaža izdelka, nastavitev orodij itd.
Ko se pojavijo novi deli, proizvodnja ne miruje več, za njihovo izdelavo je dovolj, da spremenite programsko opremo CNC. Skladno s tem se je proizvodni čas za dele za nove projekte v tovarnah skrajšal z mesecev na tedne, kar je dobra novica. In seveda se je močno povečala tudi natančnost.
Matične plošče in procesor: ni problema
Procesorji in matične plošče so tovarniško priloženi. Ta proizvodnja je že precej uveljavljena, zato NORSI izvaja standardno vhodno kontrolo in izhodno kontrolo na nivoju gotovih platform.
Vsak sklop matične plošče in procesorja je preizkušen s programsko opremo, pridobljeno pri MCST.
V primeru določenih težav (hvala bogu, teh je zelo malo z osnovno ploščo in procesorjem) obstaja dobro delujoča veriga vračanja modulov proizvajalcu in njihove zamenjave.
Montaža in končna kontrola
Da bi naša balalajka začela igrati, jo je treba le sestaviti in preizkusiti. Zdaj je proizvodnja v teku, sistem je standardno sestavljen v Moskvi.
Vsak sistem ima zagonske diske SSD (za OS) in polna vretena (za prihodnje podatke).
Po tem se začne vhodno testiranje same platforme in diskov, nameščenih na njej. Da bi to naredili, so vsi diski v sistemu naloženi s samodejnimi testi vsaj eno uro.
Na vsakem disku se izvaja avtomatsko branje in pisanje, pri čemer se beleži hitrost branja, hitrost pisanja in temperatura vsakega diska. V normalnem načinu mora biti povprečna temperatura okoli 30-35 stopinj Celzija. Na konicah lahko vsak posamezen disk "odbije" do 40 stopinj. Če se temperatura dvigne ali hitrost pade pod pragove za branje in pisanje, se disk obarva rdeče in ga ni mogoče zavrniti. Komponente, ki so prestale teste, so zapakirane za nadaljnjo uporabo.
Zaključek
Obstaja mit, ki ga aktivno podpirajo različne številke, da "v Rusiji ne znajo narediti ničesar, razen črpati nafto." Na žalost se ta mit razjeda v glave celo spoštovanih in inteligentnih ljudi.
Pred kratkim se je mojemu kolegu zgodila izjemna zgodba. Vozil se je z enega od prikazovalnikov sistema za shranjevanje Vostok in ta sistem za shranjevanje je ležal v prtljažniku njegovega avtomobila (seveda ne E124, preprosteje je). Na poti je ujel enega od predstavnikov stranke (zelo pomembna oseba, zaposlena na visokem položaju v eni od vladnih agencij), v avtu pa sta se pogovarjala približno takole:
Moj kolega: »Pravkar smo pokazali skladiščni sistem na Elbrusu, rezultati so bili dobri, vsi so bili zadovoljni, mimogrede, ta skladiščni sistem bo uporaben tudi za vašo industrijo«
Stranka: "Vem, da imate sisteme za shranjevanje, toda o kakšnem Elbrusu govorite?"
Moj kolega: "No ... ruski procesor Elbrus, pred kratkim so izdali 8, kar zadeva zmogljivost za sisteme za shranjevanje, smo temu primerno naredili novo linijo sistemov za shranjevanje na njem, imenovano Vostok."
Stranka: "Elbrus je gora! In ne govorite pravljic o ruskem procesorju v vljudni družbi, vse to se dela samo za črpanje proračunov, v resnici ni in nič se ne bo zgodilo.«
Moj kolega: "V smislu? Ali je v redu, da je ta sistem za shranjevanje v mojem prtljažniku? Takoj prenehajmo, ti bom pokazal!«
Stranka: »Dobro je trpeti z neumnostmi, gremo naprej, »ruskih sistemov za shranjevanje« ni - to je v bistvu nemogoče«
V tistem trenutku pomembna oseba ni hotela več slišati o Elbrusu. Seveda je kasneje, ko je informacijo pojasnil, priznal, da se je motil, a vseeno do zadnjega ni verjel v resničnost te informacije.
Pravzaprav se je po razpadu ZSSR naša država dejansko ustavila v razvoju proizvodnje mikroelektronike. Nekaj je bilo izvoženega in ukradenega v korist transnacionalnih korporacij, nekaj je ukradlo lokalno privatizacijsko podjetje, nekaj je bilo seveda vloženega, vendar predvsem v korist istih transnacionalnih korporacij. Drevo so posekali, a korenina je ostala.
Po skoraj 30 letih iluzij na temo "Zahod nam bo pomagal" je skoraj vsem postalo očitno, da si lahko pomagamo le sami, zato moramo obnoviti svojo proizvodnjo ne le na področju mikroelektronike, ampak v vseh panogah. .
V tem trenutku, v kontekstu globalne pandemije v razmerah, ko so se transnacionalne proizvodne verige dejansko ustavile, že postaja jasno, da obnova lokalne proizvodnje ni več razvoj proračunov, temveč pogoj za preživetje Rusije kot samostojna država.
Zato bomo še naprej iskali in uporabljali rusko opremo v življenju ter vam povedali, kaj naša podjetja pravzaprav počnejo, s kakšnimi težavami se soočajo in s kakšnimi ogromnimi napori se trudijo, da bi jih rešili.
Težko je govoriti o vseh vidikih proizvodnje v enem članku, zato bomo kot bonus organizirali spletno razpravo v obliki webinarja na to temo. Na tem spletnem seminarju bomo podrobno in podrobno govorili o tehničnih vidikih proizvodnje platform Yakhont za sisteme za shranjevanje Vostok in odgovorili na vsa, tudi najbolj zapletena, vprašanja na spletu.
Naš sogovornik bo predstavnik razvijalca platforme, podjetja NORSI-TRANS. Webinar bo potekal 05.06.2020. XNUMX. XNUMX, vsi, ki se želite udeležiti, se lahko prijavite preko povezave: .
Hvala vsem, kot vedno se veselimo konstruktivnih komentarjev.
Vir: www.habr.com