Здраво свима. Као што смо обећали, читаоце Хабра урањамо у детаље производње руских хардверских платформи за системе складиштења Аеродиск Восток на процесорима Елбрус. У овом чланку ћемо описати корак по корак производњу платформе Иакхонт-УВМ Е124, која ефективно држи 5 диска у 124 јединица, може радити на температури од +30 степени Целзијуса, а истовремено не само да ради, већ и ради. добро.
Такође организујемо вебинар 05.06.2020, где ћемо детаљно разговарати о техничким нијансама производње Восток система складиштења и одговорити на сва питања. Можете се пријавити за вебинар користећи линк:
Па, идемо!
Пре него што уђемо у процес који се сада организује, мало историјске позадине од пре две године. У време када је почео развој платформи описаних у овом чланку, услови за њихову производњу били су, најблаже речено, непостојећи. Постоје разлози за то, они су свима познати: масовна производња (наиме производња, а не поновно лепљење налепница) серверских платформи у Русији је била одсутна као класа. Постојале су засебне фабрике које су могле да производе појединачне компоненте, али на веома ограничен начин и често засноване на застарелим технологијама. Због тога смо морали да почнемо практично „од нуле“ и да истовремено подигнемо производњу серверских решења у Русији на квалитативно нови ниво.
Дакле, процес сваке производње почиње са потребом, која се затим трансформише у опште захтеве. Такве захтеве у почетку формирају програмери НОРСИ-ТРАНС у Нижњем Новгороду. Захтеви, наравно, нису извучени из ваздуха, већ из потреба купаца. Ово још увек није технички задатак, како се погрешно чини. У фази општих захтева немогуће је направити потпуну техничку спецификацију, јер постоји превише непознатих услова за производњу.
Развој циљног модела: од идеје до реализације
Након што су формирани општи захтеви, почиње одабир базе елемената. Из историјских информација произилази да база елемената не постоји, односно да се мора створити.
Да би се то урадило, саставља се пилот узорак од онога што је доступно на отвореном тржишту, што је барем донекле слично циљном. Затим се спроводе стандардни тестови овог узорка да би се утврдиле његове перформансе. Ако је све у реду, онда је следећи корак развој циљног модела (2Д и 3Д).
Затим почиње потрага за руским предузећима која су спремна да започну производњу овог пилота. Програмери врше неопходне модификације сваког од елемената производа, на основу могућности одређеног предузећа.
Током процеса пројектовања врше се неопходне модификације сваког елемента производа. На пример, током рада са прототипом коришћени су класични 12Г САС експандери са великим бројем жица (веома велики, с обзиром на број дискова). Није јефтино, незгодно је за ову платформу, а осим тога, непријатељски експандери су страни. Али ово је привремено решење за тестирање узорка у целини и прелазак на следећу фазу. Међутим, није прикладно користити САС експандере за коначну верзију на одређеној серверској платформи.
Не требају нам непријатељски експандери, направићемо сопствену бацкплане са блацкјацк-ом и сх...
Узимајући у обзир будуће планове за обим производње (хиљаде сервера), одлучено је да се за овај производ (и, наравно, за наредне) развије сопствена САС бацкплане, која је много функционалнија од експандера у односу на ово решење . Дизајн и програмирање позадинске плоче врши исти тим програмера, а производња плоча се врши у фабрици Мицролит у Московској области (обећавамо посебан чланак о овој фабрици и како су матичне плоче за Елбрус процесоре тамо штампано).
Иначе, ево његовог првог прототипа, сада изгледа сасвим другачије.
И ево их програмирају
Занимљива чињеница: када је почео развој позадинске плоче, а дизајнери су се обратили програмеру САС3 чипа за дизајн референтне плоче, испоставило се да ниједна компанија у Европи не зна како да развије сопствену матичну плочу. Раније је постојало заједничко предузеће Фујитсу-Сиеменс, али након што је Сиеменс Никдорф Информатионс системе АГ напустио заједничко предузеће и потпуно гашење рачунарског одељења у Сименсу, компетенција у овој области у Европи је изгубљена.
Стога, програмер чипа у почетку није одмах схватио развој НОРСИ-ТРАНС-а озбиљно, што је изазвало кашњење у развоју коначног дизајна. Истина, касније, када је постала очигледна озбиљност намера и компетенције компаније НОРСИ-ТРАНС, а матична плоча развијена и штампана, његов став се променио на боље.
Како охладити 124 диска и сервер у 5 јединица и остати жив?
Постојала је посебна потрага са храном и хлађењем. Чињеница је да, на основу захтева, платформа Е124 мора да ради на температури од 30 степени Целзијуса, а ту се на минут поставља 124 добро загрејана механичка диска у 5 јединица и, штавише, матична плоча са процесором (тј. ово није глупи ЈБОД, већ пуноправни контролер система за складиштење са дисковима).
За хлађење (осим малих вентилатора у унутрашњости), на крају смо одлучили да користимо три прилично велика вентилатора на задњој страни кућишта, са сваким заменљивим током рада. За нормалан рад система довољна су два (температура се уопште не мења), тако да можете безбедно планирати рад замене вентилатора и не размишљати о температури. Ако искључите два вентилатора (на пример, по закону подлости, док је један био замењен, други се покварио), онда са једним вентилатором систем такође може нормално да ради, али ће се температура повећати за 10-20% одсто, што је прихватљиво под условом да се ускоро угради још најмање један вентилатор.
Навијачи (као и скоро све остало) су се такође показали јединственим. Разлог јединствености био је један трошак. У одређеним условима може се десити да вентилатори, уместо да усисавају ваздух, издувавајући цело кућиште изнутра, могу да почну да га усисавају, а затим „збогом“, односно платформа ће се брзо прегрејати. Због тога, да бисмо спречили овакав проблем, направљене су измене у дизајну вентилатора и додали смо сопствени „кнов-хов” - неповратни вентил. Овај неповратни вентил мирно дозвољава да се ваздух извуче из платформе, али истовремено блокира саму могућност усисавања ваздуха назад у сваком случају.
У фази пилотирања система за хлађење било је много кварова, разни елементи система су се прегревали и спаљивали, али су на крају програмери платформе успели да постигну боље хлађење од чак и светски познатих конкурената.
"Дијета се не може кршити."
Слична прича је била и са напајањима, тј. направљени су специјално за ову платформу и разлог је баналан. Свака јединица је много новца, због чега је развијена тако супер густа платформа и, ако се не варам (исправите у коментарима ако грешим), ово је до сада светски рекорд, јер Још увек нема сервера или ЈБОД-ова са великим бројем дискова за 5 јединица.
Тако је, да би се платформа обезбедила напајањем и истовремено организовала могућност замене напајања у нормалном режиму, укупна снага активних јединица морала да буде 4 киловата (наравно, оваква решења нема на тржиште), па су рађени по наруџбини уз покретање производне линије за масовну производњу (Да подсетим да постоје планови за хиљаде таквих сервера).
Како је рекао један од главних дизајнера платформе, „Струје су овде као у апарату за заваривање - ово није баш забавно :-)“
Током пројектовања, такође је било могуће управљати напајањем не само на 220В, већ и на 48В, тј. у ОПЦ архитектури, што је сада веома важно за телеком оператере и велике центре података.
Као резултат тога, решење са напајањем понавља логику решења са хлађењем, платформа може удобно да ради са два извора напајања, што омогућава да се замена обавља као и обично. Ако у случају несреће остане само једна јединица за напајање од три, она ће моћи да извуче рад платформе при вршном оптерећењу, али, наравно, немогуће је оставити платформу у овом облику дуже време.
Метал и пластика: није све тако једноставно, испоставило се.
У процесу развоја платформе постоји много нијанси. Слична ситуација се десила не само са електронским компонентама (подизачи, задње плоче, матичне плоче, итд.), већ и са обичним металом и пластиком: на пример, са кућиштем, шинама, па чак и носачима дискова.
Чини се да не би требало бити проблема са телом и другим мање интелигентним елементима платформе. Али у пракси је све другачије. Када су програмери платформе први пут приступили разним руским фабрикама са производним потребама, показало се да већина њих ради по прилично несавременим методама, што је на крају утицало и на квалитет и квантитет производа.
Први резултати производње кутија постали су потврда тога. Неправилна геометрија, груби завари, непрецизне рупе и слични трошкови учинили су производ неприкладним за употребу.
Већина фабрика које су могле да праве серверске кућишта радиле су тада (да подсетим да под „тада“ мислимо пре 2 године) „на старински начин“, односно производиле су гомилу пројектне документације, у складу са којом је оператер је ручно подешавао рад машина, а често се уместо заковица користило заваривање метала. Као резултат тога, низак степен аутоматизације, људски фактор и превелика бирократизација производње уродили су плодом. Испало је дуго, лоше и скупо.
Морамо одати признање фабрикама: многе од њих су од тада у великој мери модернизовали своју производњу. Побољшали смо квалитет заваривања, савладали закивање, а такође смо често почели да користимо машине за компјутерску нумеричку контролу (ЦНЦ). Сада, уместо тона докумената, подаци о производу се учитавају директно из 3Д и 2Д модела у ЦНЦ.
ЦНЦ интервенцију оператера машине у процесу производње производа своди на минимум, па људски фактор више не омета живот. Главна брига оператера су углавном припремне и завршне операције: уградња и уклањање производа, постављање алата итд.
Када се појаве нови делови, производња више не стаје да би се произвели, довољно је извршити промене у ЦНЦ софтверу; Сходно томе, време производње делова за нове пројекте у фабрикама је смањено са месеци на недеље, што је добра вест. И, наравно, прецизност је такође значајно порасла.
Матичне плоче и процесор: нема проблема
Процесори и матичне плоче долазе као сет из фабрике. Ова производња је већ прилично добро успостављена, тако да НОРСИ врши стандардну контролу улаза и излаза на нивоу готових платформи.
Сваки сет матичне плоче и процесора је тестиран софтвером добијеним од МЦСТ-а.
У случају одређених проблема (хвала Богу, мало их је са матичном плочом и процесором), постоји добро функционишући ланац враћања модула произвођачу и њихове замене.
Монтажа и завршна контрола
Да би наша балалајка почела да свира, остаје само да је саставимо и тестирамо. Сада је производња у току, систем се монтира на стандардни начин у Москви.
Сваки систем долази са ССД-овима за покретање (за ОС) и пуним вретенима (за будуће податке).
Након тога почиње тестирање улаза и саме платформе и дискова инсталираних на њој. Да бисте то урадили, сви дискови у систему се учитавају аутоматским тестовима најмање сат времена.
Аутоматско читање и писање се врши на сваком диску, бележећи брзину читања, брзину писања и температуру сваког диска. У нормалном режиму, просечна температура треба да буде око 30-35 степени Целзијуса. На врхунцу, сваки појединачни диск може „одскочити“ до 40 степени. Ако температура порасте или брзина падне испод прага за читање и уписивање, диск постаје црвен и не може да се одбаци. Компоненте које су прошле тестове се пакују за даљу употребу.
Закључак
Постоји мит који активно подржавају разне личности да „у Русији не знају да раде ништа осим да пумпају нафту“. Нажалост, овај мит изједа главе чак и поштованих и интелигентних људи.
Недавно се мом колеги догодила изузетна прича. Возио се са једног од дисплеја Восток система за складиштење и овај систем за складиштење је лежао у пртљажнику његовог аутомобила (не Е124, наравно, једноставније је). На путу је ухватио једног од представника купца (веома важна особа, ради на високом положају у једној од државних агенција), а у аутомобилу су имали отприлике следећи разговор:
Мој колега: „Управо смо показали систем за складиштење на Елбрусу, резултати су били добри, сви су били срећни, успут, овај систем складиштења ће такође бити користан за вашу индустрију“
Купац: „Знам да имате системе за складиштење, али о каквом Елбрусу говорите?“
Мој колега: „Па... руски процесор Елбрус, недавно су издали 8, што се тиче перформанси за системе за складиштење података, ми смо, сходно томе, направили нову линију система за складиштење података на њему под називом Восток“
Купац: „Елбрус је планина! И немојте причати бајке о руском процесору у пристојном друштву, све се то ради само да би се апсорбовали буџети, у стварности нема ништа и ништа се неће десити.
Мој колега: "У погледу? Да ли је у реду да је овај систем за складиштење у мом пртљажнику? Престанимо одмах, показаћу ти!
Купац: „Добро је патити се са глупостима, идемо даље, не постоје „руски системи за складиштење“ – то је у суштини немогуће“
У том тренутку важна особа није желела ништа више да чује о Елбрусу. Наравно, касније, када је разјаснио информацију, признао је да је погрешио, али ипак, до самог краја, није веровао у истинитост ове информације.
У ствари, након распада СССР-а, наша земља је заправо стала у развоју производње микроелектронике. Нешто је извезено и покрадено у корист транснационалних корпорација, нешто је покрала локална приватизациона компанија, нешто је, наравно, уложено, али углавном у корист истих транснационалних корпорација. Дрво је посечено, али корен је остао.
После скоро 30 година илузија на тему „Запад ће нам помоћи“, готово свима је постало очигледно да можемо само себи да помогнемо, па треба да обновимо своју производњу не само у области микроелектронике, већ у свим индустријама. .
Тренутно, у контексту глобалне пандемије у ситуацији када су транснационални производни ланци заправо стали, већ постаје јасно да обнављање локалне производње више није развој буџета, већ услов опстанка Русије као независна држава.
Стога ћемо наставити да тражимо и користимо руску опрему у животу и причамо о томе шта наше компаније заправо раде, са каквим се проблемима суочавају и какве титанске напоре улажу да их реше.
Прилично је тешко говорити о свим аспектима производње у једном чланку, па ћемо као бонус организовати онлајн дискусију у формату вебинара на ову тему. На овом вебинару ћемо детаљно и у живописним бојама говорити о техничким аспектима производње Иакхонт платформи за Восток системе за складиштење и одговорити на сва, чак и најшкакљивија питања на мрежи.
Наш саговорник ће бити представник девелопера платформе, компаније НОРСИ-ТРАНС. Вебинар ће се одржати 05.06.2020. они који желе да учествују могу се пријавити путем линка: .
Хвала свима, као и увек, радујемо се конструктивним коментарима.
Извор: ввв.хабр.цом