"它要身材玲瓏小巧,算力越大越好。"
"它要能耐住高溫,還要防塵、防腐、抗震。"
"它要在藍(lán)牙、WiFi、ZigBee、4G和5G里都游刃有余。"
"它要收放自如,能‘單打獨(dú)斗'也能‘組隊(duì)參戰(zhàn)'。"
……
北京2022年10月24日 /美通社/ -- 在新一代邊緣服務(wù)器產(chǎn)品規(guī)劃會(huì)上,浪潮信息研發(fā)工程師在筆記本上,記下了領(lǐng)導(dǎo)、同事和客戶們對(duì)于新一代邊緣服務(wù)器的諸多要求,這也意味著,接下來幾個(gè)月,他和同事們不眠不休的設(shè)計(jì)研發(fā)之路即將開始,滿足所有的客戶需求是他們的責(zé)任,一切皆有可能。
"模塊化"設(shè)計(jì)?專治各種眾口難調(diào)
小本上密密麻麻的各種需求,歸根結(jié)底就是一句話:以不變應(yīng)萬變,造一個(gè)在多樣化場景里都能游刃有余的"百變金剛"款邊緣服務(wù)器。
多樣化的邊緣場景有哪些呢?據(jù)IDC最新公布的中國邊緣服務(wù)器市場數(shù)據(jù)顯示,隨著數(shù)字世界和物理世界的深度融合,計(jì)算力也在從數(shù)據(jù)中心向邊緣不斷延伸,邊緣計(jì)算與AI、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算技術(shù)加速融合,推動(dòng)著制造、金融、通信、能源、交通行業(yè)智慧化轉(zhuǎn)型。智慧零售、智慧醫(yī)療、智慧金融、智慧交通、智慧高速、智慧油井、智慧煤礦、智慧海上風(fēng)電等等都需要邊緣計(jì)算的支撐,室內(nèi)室外,上山下海,這些遍布世界各個(gè)角落的邊緣服務(wù)器,所要適應(yīng)的運(yùn)行溫度、體積、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、適配的功能都不相同,差異性、碎片化的特征明顯。
其實(shí)不僅僅是環(huán)境不同,哪怕是同一條馬路的不同路口,同一個(gè)企業(yè)的不同廠房、礦井,都會(huì)有不同的場景,有的路口攝像頭從幾路到十幾路,需要算力階梯布局,有的礦井地處偏遠(yuǎn),要使用不同通信模式,有的可能因?yàn)榉蹓m要加強(qiáng)防護(hù)……所以很多種邊緣計(jì)算的應(yīng)用場景以前都依賴于量身定制的設(shè)備。比如石油行業(yè)中,不同礦井會(huì)使用不同的通信模式,有無線、有線、ZigBee工業(yè)接口等等。
但是,"量身定制"雖然可以體現(xiàn)嚴(yán)絲合縫的精致匠心,本身卻需要一定的設(shè)計(jì)生產(chǎn)周期,為了快速交付,就很難進(jìn)行全面的測試與售后保證,后期容易出現(xiàn)各種問題,導(dǎo)致邊緣服務(wù)器大規(guī)模落地存在困難,這也是制約邊緣計(jì)算快速發(fā)展的根本難題之一。
模塊化設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的前提。浪潮信息的研發(fā)工程師們此前在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域也遇到過定制化需求太多的問題:云計(jì)算時(shí)代,互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)高速增長,視頻、電商、通信不同業(yè)務(wù)場景會(huì)有不同的業(yè)務(wù)需求,浪潮信息也聯(lián)合CSP客戶,研發(fā)了可定制的模塊化式整機(jī)柜服務(wù)器,通過采用模塊化設(shè)計(jì),集中供電、散熱和管理,并可根據(jù)用戶需求,配置不同的節(jié)點(diǎn),靈活滿足不同應(yīng)用場景對(duì)硬件平臺(tái)的要求。其擁有更高的集成度,可以實(shí)現(xiàn)大顆粒一體化交付,從而大幅提高交付速度。目前整機(jī)柜服務(wù)器已經(jīng)進(jìn)入了越來越多的云數(shù)據(jù)中心。
從云計(jì)算到邊緣計(jì)算,面對(duì)的個(gè)性化場景越來越多,作為中國邊緣服務(wù)器市場第一的廠商,浪潮信息再次瞄準(zhǔn)模塊化設(shè)計(jì),"搭起了積木":通過將核心計(jì)算平臺(tái)、異構(gòu)加速平臺(tái)、IO模組、管理功能等模組進(jìn)行架構(gòu)解耦,實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化,讓算力能夠靈活擴(kuò)展,支持有線、無線不同通信標(biāo)準(zhǔn),給系統(tǒng)提供更多的IO擴(kuò)展和網(wǎng)絡(luò)選擇。
同樣的"積木",可以"搭"出"城堡"也能搭出"小屋",這樣搭配出的"百變"邊緣服務(wù)器能躋身偏遠(yuǎn)"蝸居"獨(dú)自美麗,也可以"抱團(tuán)"成為桌面級(jí)甚至機(jī)柜級(jí)微中心,最大化滿足客戶的需求。
為了"瘦身"從頭開始 改變以CPU為核心的設(shè)計(jì)架構(gòu)
不過,模塊化"搭積木"的思路要想實(shí)現(xiàn)還有重重難關(guān),邊緣服務(wù)器的"身材管理"成為接踵而來的一大難題:為了滿足多元化的邊緣計(jì)算場景,服務(wù)器內(nèi)部就要添加計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等各種硬件。硬件之間的接口、電壓、電流都不一樣,功能越多,服務(wù)器的結(jié)構(gòu)布局越復(fù)雜、信號(hào)、散熱也都面臨極大的挑戰(zhàn)。起初,結(jié)構(gòu)、信號(hào)、硬件和散熱工程師設(shè)計(jì)了三個(gè)月,經(jīng)過多輪討論,對(duì)內(nèi)部鏈路設(shè)計(jì)、熱設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)審,終于可以將產(chǎn)品盡量控制在一個(gè)長、寬約30cm的較小體積內(nèi)。
然而,這個(gè)"身材"還是無法滿足需求:浪潮信息的產(chǎn)品經(jīng)理們通過調(diào)研客戶現(xiàn)場發(fā)現(xiàn),邊緣服務(wù)器的部署空間十分有限,有可能在路邊的信控箱,油井現(xiàn)場的工控機(jī)……大部分的客戶希望服務(wù)器盡可能的小,長、寬能控制在20cm左右,還需要繼續(xù)瘦身。
設(shè)計(jì)就是為了滿足需求。螺螄殼里做道場,方寸之間做騰挪,要想在如此小的空間內(nèi),實(shí)現(xiàn)計(jì)算、異構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)、IO、管理等功能的兼容,以及性能和可靠性的最大化,只能從頭再來。
各種方法用盡,思路陷入僵局,忙了三個(gè)月,一切又回到原點(diǎn)。浪潮信息工程師沒有氣餒。一次尋常的復(fù)盤討論會(huì),腦力激蕩之下碰撞出了不一樣的火花:答案或許就在承載硬件的底板上,研發(fā)人員開始從頭開始,改變以往以CPU為核心的設(shè)計(jì)思路,轉(zhuǎn)而以系統(tǒng)架構(gòu)為核心去進(jìn)行設(shè)計(jì)。
以系統(tǒng)架構(gòu)為核心設(shè)計(jì)的首要工作,是針對(duì)差異化的客戶需求對(duì)功能進(jìn)行分區(qū),將計(jì)算平臺(tái)、IO、管理功能等模組進(jìn)行架構(gòu)解耦,重構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)化的模塊,并將同一模塊設(shè)計(jì)統(tǒng)一接口與底板連接。但在研發(fā)人員統(tǒng)一接口、標(biāo)準(zhǔn)化的過程中,計(jì)算模組中CPU又面臨PCIe資源不足,USB、UART資源無法滿足設(shè)計(jì)的問題。針對(duì)這些問題,研發(fā)人員引入了PCIe Switch芯片,將CPU 一組X2接口拓展為4個(gè)X1,統(tǒng)一了PCIe接口,并設(shè)計(jì)了復(fù)雜的USB、UART拓?fù)浼軜?gòu),充分滿足了系統(tǒng)在對(duì)外接口、對(duì)內(nèi)接口、調(diào)試接口等諸多方面的需要,實(shí)現(xiàn)了像x86、ARM等不同架構(gòu)的芯片可以通過統(tǒng)一的接口與底板相連。
方案實(shí)現(xiàn)的過程還有很多挑戰(zhàn),為了解決信號(hào)和散熱的平衡問題,研發(fā)人員多次調(diào)整內(nèi)部各個(gè)模塊布局,并將接口的設(shè)計(jì)從平行改成了疊放,內(nèi)部的布局從仿真到實(shí)物打樣也反復(fù)調(diào)整了很多遍,打磨每一個(gè)部件極致的統(tǒng)一性。這樣服務(wù)器就可以像,根據(jù)不同的場景需求,快速的組合,匹配合適的算力和功能。
最終,面向邊緣多樣化場景的各種痛點(diǎn)與不適,全新的邊緣模塊化設(shè)計(jì)架構(gòu)ECOM(Edge Computing Optional Module)打磨完成,歷時(shí)1年半之久。基于這一架構(gòu),浪潮信息工程師們研發(fā)出了全新邊緣服務(wù)器產(chǎn)品EIS800,EIS800室內(nèi)節(jié)點(diǎn)體積小巧,滿足企業(yè)信息化、云桌面等一般室內(nèi)應(yīng)用場景的溫度環(huán)境,室外節(jié)點(diǎn)可適應(yīng)-40°C-70°C環(huán)溫,具備工業(yè)級(jí)防水防塵特性,在智慧交通、電力巡檢等惡劣條件下也可高效穩(wěn)定運(yùn)行。
EIS800微中心節(jié)點(diǎn)支持多樣IO擴(kuò)展,部署形式靈活,可通過多節(jié)點(diǎn)堆疊的桌面級(jí)微中心和兩節(jié)點(diǎn)拼接上架的機(jī)柜級(jí)微中心部署。針對(duì)更高密度的部署需求,可通過整機(jī)柜形態(tài)一體交付,大幅提升邊緣場景下設(shè)備的運(yùn)維部署效率,并且能夠支撐更為復(fù)雜的AI負(fù)載??筛鶕?jù)邊緣室內(nèi)、室外、機(jī)房環(huán)境的差異化需求,提供單主機(jī)、、微中心3種形態(tài)的產(chǎn)品,每種形態(tài)的產(chǎn)品還可根據(jù)形成8種配置,實(shí)現(xiàn)靈活擴(kuò)展,重塑了邊緣服務(wù)器的形態(tài)。
靠才華取勝,還捧回個(gè)"顏值"大獎(jiǎng)
全新亮相的浪潮邊緣微服務(wù)器EIS800,外表線條流暢,設(shè)計(jì)低調(diào)極簡,機(jī)箱結(jié)構(gòu)可以組合出單主機(jī)、防水主機(jī)、數(shù)據(jù)中心節(jié)點(diǎn)各種形態(tài)的產(chǎn)品,內(nèi)部散熱模塊也可以兼顧主動(dòng)、被動(dòng)散熱,滿足多元的部署場景,靈活適應(yīng)室內(nèi)、室外、數(shù)據(jù)中心不同部署環(huán)境。同時(shí),服務(wù)器內(nèi)部,EIS800基于標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了內(nèi)部計(jì)算平臺(tái)、IO、管理功能等模組的架構(gòu)解耦,CPU可支持不同架構(gòu)的處理器,異構(gòu)模塊可承載階梯式AI算力,存儲(chǔ)、通信、管理接口等方面,也可根據(jù)通信、交通、制造、能源等不同場景的差異化需求隨需而變。憑借這一極致靈活的架構(gòu),浪潮信息邊緣微服務(wù)器EIS800獲得了2022年德國紅點(diǎn)設(shè)計(jì)大獎(jiǎng)。
當(dāng)下邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)正處于從星星點(diǎn)火向燎原之勢的演進(jìn)中,浪潮信息作為頭部企業(yè),一直致力于以開放的理念,推動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。目前邊緣模塊化設(shè)計(jì)ECOM已經(jīng)在ODCC開放設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),在ECOM架構(gòu)下,浪潮信息將以往設(shè)計(jì)門檻較高的CPU核心計(jì)算單元、BMC帶外管理單元、AI計(jì)算單元等關(guān)鍵部件,設(shè)計(jì)成標(biāo)準(zhǔn)化的部件模塊,并開放了產(chǎn)品化設(shè)計(jì),為推動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展具有重要意義。
算力終將在百變邊緣中無限延伸,技術(shù)也在時(shí)代浪潮洗禮下去蕪存菁,不斷迭代更新。術(shù)力有窮時(shí),想象無極限,就像在變與不變之間倍受"折磨"的浪潮技術(shù)工程師最終的領(lǐng)悟:在想象與得到之間,沒有改變的只有堅(jiān)持,需要努力的唯有強(qiáng)大。