С каждым новым поколением производственное оборудование становится умнее. Мы к этому, в общем-то, уже успели привыкнуть, и фраза «нужно обновить прошивки в лампочках» уже ассоциируется не с дюжими санитарами из скорой психиатрической помощи, а всего лишь с морокой и последующими проверками, все ли освещение осталось в рабочем состоянии. Но чем «умнее» оборудование, тем больший поток информации от встроенных в него датчиков оно генерирует, тем больше информации от него нужно обрабатывать и хранить, соответственно — повышаются требования к серверам, его обслуживающим.

На заре компьютеризации все было просто: ЭВМ стоит сама по себе в машинном зале, производственное оборудование — в цеху, от каждого датчика и исполнительного устройства протянут кабель к стойке ввода-вывода, находящейся обычно в том же машинном зале, что и ЭВМ, и все работает. Как обычно — прогресс неумолим: машинный зал постепенно превратился в гермозону с контролируемой атмосферой, жестко стабилизированной температурой и отфильтрованным от пыли воздухом, ЭВМ — в стойки с высокопроизводительными серверами, а количество точек контроля и управления выросло на порядки. Но идиллия оказалась под угрозой: большое расстояние между управляющим ядром и собственно самим управляемым оборудованием выливается во многие километры кабелей между ними и с усложнением систем растут риски, связанные с такой транспортной инфраструктурой.

Решение, казалось бы, лежит на поверхности: перенести «черновую обработку данных» прямо на место их появления, обмениваясь с «центром» уже высокоуровневой информацией. Так появились промышленные компьютеры — в отличие от «изнеженных» серверов, прохлаждающихся в гермозонах, эти брутальные устройства должны выдерживать все невзгоды цеха, от пыли и повышенных/пониженных температур до вибраций и электромагнитных наводок от лежащих рядом силовых кабелей.

У такой защищенности, правда, есть и обратная сторона: ограниченная производительность. Пассивное охлаждение (помним о пыли?) сразу же назначает «потолок» рассеиваемой мощности, исключающий использование старших моделей процессоров и тем более — многоядерных плат-ускорителей. Стойкая к вибрациям конструкция исключает использование плат расширения — то есть при необходимости изменить функциональность такого решения его нужно заменять целиком. В общем и целом функциональности и производительности таких «бронированных» систем если еще и хватало на какую-то агрегацию данных с датчиков перед отправкой потока в «центр», то с приходом управляющего программного обеспечения, завязанного на искусственный интеллект, стало понятно, что появилась насущная потребность в «промежуточном звене».

Понадобился сервер, который можно было бы смонтировать пусть не непосредственно на технологическом оборудовании, но где-то недалеко от него. Сервер, которому было бы достаточно просто закрытого шкафа, но производительность которого позволяла бы полноценно обрабатывать весь тот поток данных, что оборудование создает. Само название «пограничные вычисления» (Edge Computing) позиционирует такие устройства, как стоящие «на краю» вычислительной инфраструктуры: за ними — виртуализация и облака, перед ними — жестокий физический мир, с которым нужно взаимодействовать (часто — в режиме реального времени), оперативно и желательно не за все деньги мира менять конфигурацию под изменяющиеся задачи и требования, и все это — сохраняя высокую надежность в отнюдь не тепличных условиях окружающей среды производственного цеха.

Промышленный SuperServer E403-9P-FN2T

Новинка, представленная компанией Supermicro — SuperServer E403-9P-FN2T — как раз и представляет собой такой «пограничный сервер»: высокопроизводительный, легко конфигурируемый, но не требующий для эксплуатации трудно обеспечиваемых условий гермозоны. Построенная на базе специализированной системной платы Super X11SPW-TF, эта система поддерживает установку процессоров Intel Xeon Scalable второго поколения (Cascade Lake-SP) с TDP до 205 Вт, в список поддерживаемых входят модели с количеством ядер до 28. Памяти в сервер можно тоже поставить «от души» — в нем предусмотрено 6 слотов для регистровых RDIMM/LRDIMM DDR4-2933, в которые поместятся до 1,5 терабайт памяти.

Для расширения функциональности и/или повышения производительности в корпусе предусмотрено размещение до трех плат расширения PCIe — это могут быть как разнообразные ускорители, применяемые в системах искусственного интеллекта, так и, к примеру, дополнительные скоростные сетевые интерфейсы (среди вариантов комплектации есть и двухпортовый 25GbE интерфейс на контроллере Mellanox CX-4 LX). Возможности построения подсистемы хранения данных также достаточно разнообразны: помимо четырех отсеков для накопителей формата 2,5”, предусмотренных в корпусе, непосредственно на системную плату можно смонтировать накопитель M.2 2280 или 22110 (поддерживается как PCIe 3.0 x4, так и SATA) и два фирменных модуля SuperDOM.

Для связи с внешним миром у SuperServer E403-9P-FN2T есть полный набор интерфейсов, могущих понадобиться в промышленном устройстве: помимо основного двухпортового сетевого контроллера 10GbE, на системной плате расположен выделенный порт RJ45 LAN для управления по протоколу IPMI 2.0, есть четыре порта USB 3.0 и два USB 2.0, последовательный порт RS-232 и видеовыход VGA. Для питания всей этой системы используется встроенный в корпус блок питания мощностью 600 Вт с сертификацией 80-plus Gold со средним КПД около 90%.

Компоновка сервера SuperServer E403-9P-FN2T

Не правда ли, по описанию все это похоже на не самый простенький стоечный сервер? Вот тут-то и кроется главная «фишка» инновационного решения от Supermicro: все перечисленное выше смонтировано в корпусе шириной 267, высотой 109 и глубиной 406 миллиметров и массой немногим больше 8 килограммов. Этот SuperServer предназначен для установки просто в шкаф, за его охлаждение, построенное по системе back-to-front airflow, отвечают три 80 мм вентилятора, защищенные противопылевым фильтром, и все кабели к нему подводятся только с одной — лицевой — стороны. Таким образом, производство в лице SuperServer E403-9P-FN2T получает мощную «числодробилку» с производительностью на уровне самых серьезных однопроцессорных стоечных серверов, которую можно разместить непосредственно возле обслуживаемого технологического оборудования, без значительных затрат на обеспечение строгих и стабильных условий окружающей среды, традиционных для его стоечных собратьев.