Terkadang ide muncul tanpa studi yang tepat pada tahap awal, dan ide-ide ini, karena kredibilitas penulisnya, tampak sangat menjanjikan bagi semua anggota tim. Jadi, beberapa waktu yang lalu, kelompok perusahaan VIT dan ComBox Technology muncul dengan ide mengimplementasikan server yang didasarkan pada banyak mikrokomputer. Tujuan server adalah eksekusi jaringan saraf pada CPU dan GPU mikrokomputer. Diperkirakan faktor bentuk server masa depan adalah 1U, versi rack-mount. Dan semua akan baik-baik saja, hanya idenya termasuk pendinginan pasif, karena emisi panas yang diumumkan dari mikrokomputer yang diusulkan untuk digunakan adalah 25 W. Sebenarnya, komputer mikro yang diusulkan untuk implementasi adalah Intel NUC dengan prosesor Intel Core i5 dan GPU Iris Plus 655 terintegrasi 25 W, 1U, pendingin pasif, server - semua ini terdengar menggembirakan, tetapi nuansa mulai muncul.
Pertama, 8 komputer seharusnya mikrokomputer di server. Artinya, pembuangan panas sebanding dengan konsumsi daya sudah sama dengan 25 * 8 = 200 watt. Dan sudah pada tahap ini tidak ada pendinginan pasif dapat dikatakan, tetapi percobaan dilanjutkan. Termasuk, untuk alasan adaptasi lebih lanjut dari teknologi untuk pelaksanaan lampiran luar. Pengembangan perangkat keras berlangsung paralel dengan OCD pada penggunaan perangkat lunak yang diperlukan. Kami menggunakan kompleks untuk mendeteksi dan mengenali plat nomor dan merek / model kendaraan VIT yang disebut EDGE. Ternyata, ketika mengukur konsumsi daya pada beban 100%, Intel NUC8i5BEK mengkonsumsi 46 watt, bukan 25 yang dinyatakan. Dengan pendekatan ini, konsumsi daya dan pembuangan panas server sudah menjadi 46 * 8 = 368 watt. Dan ini tanpa memperhitungkan pasokan daya dan komponen tambahan.
Sebagai pendingin, kami menggunakan pelat tembaga setelah digiling dan ukiran khusus. Selanjutnya, pelat tembaga mengeluarkan panas ke penukar panas aluminium di bagian atas server. Karena kesalahan dalam perhitungan, penukar panas menempati 2/3 dari penutup atas dan terletak di kedua sisi secara paralel dengan 4 mikrokomputer di sepanjang sisi kiri dan kanan server. Di daerah pusat, ada catu daya 550 W di belakang dan router Mikrotik 1 Gbit di depan.
Fase desain server berdasarkan pada 8 mikrokomputerDan hasilnya ternyata:
NUC Server dengan Pendinginan PasifTentu saja, desain ini bekerja pada beban sedang, tetapi pada 100% itu terus memanas secara perlahan dan memberikan bagian yang signifikan dari panas bagi lingkungan. Bahkan di dalam kabinet server dengan koridor panas dan dingin, desain pasti memanaskan "tetangga" yang lebih tinggi. Mengurangi jumlah mikrokomputer menjadi 4 buah memungkinkan untuk menstabilkan suhu pemanasan dan menghindari pelambatan bahkan pada beban 100%, tetapi masalah “tetangga” yang lebih tinggi tetap ada.
Tumpukan solusi teknologi telah berbeda dalam dua arah:
- Pendinginan pasif Intel NUC8i5BEK dalam hal penggunaan eksternal
- Pendinginan udara aktif dalam sasis server 1U
Server 1U dengan 8 prosesor Core i5 dan 8 GPU terpasang
Ya, ya, itu banyak dan ya, itu mungkin. Bagaimana, Anda bertanya? Dengan menggabungkan beberapa mikrokomputer di dalam sasis 1U di tingkat jaringan melalui router. Khususnya, untuk implementasi jaringan saraf dan pemrosesan aliran RTSP yang masuk, solusi ini optimal. Selain itu, memungkinkan Anda untuk membangun sistem scalable berdasarkan sekelompok Docker, Docker Swarm dan Ansible.
Selama proses pengembangan, kami harus merancang beberapa versi berbeda:
Prototipe keputusan masa depan
Gagasan asli meninggalkan heat sink tembaga dan radiator aluminium yang telah terbukti, tetapi sekarang terletak langsung pada setiap node komputasi di dalam case. Selanjutnya, untuk menghilangkan panas, 2 kipas digunakan, dipasang di depan setiap modul komputasi, mengarahkan udara hangat dari koridor dingin ke panas (dari depan server). Untuk kontrol kipas aktif, papan khusus dikembangkan yang mengubah kecepatannya berdasarkan sensor suhu pada setiap komputer mikro. Karena kurangnya kebutuhan untuk PoE, router tidak memiliki pendinginan aktif, ia beralih ke pasif dengan pelepasan panas tidak lebih dari 10 watt. Catu daya dalam versi pertama tetap 500 W, tetapi dipasang pada tunggangan khusus dengan kemungkinan penggantian cepat, tetapi dengan pemadaman listrik. Untuk memantau status node komputasi, indikasi 8 dioda ditambahkan pada panel depan.
Prototipe NUC Server dari Teknologi ComBox, 8 CPU Core i5 dan 8 GPU Iris Plus 655 dalam faktor bentuk 1UKarakteristik teknis dari versi pertama server pada Intel NUC:
- Intel NUC8i5BEK (tanpa perumahan dengan sistem pendingin yang dimodifikasi), 8 pcs.
- AMD Radeon R7 Performance DDR4 SO-DIMM modul memori, 8 GB, 8 pcs.
- Modul memori tambahan DDR4 SO-DIMM Kingston, 4 GB, 8 pcs.
- SSD M.2 drive WD Green, 240Gb, 8 pcs.
- Kasus 1U (produksi sendiri)
- MikroTik RB4011iGS + RM Router (tanpa perumahan dengan sistem pendingin yang dimodifikasi), 1 pc.
- Menghubungkan kabel (kabel patch), 11 pcs.
- BP 94Y8187, 550 watt.
Bagaimana kelihatannya dalam proses kerja:
Versi Produksi NUC Server
Versi produksi telah mengalami perubahan signifikan. Alih-alih satu catu daya, 2 muncul di server dengan kemungkinan hot swapping. Kami menggunakan catu daya server yang ringkas 600 W dari Supermicro. Untuk modul komputasi, jejak kaki khusus muncul dan kemungkinan pertukaran panas mereka tanpa mematikan seluruh server. Banyak loop jaringan digantikan oleh busbar tetap yang terpasang di kursi. Komputer mikro arsitektur Friendly Pi Nano Pi ARM telah ditambahkan untuk mengelola server. Perangkat lunak telah ditulis dan diinstal untuk memeriksa dan memantau status node komputasi, melaporkan kesalahan dan me-reset perangkat keras dari node komputasi tertentu melalui GPIO, jika perlu. Kipas dalam versi produksi dipasang di belakang panel depan dalam arah dari koridor dingin menuju yang panas, dan sirip penukar panas aluminium sekarang diarahkan ke bawah daripada ke atas, yang membuat memori dan disk masing-masing node komputasi dapat diakses.
Intel NUC Outdoor Enclosure
Karena mikrokomputer itu sendiri tidak bersifat industri, penggunaan di luar ruang tidak hanya membutuhkan kasing, tetapi juga kondisi iklim yang tepat. Kami membutuhkan perlindungan dari debu dan kelembaban IP66, serta operasi suhu dari -40 hingga +50 derajat Celcius.
Kami menguji dua hipotesis untuk pembuangan panas yang efisien: pipa panas dan pelat tembaga sebagai heat sink. Yang terakhir ternyata lebih efektif, meskipun dengan area yang luas dan solusi yang lebih mahal. Sebagai penukar panas, semuanya juga menggunakan bantalan aluminium dengan dimensi tulang iga yang dihitung.
Untuk memulai perangkat di suhu di bawah nol, kami menggunakan keramik untuk pemanasan. Untuk kemudahan operasi dan implementasi di berbagai bidang, catu daya dari berbagai 6-36 V. dipasang.
Tujuan utama dari perangkat yang dihasilkan: pelaksanaan jaringan saraf sumber daya intensif di sekitar langsung dari sumber data. Tugas-tugas tersebut termasuk perhitungan lalu lintas penumpang di dalam kendaraan (mobil penumpang, kereta api), serta pemrosesan data yang terpusat pada deteksi wajah dan pengakuan dalam operasi industri.
Intel NUC di kandang luar, IP66 dengan modul iklimSkema Inferensi Hibrida Umum
Untuk kesimpulan, biasanya tiga jenis perangkat digunakan: server di pusat data, kamera dengan perangkat lunak yang diinstal untuk mendeteksi dan mengenali objek di dalamnya, dan mikrokomputer dari instalasi luar ruangan (yang terhubung dengan kamera, misalnya, melalui saklar). Selanjutnya, dari beberapa perangkat (misalnya, 2 server, 15 kamera, 30 mikrokomputer), diperlukan agregasi dan penyimpanan data (peristiwa).
Dalam solusi kami, kami menggunakan skema agregasi dan penyimpanan data berikut menggunakan sistem penyimpanan:
Skema umum inferensi hybrid