北京2022年12月9日 /美通社/ -- 邊緣的急劇裂變，會引發(fā)整個系統(tǒng)的重建。當邊緣計算風生水起，基礎設施也必然隨需而動。
根據(jù)IDC咨詢的預測，未來幾年，邊緣算力的投資增速將遠快于核心位置，到2025年，全球邊緣計算服務器占總體服務器支出比重將從14.4%升至24.9%；Gartner發(fā)布的《2022年中國信息和通信技術成熟度曲線》報告亦指出，隨著越來越多的企業(yè)對風險下降程度感到滿意，邊緣計算已進入快速增長階段。
面對快速增長的市場，如何面對應用場景的千變萬化是邊緣計算的最大難題，這意味著邊緣基礎設施底座需要具備萬物歸宗的稟賦，滿足各行業(yè)差異化的訴求。作為邊緣基礎設施中的核心角色，邊緣服務器必然擔綱重任，以產品創(chuàng)新謀求突圍。
“量身定制”的產品策略曾被寄予厚望。面對紛繁復雜的邊緣計算場景，很多廠商以定制化的方式應對特定需求，雖然取得一城一池的勝利，但由于設計生產周期過長、測試與售后服務難以保障等因素，無法實現(xiàn)規(guī)模化的推廣，不同類型定制化產品之間更是溝壑林立，最終反倒成了阻礙邊緣計算場景落地的絆腳石。
德內拉?梅多斯在其著作《系統(tǒng)之美》中指出，系統(tǒng)成功重建的關鍵是找到合適的“杠桿點”——改變系統(tǒng)中的連接或目標，會讓系統(tǒng)發(fā)生顯著變革。在邊緣計算領域，服務器產品研發(fā)的“杠桿點”究竟在哪里？在量身定制之外，是否有更優(yōu)的路徑選擇？
作為中國邊緣服務器市場第一的浪潮信息，找到了獨特的破解方案——模塊化設計。如果說模塊化是IT創(chuàng)新者們前往復雜新世界的常用密碼，那么突破傳統(tǒng)以計算為中心的研發(fā)思路，采用系統(tǒng)架構設計方式重構邊緣服務器各部件模塊，則是更具顛覆意義的闖關實踐。
以模塊化設計應對碎片化場景
客戶需求存在個性化與差異性，是市場不斷演進的必然結果，并非邊緣計算獨有的現(xiàn)象。
在數(shù)據(jù)中心領域，也遇到過類似的問題。伴隨云計算的高速增長，視頻、電商、通信等場景會有不同的業(yè)務需求。為了解決燃眉之急，浪潮信息聯(lián)合CSP客戶，研發(fā)出模塊化的整機柜服務器，集中供電、散熱和管理，并可根據(jù)需求配置不同的節(jié)點，靈活滿足各類應用場景對硬件平臺的要求。
顯而易見，模塊化是應對復雜環(huán)境的有效方式，但邊緣計算場景的碎片化程度更高，對設備所能適應的運行溫度、體積、網(wǎng)絡環(huán)境、適配功能千差萬別，很難簡單復制數(shù)據(jù)中心領域模塊化產品的研發(fā)路徑。
與數(shù)據(jù)中心相比，邊緣計算應用的細分度有幾何級數(shù)的上升：既有零售、醫(yī)療、金融等室內場景，又有交通、油井、煤礦、海上風電等室外環(huán)境，甚至同一個企業(yè)的不同廠房、礦井都有不同需求，同一條馬路的不同路口還要階梯式的算力布局。
場景的高度復雜必然帶來對產品本身的多重要求，疊加在一起的實現(xiàn)難度可想而知。在新一代邊緣服務器產品規(guī)劃會上，浪潮信息研發(fā)工程師在筆記本上，記下了客戶調研得出的邊緣服務器的諸多訴求：
“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”；“它要在藍牙、WiFi、ZigBee、4G和5G里都游刃有余”；“它要收放自如，能單打獨斗也能組隊參戰(zhàn)”……
盡管模塊化設計的難度系數(shù)增加了不少，但其整體的思維框架遠超傳統(tǒng)的“量身定制”，在邊緣計算領域依然存在突圍的可能。浪潮信息的研發(fā)工程師們知難而上，再次瞄準模塊化設計：通過將核心計算平臺、異構加速平臺、IO模組、管理功能等進行架構解耦，實現(xiàn)標準化、模塊化，讓算力能夠靈活擴展，支持有線、無線不同通信標準，給系統(tǒng)提供更多的IO擴展和網(wǎng)絡選擇。
以系統(tǒng)架構創(chuàng)新實現(xiàn)突破
當然，羅馬不是一天建成的。邊緣服務器的模塊化之路，首先要應對“極限瘦身”的挑戰(zhàn)。
為了滿足多元化的邊緣計算需求，服務器內部要添加計算、存儲、網(wǎng)絡等各種硬件。然而，硬件之間的接口、電壓、電流都不一樣，服務器的結構布局越復雜，信號、散熱等方面的隱患就會陡增。
經過三個月的日夜奮戰(zhàn)，浪潮信息的工程師對內部鏈路和熱設計進行反復驗證，終于將產品控制在長、寬約30cm的較小體積內?？墒?，這個身材還是“胖”了點——產品經理們在調研客戶現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)，邊緣服務器的部署空間十分有限，長、寬控制在20cm左右才更具競爭力。
看似只有10cm的差距，實際上要在顯著瘦身的前提下再減掉1/3的“體重”，談何容易？既有的方法已用到了極致，另辟蹊徑方有望走出困局。
在不知經歷了多少次復盤討論會后，浪潮信息的工程師們碰撞出新的火花——答案或許就在承載硬件的底板上。研發(fā)人員決定從頭開始，改變過往以CPU為核心的設計思路，轉而以系統(tǒng)架構為核心進行設計。
以CPU為核心推進產品設計，是可上溯至Win-Tel時代的強大路徑依賴。雖然近年來XPU以及異構計算的迅猛發(fā)展，但以計算為核心的產品創(chuàng)新思路的影響綿延至今，要真正跳出窠臼殊為不易。
以系統(tǒng)架構為核心進行產品設計，必須基于差異化的客戶需求對功能進行分區(qū)，將計算平臺、IO、管理功能等模組做架構解耦，重構成標準化的模塊，并將同一模塊設計統(tǒng)一接口與底板連接。
這畢竟是嶄新的嘗試，研發(fā)人員很快發(fā)現(xiàn)計算模組中CPU面臨PCIe資源不足、USB和UART無法滿足設計要求的難題。針對上述問題，研發(fā)人員引入PCIe Switch芯片，將CPU一組X2接口拓展為4個X1，并設計復雜的USB、UART拓撲架構，滿足系統(tǒng)在對外、對內、調試接口等方面的需要，使x86、ARM等不同架構的芯片可通過統(tǒng)一的接口與底板相連。
在信號和散熱之間尋求平衡，同樣不容忽視。研發(fā)人員為此將接口設計從平行改成疊放，并從仿真到實物打樣反復調整內部各個模塊布局，達成每一個部件極致的統(tǒng)一性。在此基礎上，邊緣服務器才能根據(jù)不同的場景需求，進行快速的組合，匹配合適的算力和功能。
從架構設計到產品落地
歷時1年半年多的研發(fā)，全新的邊緣模塊化設計架構ECOM（Edge Computing Optional Module）最終打磨完成。從架構設計到產品落地，還有很長的路要走。
浪潮信息深諳此道，基于ECOM架構，推出邊緣服務器新品EIS800。EIS800室內節(jié)點體積小巧，滿足企業(yè)信息化、云桌面等一般室內應用場景的溫度環(huán)境；室外節(jié)點可適應-40攝氏度～70攝氏度環(huán)溫，具備工業(yè)級防水防塵特性，在智慧交通、電力巡檢等極端條件場景亦可高效穩(wěn)定運行。
值得關注的是，EIS800微中心節(jié)點支持多樣IO擴展，部署形式靈活，可達成多節(jié)點堆疊的桌面級微中心和兩節(jié)點拼接上架的機柜級微中心部署。針對更高密度的部署需求，EIS800可通過整機柜形態(tài)一體交付，大幅提升邊緣場景下設備的運維部署效率，并且能夠支撐更為復雜的AI負載。
“極致瘦身”的獨創(chuàng)架構，使EIS800具備秀外慧中的特質，并獲得2022年德國紅點設計大獎。一方面，EIS800外表線條流暢，設計低調極簡，機箱結構可以組合出單主機、防水主機、數(shù)據(jù)中心節(jié)點等形態(tài)的產品；另一方面，EIS800基于標準化、模塊化的設計，實現(xiàn)內部計算平臺、IO、管理功能等模組的架構解耦，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。
獨樂樂不如眾樂樂。浪潮信息作為中國邊緣服務器市場第一的廠商，一直致力于以開放的理念，推動整個產業(yè)的快速發(fā)展。目前，邊緣模塊化設計ECOM已經在ODCC開放設計標準，在ECOM架構下，浪潮信息將以往設計門檻較高的CPU核心計算單元、BMC帶外管理單元、AI計算單元等關鍵部件，設計成標準化的部件模塊，并開放了產品化設計，ECOM開放的邊緣計算產業(yè)標準，將助推行業(yè)伙伴加速產品開發(fā)，有利于邊緣計算整個產業(yè)的健康成長。
以模塊化為支點，從系統(tǒng)架構設計入手，浪潮信息撬動起邊緣計算服務器的發(fā)展空間，并將惠及千行百業(yè)的數(shù)字化轉型。邊緣計算的新生態(tài)正蓬勃向上，浪潮信息的同路人會紛至沓來。
