“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)’。”
……
在新一代邊緣服務器產(chǎn)品規(guī)劃會上，浪潮信息研發(fā)工程師在筆記本上，記下了領導、同事和客戶們對于新一代邊緣服務器的諸多要求，這也意味著，接下來幾個月，他和同事們不眠不休的設計研發(fā)之路即將開始，滿足所有的客戶需求是他們的責任，一切皆有可能。
▌“模塊化”設計?專治各種眾口難調
小本上密密麻麻的各種需求，歸根結底就是一句話：以不變應萬變，造一個在多樣化場景里都能游刃有余的“百變金剛”款邊緣服務器。
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，計算力也在從數(shù)據(jù)中心向邊緣不斷延伸，邊緣計算與AI、物聯(lián)網(wǎng)、云計算技術加速融合，推動著制造、金融、通信、能源、交通行業(yè)智慧化轉型。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、智慧海上風電等等都需要邊緣計算的支撐，室內室外，上山下海，這些遍布世界各個角落的邊緣服務器，所要適應的運行溫度、體積、網(wǎng)絡環(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，同一個企業(yè)的不同廠房、礦井，都會有不同的場景，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，要使用不同通信模式，有的可能因為粉塵要加強防護……所以很多種邊緣計算的應用場景以前都依賴于量身定制的設備。比如石油行業(yè)中，不同礦井會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)嚴絲合縫的精致匠心，本身卻需要一定的設計生產(chǎn)周期，為了快速交付，就很難進行全面的測試與售后保證，后期容易出現(xiàn)各種問題，導致邊緣服務器大規(guī)模落地存在困難，這也是制約邊緣計算快速發(fā)展的根本難題之一。
模塊化設計、標準化產(chǎn)品是實現(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)中心領域也遇到過定制化需求太多的問題：云計算時代，互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務高速增長，視頻、電商、通信不同業(yè)務場景會有不同的業(yè)務需求，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柜服務器，通過采用模塊化設計，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，靈活滿足不同應用場景對硬件平臺的要求。其擁有更高的集成度，可以實現(xiàn)大顆粒一體化交付，從而大幅提高交付速度。目前整機柜服務器已經(jīng)進入了越來越多的云數(shù)據(jù)中心。
從云計算到邊緣計算，面對的個性化場景越來越多，作為中國邊緣服務器市場第一的廠商，浪潮信息再次瞄準模塊化設計，“搭起了積木”：通過將核心計算平臺、異構加速平臺、IO模組、管理功能等模組進行架構解耦，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。
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”邊緣服務器能躋身偏遠“蝸居”獨自美麗，也可以“抱團”成為桌面級甚至機柜級微中心，最大化滿足客戶的需求。
▌為了“瘦身”從頭開始 改變以CPU為核心的設計架構
不過，模塊化“搭積木”的思路要想實現(xiàn)還有重重難關，邊緣服務器的“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算場景，服務器內部就要添加計算、存儲、網(wǎng)絡等各種硬件。硬件之間的接口、電壓、電流都不一樣，功能越多，服務器的結構布局越復雜、信號、散熱也都面臨極大的挑戰(zhàn)。起初，結構、信號、硬件和散熱工程師設計了三個月，經(jīng)過多輪討論，對內部鏈路設計、熱設計進行評審，終于可以將產(chǎn)品盡量控制在一個長、寬約30cm的較小體積內。
然而，這個“身材”還是無法滿足需求：浪潮信息的產(chǎn)品經(jīng)理們通過調研客戶現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)，邊緣服務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……大部分的客戶希望服務器盡可能的小，長、寬能控制在20cm左右，還需要繼續(xù)瘦身。
設計就是為了滿足需求。螺螄殼里做道場,方寸之間做騰挪，要想在如此小的空間內，實現(xiàn)計算、異構、網(wǎng)絡、存儲、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，忙了三個月，一切又回到原點。浪潮信息工程師沒有氣餒。一次尋常的復盤討論會，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為核心的設計思路，轉而以系統(tǒng)架構為核心去進行設計。
以系統(tǒng)架構為核心設計的首要工作，是針對差異化的客戶需求對功能進行分區(qū)，將計算平臺、IO、管理功能等模組進行架構解耦，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。但在研發(fā)人員統(tǒng)一接口、標準化的過程中，計算模組中CPU又面臨PCIe資源不足，USB、UART資源無法滿足設計的問題。針對這些問題，研發(fā)人員引入了PCIe Switch芯片，將CPU 一組X2接口拓展為4個X1，統(tǒng)一了PCIe接口，并設計了復雜的USB、UART拓撲架構，充分滿足了系統(tǒng)在對外接口、對內接口、調試接口等諸多方面的需要，實現(xiàn)了像x86、ARM等不同架構的芯片可以通過統(tǒng)一的接口與底板相連。
方案實現(xiàn)的過程還有很多挑戰(zhàn)，為了解決信號和散熱的平衡問題，研發(fā)人員多次調整內部各個模塊布局，并將接口的設計從平行改成了疊放，內部的布局從仿真到實物打樣也反復調整了很多遍，打磨每一個部件極致的統(tǒng)一性。這樣服務器就可以像，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與不適，全新的邊緣模塊化設計架構ECOM(Edge Computing Optional Module)打磨完成，歷時1年半之久?；谶@一架構，浪潮信息工程師們研發(fā)出了全新邊緣服務器產(chǎn)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°C-70°C環(huán)溫，具備工業(yè)級防水防塵特性，在智慧交通、電力巡檢等惡劣條件下也可高效穩(wěn)定運行。
EIS800微中心節(jié)點支持多樣IO擴展，部署形式靈活，可通過多節(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，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?？筛鶕?jù)邊緣室內、室外、機房環(huán)境的差異化需求，提供單主機、、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，實現(xiàn)靈活擴展，重塑了邊緣服務器的形態(tài)。
▌靠才華取勝，還捧回個“顏值”大獎
全新亮相的浪潮邊緣微服務器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)點各種形態(tài)的產(chǎn)品，內部散熱模塊也可以兼顧主動、被動散熱，滿足多元的部署場景，靈活適應室內、室外、數(shù)據(jù)中心不同部署環(huán)境。同時，服務器內部，EIS800基于標準化、模塊化的設計，實現(xiàn)了內部計算平臺、IO、管理功能等模組的架構解耦，CPU可支持不同架構的處理器，異構模塊可承載階梯式AI算力，存儲、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，浪潮信息邊緣微服務器EIS800獲得了2022年德國紅點設計大獎。
當下邊緣計算產(chǎn)業(yè)正處于從星星點火向燎原之勢的演進中，浪潮信息作為頭部企業(yè)，一直致力于以開放的理念，推動整個產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。目前邊緣模塊化設計ECOM已經(jīng)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(chǎn)品化設計，為推動整個產(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，技術也在時代浪潮洗禮下去蕪存菁，不斷迭代更新。術力有窮時，想象無極限，就像在變與不變之間倍受“折磨”的浪潮技術工程師最終的領悟：在想象與得到之間，沒有改變的只有堅持，需要努力的唯有強大。
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