北(bei)京(jing)2022年12月9日 /美通社(she)/ -- 邊(bian)緣的急劇裂變，會(hui)引(yin)發整個系(xi)統的重(zhong)建(jian)。當邊(bian)緣計算風(feng)生(sheng)水起，基礎(chu)設施也必然隨需而動。

根據IDC咨詢(xun)的(de)預測(ce)，未來(lai)幾年，邊(bian)緣算力的(de)投資增速將(jiang)遠(yuan)快(kuai)于核心位(wei)置，到2025年(nian)，全(quan)球邊緣(yuan)計算服務(wu)(wu)器占總體服務(wu)(wu)器支(zhi)出比重將從14.4%升至24.9%；Gartner發布的《2022年中國信息和通信技術成熟度曲(qu)線(xian)》報告(gao)亦指出(chu)，隨著越(yue)(yue)來越(yue)(yue)多(duo)的企業對(dui)風險(xian)下降程(cheng)度感到滿意，邊緣(yuan)計算已進入快速增長階段。

面(mian)對(dui)快速增長(chang)的(de)市場(chang)，如何面(mian)對(dui)應用(yong)場(chang)景的(de)千(qian)變萬化(hua)是邊(bian)緣計算(suan)的(de)最大(da)難題，這意味著邊(bian)緣基礎設(she)施(shi)底座需要具備萬物(wu)歸宗的(de)稟賦(fu)，滿足各行(xing)業差異化(hua)的(de)訴求。作為邊(bian)緣基礎設(she)施(shi)中(zhong)的(de)核心(xin)角色(se)，邊(bian)緣服務器必然擔(dan)綱重(zhong)任，以產品創新(xin)謀求突圍。

“量(liang)身定(ding)(ding)制(zhi)”的(de)(de)產(chan)(chan)品(pin)(pin)策(ce)略曾被寄予厚(hou)望。面對紛繁復雜(za)的(de)(de)邊緣(yuan)計(ji)(ji)算場景，很多廠商以(yi)定(ding)(ding)制(zhi)化的(de)(de)方式應對特定(ding)(ding)需求，雖(sui)然取得一城一池的(de)(de)勝(sheng)利，但由于設計(ji)(ji)生產(chan)(chan)周期過(guo)長、測(ce)試與售后服務(wu)難(nan)以(yi)保障(zhang)等因(yin)素(su)，無法實現規模(mo)化的(de)(de)推(tui)廣，不(bu)同類型定(ding)(ding)制(zhi)化產(chan)(chan)品(pin)(pin)之間更是溝壑林立，最終(zhong)反倒(dao)成了阻礙(ai)邊緣(yuan)計(ji)(ji)算場景落地的(de)(de)絆腳石。

德內(nei)拉(la)?梅(mei)多(duo)斯在(zai)其著作《系統(tong)(tong)之美》中(zhong)指出，系統(tong)(tong)成功(gong)重建的(de)關鍵是找到合適的(de)“杠桿點”——改變系統(tong)(tong)中(zhong)的(de)連接或目標，會讓系統(tong)(tong)發(fa)(fa)生顯著變革。在(zai)邊(bian)緣計算領域，服務器產品研(yan)發(fa)(fa)的(de)“杠桿點”究竟在(zai)哪里？在(zai)量(liang)身定制(zhi)之外，是否有更優的(de)路徑(jing)選擇？

作(zuo)為中國邊緣服務器市場第一(yi)的(de)(de)浪潮信息，找到了獨特的(de)(de)破(po)解方案——模(mo)塊(kuai)化設計。如果說模(mo)塊(kuai)化是IT創新者們前(qian)往復雜新世界的(de)常用密碼，那(nei)么(me)突破(po)傳統以計算為中心的(de)研(yan)發思路，采用系統架(jia)構設(she)計方式重(zhong)構邊(bian)緣服務器(qi)各(ge)部件(jian)模塊，則是更具(ju)顛覆意義的(de)闖關實踐。

以模塊化(hua)設計應對碎片化(hua)場景

客戶需求存在個(ge)性(xing)化與(yu)差異性(xing)，是市場不斷演進(jin)的必然(ran)結(jie)果(guo)，并非邊緣計(ji)算獨有(you)的現象。

在數(shu)據中(zhong)心領域，也遇到過類似(si)的(de)問題。伴隨(sui)云計(ji)算(suan)的(de)高速(su)增長，視頻(pin)、電商、通信(xin)等場景(jing)會有不同的(de)業務需求。為了解決燃眉之急(ji)，浪潮信(xin)息聯合CSP客戶，研發出模塊化的整機柜服務器，集(ji)中供電、散熱和管理，并可根據需求配(pei)置不同的節點，靈活滿(man)足各類應(ying)用場景(jing)對硬(ying)件平(ping)臺的要求。

顯而易見，模塊化(hua)是應對(dui)復雜環境(jing)的有效方式，但邊緣計(ji)算場景的碎片(pian)化(hua)程度(du)更高，對(dui)設備(bei)所(suo)能適應的運行溫度(du)、體積、網絡(luo)環境(jing)、適配功能千差(cha)萬(wan)別，很難簡單復制數據中心領域模塊化(hua)產品的研發路徑。

與(yu)數據中心相比，邊緣計算應用的細分度有幾(ji)何級數的上升：既有零(ling)售、醫療、金融等室(shi)(shi)內場景(jing)，又有交通、油(you)井、煤礦、海(hai)上風(feng)電(dian)等室(shi)(shi)外環境，甚至同(tong)一個企業的不同(tong)廠(chang)房、礦井都有不同(tong)需求(qiu)，同(tong)一條馬路的不同(tong)路口還要階梯式(shi)的算力(li)布局。

場(chang)景(jing)的高度(du)復雜必然帶來對產(chan)品(pin)本(ben)身的多重要求(qiu)，疊(die)加在(zai)(zai)一起的實(shi)現(xian)難度(du)可想而知。在(zai)(zai)新一代邊(bian)緣服(fu)務(wu)器產(chan)品(pin)規劃會上，浪潮(chao)信息研(yan)發工程師在(zai)(zai)筆記(ji)本(ben)上，記(ji)下了客戶調研(yan)得出的邊(bian)緣服(fu)務(wu)器的諸多訴求(qiu)：

“它要身材玲瓏小巧，算力(li)越大越好”；“它要能耐住(zhu)高溫，還要防塵、防腐、抗震”；“它要在藍(lan)牙、WiFi、ZigBee、4G和5G里都游(you)刃(ren)有余”；“它要(yao)收放自如，能單打獨斗(dou)也能組隊參戰”……

盡管模塊(kuai)化(hua)設計的(de)(de)難(nan)度系(xi)數增加(jia)了不少，但其整體的(de)(de)思維框架遠超傳統的(de)(de)“量(liang)身(shen)定(ding)制”，在(zai)邊緣計算領(ling)域(yu)依然存在(zai)突(tu)圍(wei)的(de)(de)可(ke)能。浪潮(chao)信息的(de)(de)研發工程(cheng)師們知難(nan)而上(shang)，再次瞄準模塊(kuai)化(hua)設計：通過將核心(xin)計算平臺、異構加(jia)速平臺、IO模組、管理功能等(deng)進行(xing)架構解耦，實現標(biao)準化(hua)、模塊化(hua)，讓算力(li)能夠靈活擴展，支持有線、無線不同通(tong)信標(biao)準，給系統提(ti)供更多(duo)的IO擴(kuo)展和網絡選(xuan)擇。

以系(xi)統(tong)架構創新(xin)實現突(tu)破(po)

當然(ran)，羅馬不(bu)是一天建成的。邊緣服務器的模塊化之(zhi)路(lu)，首先要(yao)應對“極限(xian)瘦(shou)身”的挑(tiao)戰。

為了滿足多元化(hua)的(de)邊(bian)緣計算需(xu)求(qiu)，服務器內部要添加計算、存儲、網絡等各(ge)種硬(ying)件。然而，硬(ying)件之間的(de)接口、電壓、電流都不一(yi)樣，服務器的(de)結構布局越復雜，信(xin)號、散熱等方面的(de)隱患就會(hui)陡增。

經過三(san)個月的日夜奮戰，浪潮(chao)信息的工程(cheng)師對(dui)內部鏈路和熱設計(ji)進行(xing)反復驗證，終(zhong)于將產品控制在(zai)長、寬(kuan)約30cm的較小體(ti)積內(nei)。可是，這個身(shen)材還是“胖”了(le)點(dian)——產品經(jing)理們在調研客戶現場(chang)發現，邊緣(yuan)服務器的部署空間十(shi)分有限，長、寬控制在20cm左右才更具競爭力(li)。

看似只有10cm的差距(ju)，實際(ji)上(shang)要在(zai)顯(xian)著瘦(shou)身的前提下再減(jian)掉1/3的(de)“體重”，談何容易(yi)？既有(you)的(de)方法(fa)已(yi)用到(dao)了極致，另辟蹊徑方有(you)望走出困局(ju)。

在不(bu)知經歷了多少次(ci)復盤討論會后，浪潮信(xin)息的工程(cheng)師們碰撞出新(xin)的火(huo)花——答案或許(xu)就在承載(zai)硬件的底(di)板(ban)上。研(yan)發人員決定從頭開(kai)始，改變(bian)過往(wang)以CPU為(wei)核(he)心的(de)設(she)計思路，轉而以系統架構為(wei)核(he)心進行設(she)計。

以(yi)CPU為核(he)心推進產品設計(ji)，是可上溯至(zhi)Win-Tel時代的強大路(lu)徑依(yi)賴。雖(sui)然近年(nian)來XPU以及(ji)異構計算的迅(xun)猛發展，但(dan)以計算為核心的產(chan)品創新(xin)思路的影響綿(mian)延至今，要真正跳出窠臼殊為不易。

以系統架(jia)構為核(he)心進行產品(pin)設計，必須基于差(cha)異化(hua)的客戶需求對功能進行分區，將計算平臺、IO、管理功能(neng)等模(mo)組(zu)做架(jia)構解耦，重構成標準化的(de)模(mo)塊，并將同一(yi)模(mo)塊設計統一(yi)接(jie)口與底板(ban)連接(jie)。

這(zhe)畢竟是嶄新的嘗試，研發人員很(hen)快發現計算(suan)模(mo)組中CPU面臨PCIe資源不(bu)足、USB和UART無法滿足設計要(yao)求的難題。針對上述問題，研(yan)發人員引入(ru)PCIe Switch芯片，將CPU一組X2接口拓展為(wei)4個X1，并(bing)設(she)計復雜的USB、UART拓撲架構，滿足系統(tong)在對(dui)外、對(dui)內、調(diao)試(shi)接(jie)口等方面(mian)的需要，使(shi)x86、ARM等不同(tong)架構的(de)芯片(pian)可(ke)通(tong)過統一(yi)的(de)接口與底板相連。

在信號和散熱(re)之間(jian)尋求平(ping)衡，同樣(yang)(yang)不容忽視。研發(fa)人(ren)員為(wei)此(ci)將接(jie)口設(she)計從平(ping)行改(gai)成(cheng)疊(die)放(fang)，并從仿真到實(shi)物打樣(yang)(yang)反復調整內部(bu)各個模塊布(bu)局(ju)，達成(cheng)每一個部(bu)件(jian)極致(zhi)的(de)統(tong)一性。在此(ci)基礎(chu)上，邊緣(yuan)服(fu)務器才能(neng)根據不同的(de)場景需(xu)求，進行快速的(de)組合，匹(pi)配合適的(de)算力和功能(neng)。

從架(jia)構設計到產品落地

歷時1年半年多(duo)的研發(fa)，全新的邊緣模塊化(hua)設計架(jia)構ECOM（Edge Computing Optional Module）最終打磨完成(cheng)。從架構設計(ji)到產(chan)品落地(di)，還有很長的(de)路(lu)要走。

浪潮信(xin)息深諳(an)此(ci)道，基于ECOM架構，推出邊緣服務器新品(pin)EIS800。EIS800室內節點(dian)體積小巧(qiao)，滿足企(qi)業信息化、云桌面等一般室內應(ying)用場(chang)景的溫度環境；室外節點(dian)可適應(ying)-40攝氏度～70攝氏度環溫，具備工業(ye)級防水防塵特(te)性(xing)，在智慧交(jiao)通(tong)、電力巡檢等極(ji)端條件(jian)場景亦可高效(xiao)穩定運行(xing)。

值得(de)關注的(de)是，EIS800微(wei)中心節點支持(chi)多樣IO擴展，部(bu)署形式靈活，可(ke)達成多(duo)節點(dian)堆疊(die)的(de)桌面級微中(zhong)心和兩節點(dian)拼接上(shang)架的(de)機(ji)柜級微中(zhong)心部(bu)署。針對更高密度(du)的(de)部(bu)署需(xu)求(qiu)，EIS800可(ke)通過整機柜形態一體交付，大幅提(ti)升邊緣(yuan)場(chang)景下設備的(de)運維部署效率，并(bing)且(qie)能夠支撐更為復雜的(de)AI負載。

“極致瘦身”的獨創架(jia)構，使EIS800具備秀外慧(hui)中的(de)特(te)質，并獲得2022年德國(guo)紅點設(she)計(ji)大獎。一方面，EIS800外表(biao)線條流(liu)暢(chang)，設(she)計低調極簡，機箱(xiang)結構可(ke)以組合出單主(zhu)(zhu)機、防水主(zhu)(zhu)機、數(shu)據中心(xin)節點等形態的產品；另一方面，EIS800基于標準化(hua)(hua)、模(mo)塊(kuai)化(hua)(hua)的設(she)計，實現內部計算平臺、IO、管(guan)理功(gong)能(neng)等(deng)模(mo)組的架構解耦，可根據通信、交通、制造、能(neng)源等(deng)不同場景的差異(yi)化(hua)需求隨需而變(bian)。

獨樂樂不(bu)如眾(zhong)樂樂。浪潮(chao)信息作為中(zhong)國邊(bian)緣(yuan)服務器市場第一的廠商，一直致(zhi)力于以(yi)開放的理念(nian)，推動整(zheng)個產(chan)業(ye)的快速發(fa)展(zhan)。目(mu)前，邊(bian)緣(yuan)模(mo)塊化設計ECOM已經在ODCC開放設(she)計(ji)標準，在ECOM架構下，浪(lang)潮信息將以往設(she)計門(men)檻較高(gao)的CPU核(he)心計算單元、BMC帶外管理(li)單元、AI計(ji)算單(dan)元等關鍵部件，設計(ji)成標準化(hua)的部件模塊，并開放了產品化(hua)設計(ji)，ECOM開放的邊緣計(ji)算(suan)產業標準(zhun)，將助(zhu)推行業伙伴加速(su)產品開發，有利于邊緣計(ji)算(suan)整個產業的健康成長。

以模(mo)塊化(hua)為支(zhi)點，從系統(tong)架(jia)構(gou)設(she)計(ji)入(ru)手，浪(lang)潮信息撬動起邊緣(yuan)計(ji)算服(fu)務器的(de)(de)發展空間，并將惠(hui)及(ji)千行百業(ye)的(de)(de)數字(zi)化(hua)轉型(xing)。邊緣(yuan)計(ji)算的(de)(de)新(xin)生態正(zheng)蓬(peng)勃(bo)向上，浪(lang)潮信息的(de)(de)同路人(ren)會紛至(zhi)沓來。