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人工智慧

以 Intel® Xeon® D 組建邊緣雲端連續體

Ice Lake-D

人工智慧物聯網 (AIoT) 應用程式對更靠近邊緣的資料中心級效能需求增多。最簡單的解決方案是為強固型伺服器新增網路處理器。但更深入研究機架,您很快就發現作業端點的功能需求與核心網路大相徑庭。

新興的邊緣使用案例需要內嵌度低的高效能運算 (HPC) 解決方案,但對資料中心來說也不太適用。它們還需要熟悉企業與即時技術的軟體專家,將這些混合式最佳化,可以隨時部署。

然而,這些解決方案不必是自訂的解決方案。我曾與智慧連線系統軟體領導者,Wind River產品管理高級總監 Michel Chabroux 進行討論。我們討論原名為 Ice Lake-D 的全新高效能 Intel® Xeon® D 處理器,其具決定性、啟用虛擬化的功能集,如何實現連接邊緣與雲端連續體的新一代微型伺服器。

當您聽到「微型伺服器」一詞時,會想到什麼?

對我來說,微型伺服器是一個盒子,運作得像是一個子系統的伺服器,處於一個可能比它大許多的系統中。它是一件非常專門的設備,適用於伺服器整齊置於空調處理的機架上、非傳統 IT 的環境。

如果您想到工業或工廠安裝,則可能是一個充滿塵土、震動,或可用空間有限的環境。它不一定需要長期連線,可能只要零星連線。它的設定與傳統 IT 迥然不同,功能亦有所不同。

這似乎是個灰色地帶,因為有具工業功能的嵌入式處理器,和適用於企業與資料中心市場的網路處理器存在。微型伺服器能否超越現有設備的界限?

微型伺服器提供的服務並非電子郵件或網路搜尋或 IT 環境的企業邏輯。在部分這類邊緣伺服器執行的應用程式是連線多台嵌入式裝置的背景邏輯。其他都是高度運算密集的,因此顧客正尋找市場上現有的最佳效能。而且坦白說,它是 Intel®。沒有人提供同樣划算的每美元運算力。

由於 Wind River 最近與 Intel® 合作,我們看到了兩種不同的處理器。我們的顧客想要超強大、頂級的處理器,擁有設備能承的最大核心數量,但不想系統產生過多熱力。因此,您必須在某處妥協。

但用上 Intel® Xeon® D 處理器的話,它提供頗適合那個灰色地帶的硬體。它在運算方面真的非常厲害。Intel 擁有在 IT 運算的專業知識,並已成功將一部分轉移到已調整至可更靠近智慧工業邊緣的低功率設定檔中。

處理器組件分為低核心計數 (LCC) 和高核心計數 (HCC) 裝置。部分 HCC 裝置的核心計數相當高,從軟體角度來看,這樣讓我們可為混合各種關鍵性的應用程式提供一個平台,透過分享盡用硬體的 Intel® 虛擬化技術 (Intel® VT-x) 和 Intel® 虛擬化技術 (Intel® VT-d),您就可同時執行多個作業系統。Wind River 軟體解決方案充分利用這些 Intel 技術。

現在您可以買個盒子,就放入比如說四個作業系統,每個獨立處理它自己的事情。

有沒有任何特別功能讓這款新一代處理器無論在外形、適用性,及功能上,都符合邊緣微型伺服器應用程式與部署?

有幾項對 Wind River 服務的市場來說頗感興趣的事情。

首先是 Intel® Time-Coordinated Computing (Intel® TCC) 和對時效性網路 (TSN) 的支援,都是非常具體針對網路定時就是關鍵的工業應用程式。同時這是單一根目錄 I/O 虛擬化 (SR-IOV) 功能,容許終端使用者在多個作業系統間分享網路卡,而無需處理半虛擬化或其他軟體技術問題。

另一件事是部分 SKU 可認證為符合 DO-254 航空電子標準。航太工業市場對 Intel® Xeon® D 處理器非常感興趣,而 Wind River 早期已就在 Wind River Studio 的作業平台:VxWorks、Wind River Helix 虛擬化平台和 Wind River Linux 上使用這些處理器進行矽前對話。同樣地,原因是這些處理器的運算力非常出色,對具資料處理密集應用程式如雷達或任務電腦的航空電子市場來說極度吸引。

這些組件具有顯著的精力,讓同時執行多個承載變得非常可行、非常吸引。而由於虛擬化,我們現在可以告訴這些顧客:「您對 Linux 做了什麼都好,您可將它與即時正式發行前小眾測試版或系統其他安全關鍵層面一起管理,但您的 Linux 仍是您的 Linux。」

利用 Intel 處理器與 Wind River 的軟體產品如 VxWorks® 和 Wind River Linux,您可取得大部分您已完成的工作,並如現狀般重新使用。

您提到對 Intel® TCC、TSN,及其他具決定性的連線能力的支援。這些會為企業開發人員展示一條學習曲線嗎?而虛擬化會否在另一個方向有學習曲線呢?

是的,有一條學習曲線。

TSN 的標準很廣。標準範圍非常廣泛,而所有標準都需要非常精細的設定。設定作業系統層、堆疊、驅動程式和硬體並非微不足道。然後您需要設定您的整個系統。而且根據系統,我的意思是不同的箱子,因為網路的所有參與者都必須注意到 TSN。

虛擬化最初帶來更多複雜性,但如果系統安裝妥善,一旦完成後,那種複雜性對終端使用者來說並不可見。如果作業系統和虛擬化軟體已妥善處理,您可把您的 IT 團隊和嵌入式團隊帶進去,而他們可以在中間會見,例如透過進行更靠近工業邊緣的 AI 處理。

在 Wind River,我們嘗試透過啟用工程頻譜的兩端,即傳統 IT 和傳統嵌入式,以利用使用同類工具、程序等的平台來盡量縮小那學習曲線。而由於 Intel 處理器每一款都與另一款相容,我們可以充分利用從 Intel Atom® 到 Intel 到 Intel® Xeon®、跨多個區段的增強內容。

其中一款首先採用 TSN 的 NIC 是 Intel® Ethernet Controller i225,當時我們以即時作業平台支援它。快轉至今天,我們亦在 Intel® Xeon® D 處理器上支援它。

Intel 硬體亦是第一個 Wind River 擁有真正硬體虛擬化支援的,從 VT-x 開始、到 VT-d,然後現在的 SR-IOV 及將來的 Intel® Graphics Virtualization Technology (Intel® GVT) 亦然。這些對 CPU 的加強讓我們自己,與我們顧客的生活更輕鬆。

超融合基礎架構概念已存在許多年,但似乎正變成現代技術堆疊的基礎。現在就是,邊緣將如何演化?

您將擁有這個始於雲端中 IT 企業邏輯的端對端連續體,隨著您越來越靠近邊緣,您仍有這個雲端基礎結構在後方支援。但相對於在系統中,然後是閘道,然後在閘道後方,那些邊緣和雲端間的線路將在您的裝置或設備中變得流動、順暢。

您將擁有整個生態系統,而您會在整個連續體上使用相同的範例、相同的思考程序,和相同的工具。

 

本文由 insight.tech 內容副總監 Georganne Benesch 編輯。

作者簡介

Brandon is a long-time contributor to insight.tech going back to its days as Embedded Innovator, with more than a decade of high-tech journalism and media experience in previous roles as Editor-in-Chief of electronics engineering publication Embedded Computing Design, co-host of the Embedded Insiders podcast, and co-chair of live and virtual events such as Industrial IoT University at Sensors Expo and the IoT Device Security Conference. Brandon currently serves as marketing officer for electronic hardware standards organization, PICMG, where he helps evangelize the use of open standards-based technology. Brandon’s coverage focuses on artificial intelligence and machine learning, the Internet of Things, cybersecurity, embedded processors, edge computing, prototyping kits, and safety-critical systems, but extends to any topic of interest to the electronic design community. Drop him a line at techielew@gmail.com, DM him on Twitter @techielew, or connect with him on LinkedIn.

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