ЖУРНАЛ СТА №2/2020

можности для Edge-устройств с более быстрым доступом к данным, а также с поддержкой искусственного интеллек- та. Перенос функциональности высо- копроизводительных вычислений HPC (High Performance Computing) из цент- ра обработки данных в развёртываемые в полевых условиях приложения озна- чает уменьшение габаритов, веса и энергопотребления, повышение ста- бильности и надёжности при сохране- нии таких же высоких вычислительных характеристик. Сертифицированные для применения в автомобильной про- мышленности платы и системы Euro- tech HPEC имеют надёжную безвенти- ляторную конструкцию с жидкостным охлаждением, поэтому отлично подхо- дят для встраиваемых систем, предна- значенных для сложных условий окру- жающей среды, в которых приходится функционировать автотранспорту. По мнению специалистов Eurotech, встраиваемые системы, устанавливае- мые на транспортных средствах пятого уровня, должны удовлетворять шести основным требованиям. Производительность Датчики, лидары и другие компонен- ты технологий, поддерживающих авто- номное вождение, генерируют беспре- цедентные объёмы данных. Они тре- буют сверхвысокой вычислительной производительности, которая выходит за рамки традиционных возможностей встраиваемого компьютера. Некоторым сложным датчикам для передачи дан- ных не только в пиковых условиях, но и для штатных операций требуется поло- са пропускания 40 Гбит/с. Более того, приложения уровня 5 для автономного вождения требуют постоянной надёж- ной работы в режиме реального време- ни с минимальной задержкой. Хранение данных большого объёма Приложения автономного вождения уровня 5 по своим потребностям в значительной степени превышают воз- можности типичных встраиваемых вы- числительных устройств. Например, при упомянутой пропускной способно- сти 40 Гбит/с объём данных всего за час работы достигнет почти 20 ТБ. Надёжность в жёстких условиях окружающей среды Установленные на транспортных средствах системы HPEC и регистрато- ры данных должны обеспечивать на- дёжную непрерывную работу в течение длительного периода времени. Они должны функционировать в очень су- ровых условиях окружающей среды: выдерживать удары, вибрации, пыль и широкий диапазон температур. Тестирование и сертификация Встраиваемые компьютеры и прочие электронные системы, установленные в транспортных средствах, должны соот- ветствовать отраслевым стандартам. Наличие сертификата E-Mark и соот- ветствие таким стандартам, как IEC 60068-2-6/60068-2-27 (методы испыта- ний на стойкость к внешним механиче- ским воздействиям), – это объективные характеристики, гарантирующие детер- минированное поведение системы в ре- альных условиях эксплуатации. Компактность Во встраиваемых приложениях про- странство зачастую весьма ограничено, и предназначенные для их создания си- стемы должны иметь компактные раз- меры. Однако системы HPEC обес- печивают высокую вычислительную мощность и поэтому интенсивно выде- ляют тепло. При традиционном подхо- де рассеяние большой тепловой энер- гии потребовало бы мощной воздушной системы охлаждения, которая едва ли впишется в концепцию большинства транспортных средств. Эффективность теплоотвода Из-за проблем с отводом тепла высо- копроизводительные вычислители, как правило, более массивны, чем обычные встраиваемые системы: они часто осна- щены мощными вентиляторами, кото- рые нельзя использовать во встраивае- мых приложениях, где производитель- ность снижается ради адаптации к про- странственным ограничениям. Однако встраиваемые вычислитель- ные системы для автономного вожде- ния должны обеспечивать производи- тельность HPC. Eurotech имеет боль- шой опыт в разработке систем HPC и систем HPEC с жидкостным охлажде- нием. Это является хорошим решением для транспортных систем HPEC, так как большинство автомобилей уже обо- рудованы системами жидкостного охлаждения двигателей. К этой системе и подключаются встраиваемые ком- пьютеры. По сравнению с воздушным охлаждением жидкостное обеспечивает бо́льшую вычислительную плотность и лучшую энергоэффективность: даже ес- ли системы Eurotech HPEC будут по- треблять (и рассеивать) до 500 Вт, охлаждающая жидкость будет поддер- живать их температуру в диапазоне +41…+43°C. А РХИТЕКТУРЫ С СИСТЕМАМИ E UROTECH HPEC В качестве уникального примера вы- сокопроизводительных встраиваемых вычислительных систем, отвечающих всем перечисленным требованиям, можно привести компьютерыDynaCOR 40-34 и DynaCOR 50-35: они представ- ляют собой гибко настраиваемые плат- формы, которые позволяют создавать в автомобиле автономные центры обра- ботки данных и доводить искусствен- ный интеллект до переднего края разви- тия технологий (рис. 4). DynaCOR 40-34 имеет оптимизиро- ванную архитектуру без узких мест с точки зрения потока данных. В основе устройства лежит 96-полосный комму- татор PCI Express 3-го поколения, кото- рый маршрутизирует связь между всеми его компонентами. Топология поддер- живается настолько простой, насколь- ко это возможно, и каждое устройство подключено к 16 линиям, обеспечи- вающим чистый трафик приблизитель- но 13 Гбит/с, что соответствует про- пускной способности входящего потока данных 2 × 56 Гбит/с, или приблизи- тельно 14 ГБ/с в теории и 10 ГБ/с в ре- альных условиях. Канал DMA (прямой доступ к памяти) между сетевым ада- птером и накопителем NVMe позволяет избежать узких мест и разгрузить ЦП от других задач, например, его можно использовать для поддержки набора RAID или для выполнения вычисли- тельных задач небольших или средних объёмов. Имеется также графический процессор, который можно использо- вать для выполнения расширенной об- работки входящих или хранимых дан- РАЗ РА БОТ КИ / БОР ТОВЫЕ СИС Т ЕМЫ УП РА В Л Е НИЯ СТА 2/2020 76 www.cta.ru Рис. 4. Внешний вид системы DynaCOR 40-34