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人工智能

使用英特尔® 至强® D 构建边缘到云连续体

Ice Lake-D

AIoT(人工智能物联网)应用需要更接近边缘的数据中心级性能。最简单的解决方案是向加固型服务器添加网络处理器。但深入研究一下机架,您很快会发现,运营端点的功能要求与核心网络有很大不同。

新兴边缘用例需要的高性能计算 (HPC) 解决方案不是完全嵌入式的,但也不完全适用于数据中心。它们还需要精通企业和实时技术的软件专家,这些专家能够根据手头的部署优化这些混合平台。

但这些解决方案不一定是定制的。我与 Wind River 的产品管理高级总监 Michel Chabroux 进行了交谈,该公司是智能连接系统软件的领导者。我们讨论了全新的高性能英特尔® 至强® D 处理器(以前称为 Ice Lake-D)的确定性、支持虚拟化的功能集如何为跨越边缘到云连续体的下一代微服务器提供支持。

当您听到“微服务器”这个词时,会想到什么?

对我来说,微服务器也是一台机器,它的行为就像较大型系统的子系统服务器一样。这将是一台高度专业化的设备,适合非传统 IT 环境,不适合那种服务器整齐放在空调机架上的环境。

如果你考虑工业或工厂安装,所处环境可能有大量灰尘、振动,或者空间有限。而且不一定总是联网,或者可能偶尔建立连接。设置将与传统 IT 非常不同,功能也将不同。

这似乎是一个灰色地带,因为已有带工业功能的嵌入式处理器,以及面向企业和数据中心市场的网络处理器。微服务器是否延伸了现有的限制?

微服务器提供的服务不是电子邮件、网络搜索或 IT 环境中的业务逻辑。一些边缘服务器上运行的应用程序是用于连接多个嵌入式设备的后台逻辑。另一些边缘服务器则是高度计算密集型的,因此客户正在寻找当今市场上的最佳性能。坦率地说,那就是英特尔®。没有其他公司能提供同样的计算能力价格比。

随着 Wind River 最近与英特尔® 开展合作,我们已看到两种不同类型的处理器。我们的客户想要超级强大的顶级处理器,能够为他们的设备提供最多的内核,但又不希望系统产生太多热量。所以,必须在某个地方做出妥协。

但英特尔® 至强® D 处理器提供了非常适合该灰色地带的硬件。它真的非常擅长计算。英特尔在 IT 领域拥有这方面的专业知识,并已成功将其中一些转换到低功耗硬件配置中,适应性更接近智能工业边缘。

在处理器方面分为低内核数 (LCC) 和高内核数 (HCC) 设备。一些 HCC 设备上的内核数相当高,从软件角度看,这使得我们可以为混合关键性应用提供一个平台,在其中可以通过共享利用英特尔® 虚拟化技术(英特尔® VT-x)和英特尔® 定向 I/O 虚拟化技术(英特尔® VT-d)的硬件,同时运行多个操作系统。Wind River 软件解决方案利用了这些英特尔技术。

现在,你可以在一台机器上安装比如四个操作系统,每个操作系统都做自己的工作。

是否有什么具体的特性使这一代全新处理器在外形、安装和功能上与边缘微服务器应用和部署相匹配?

有几个特性会使 Wind River 服务的市场感兴趣。

第一个是英特尔® Time-Coordinated Computing(英特尔® TCC)和对时间敏感型网络 (TSN) 的支持,这非常特定于将网络计时作为关键的工业应用。除此之外,单根 I/O 虚拟化 (SR-IOV) 功能允许最终用户在多个操作系统之间共享一个网卡,无需处理半虚拟化或其他软件技术。

另一点是一些 SKU 可以通过 DO-254 航空电子设备标准的认证。航空航天市场对英特尔® 至强® D 处理器非常感兴趣,Wind River 已进行了关于将这些处理器与 Wind River Studio 的操作系统(VxWorks、Wind River Helix 虚拟化平台和 Wind River Linux)配合使用的早期投产前讨论。同样,原因是这些处理器的计算能力非常出色,这对具有雷达或任务计算机等数据处理密集型应用的航空电子设备市场非常有吸引力。

这些部分有很大魅力,使得同时运行多个有效负载非常可行,非常有吸引力。由于有了虚拟化,我们现在可以告诉这些客户:“无论您在 Linux 上执行什么操作,您都可以一边进行管理,一边实时飞行或处理系统的其他安全关键方面,但您的 Linux 仍然是您的 Linux。”

通过利用英特尔处理器和 VxWorks®、Wind River Linux 等 Wind River 软件产品,你可以利用大部分已完成的工作,几乎按原样重复使用。

您提到了对英特尔® TCC、TSN 和其他确定性连接的支持。对于企业开发人员而言,这是否意味着学习曲线?而虚拟化在另一个方向也有一条学习曲线?

是的,有学习曲线。

TSN 的标准很广泛。标准的范围非常广泛,所有标准都需要非常精细的配置。配置操作系统层、堆栈、驱动程序和硬件非常重要。然后还需要配置整个系统。我说的系统是指不同的机器,因为网络中的所有参与者都必须具有 TSN 意识。

虚拟化最初会带来更大的复杂性,但一旦完成,如果系统设置正确,最终用户就看不到这种复杂性。如果操作系统和虚拟化软件做得好,你可以引入 IT 团队和嵌入式团队,他们可以在中间会合,例如,通过在更接近工业边缘的位置进行 AI 处理。

在 Wind River,我们正在尝试使工程范围的两端(传统 IT 和传统嵌入式)使用相同种类的工具、流程等来利用平台,从而最大限度地减小学习曲线。由于英特尔处理器相互间非常兼容,我们可以利用从英特尔凌动® 到英特尔® 酷睿 再到英特尔® 至强® 等多个细分产品的增强功能。

首批支持 TSN 的 NIC 之一是英特尔® Ethernet Controller i225,我们通过我们的实时操作平台支持它。快进到今天,我们也在英特尔® 至强® D 处理器上支持它。

英特尔硬件也是第一个为 Wind River 提供真正硬件虚拟化支持的硬件,从 VT-x 开始,然后是 VT-d,现在是 SR-IOV,未来是英特尔® Graphics Virtualization Technology(英特尔® GVT)。这些 CPU 增强功能使我们自己和客户的生活变得更轻松。

超融合基础设施的概念已经存在多年,但似乎正在成为现代技术堆栈的基础。既然如此,边缘将如何发展?

你将拥有这个端到端连续体,从云端的 IT 业务逻辑开始,而且随着你越来越接近边缘,这个云基础设施仍然会为你提供支持。但相对于先系统、再网关、再到网关后面,边缘和云端之间的过渡在你的设备或装置中将是流畅和平稳的。

你将拥有一个完整的生态系统,并且在整个连续体中使用相同的范式、相同的思维过程和相同的工具。

 

本文由 insight.tech 的内容副主管 Georganne Benesch 编辑。

作者简介

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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