Les micro-centres de données permettent le Big Data et l’IA pour l’informatique de pointe – EE Times

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L’informatique de périphérie joue un rôle essentiel dans la mise en œuvre efficace de plusieurs applications embarquées, telles que l’intelligence artificielle (IA), l’apprentissage automatique, l’apprentissage en profondeur et l’Internet des objets (IoT). Cependant, les centres de données d’aujourd’hui ne peuvent actuellement pas répondre aux exigences de ces types d’applications. C’est là qu’entrent en jeu les micro-centres de données périphériques (EMDC).

En rapprochant l’intelligence du système embarqué, c’est-à-dire de la périphérie, il est possible de créer des systèmes dotés d’un degré élevé d’autonomie et de capacité de décision. De cette manière, la dépendance au cloud (typique des systèmes centralisés) est réduite, avec des avantages conséquents en termes d’économies d’énergie, de latence réduite et de coûts réduits.

Les véhicules autonomes, la chirurgie robotique, la réalité augmentée dans la fabrication et les drones sont quelques exemples des premières utilisations de l’informatique de pointe. À ce jour, les exigences de ces applications ne peuvent pas être satisfaites par les centres de données actuels (hyperscale, grands et co-localisés) avec des services cloud, ce qui nécessite la nécessité de compléter l’infrastructure de périphérie, comme les EMDC et les « services de périphérie ».

Cette infrastructure de périphérie, ce matériel et ces services de périphérie doivent répondre aux exigences suivantes :

• vitesse de calcul élevée, nécessaire pour traiter les données localement autant que possible (c’est-à-dire à la périphérie)
• haute résilience
• haute efficacité

Un EMDC, né d’une collaboration entre les sociétés HIRO et Vicor, peut intégrer l’informatique de pointe dans de multiples applications intelligentes.

Importance de l’informatique de pointe

En déléguant une plus grande autonomie et un pouvoir décisionnel aux niveaux intermédiaires, l’edge computing réduit les temps de réponse des applications critiques, qui peuvent ainsi fonctionner en temps réel. Le cloud est utilisé comme unité de mémoire pour le stockage des données, tandis que le traitement des données est effectué autant que possible sur les nœuds périphériques, améliorant également la sécurité et la sensibilité des données.

La technologie Edge computing vous permet d’élargir considérablement la gamme d’applications et de services possibles, grâce à la possibilité de prendre en charge l’IA de manière native plutôt que de compter sur l’IA dans le cloud.

Cette approche est particulièrement adaptée aux applications telles que l’industrie 4.0, la fabrication intelligente, la 5G, l’IoT, les véhicules autonomes, les villes intelligentes, les hôpitaux intelligents, la robotique, la vision artificielle, etc.

HIRO EMCC

Basée aux Pays-Bas, HIRO-MicroDataCenters BV est spécialisée dans le développement d’infrastructures de périphérie innovantes (matérielles et logicielles) capables de fournir une périphérie intelligente en tant que service aux utilisateurs finaux industriels et autres. L’edge computing est une approche qui réduit la dépendance au cloud en rendant les nœuds périphériques plus autonomes, plus performants et plus efficaces.

L’edge computing nécessite des solutions compactes et économes en énergie qui peuvent fonctionner même dans des environnements difficiles avec des contraintes d’espace, rapprochant le plus possible la puissance de calcul des capteurs et autres sources de données. D’un point de vue matériel, des systèmes d’alimentation efficaces avec une densité de puissance élevée et un petit facteur de forme sont nécessaires.

Étant donné que le contact humain avec les périphériques et les capteurs de périphérie se produit partout, il est nécessaire de mettre en œuvre l’infrastructure de périphérie de support en tant que maillage distribué d’EMDC et de serveurs de périphérie, même dans les endroits les plus éloignés, les conditions environnementales difficiles et les espaces confinés. Cela rapproche le plus possible les ressources informatiques des producteurs et utilisateurs de données, ce qui se traduit par des facteurs de forme très compacts avec des densités de puissance élevées jusque-là inconnues, posant de nouvelles difficultés techniques pour l’efficacité énergétique, l’intégrité du signal électrique et une grande fiabilité.

Nos conceptions matérielles et nos choix technologiques visent l’excellence dans trois domaines : la gestion thermique, la modularité du petit facteur de forme et la conversion de puissance, a déclaré Fred Buining, fondateur et CTO de HIRO.

Les solutions développées par HIRO, en particulier l’EMDC de la société, sont des systèmes informatiques de pointe évolutifs et compacts qui peuvent fonctionner même dans des environnements confinés, voire à l’extérieur. L’EMDC, illustré à la figure 1 ci-dessous, peut être configuré avec une combinaison personnalisée de n’importe quel type et nombre de CPU, GPU, FPGA et supports NVMe (Non-Volatile Memory Express) dans des boîtiers compacts permettant à l’EMDC de fournir une puissance de 1,5 kW et plus à 500kW.

Le matériel EDMC comprend une structure à double commutation (PCIe et Ethernet), créant une bande passante élevée et une flexibilité de configuration. La structure de commutation permet également la création de grands clusters de FPGA, de GPU et de NVM attachés à un seul CPU. Fabriquées entièrement à partir de composants à semi-conducteurs, ces plates-formes nécessitent peu d’entretien et aucun système de refroidissement actif.

Comme le montre la figure 1, la chaleur peut être dissipée via un aéroréfrigérant assisté par ventilateur ou un aéroréfrigérant complètement passif, ce qui rend l’EMDC passif. La solution proposée par HIRO, par rapport à des produits similaires, réduit l’absorption de puissance de 40 %.

Nous développons des centres de données de petite taille avec une puissance maximale allant jusqu’à 5,4 kW, avec la taille d’une boîte à chaussures pouvant être fixée au mur. C’est une densité incroyable qui n’existe nulle part, a déclaré Buining.

Module d’alimentation Vicors

Pour atteindre une plus grande efficacité, HIRO a choisi d’alimenter l’EMDC avec une tension de 48 V_CCau lieu du 12 V classique_CC. Très utilisée dans les secteurs des télécommunications et de l’industrie, cette tension relativement plus élevée a l’avantage de réduire I²Pertes R sur le réseau d’alimentation (PDN).

HIRO a utilisé les modules d’alimentation à haute densité et à haut rendement de Vicor pour répondre à cette exigence, en fournissant une conversion de puissance à haut rendement énergétique et à haute densité. HIRO a choisi les modules Vicors DCM pour effectuer la première conversion à partir de 48 V_CC à 12V_CCcomme le montre la figure 2.

Viendra ensuite la prise en charge de puces telles que les FPGA, convertissant à partir de 48 V_CC à moins de 1 V_CC au point de chargement. Les EMDC de HIRO peuvent également être installés dans un parc solaire ou un parc éolien, alimentés par des sources d’énergie renouvelables.

Par rapport à d’autres solutions basées sur des composants discrets ou des alimentations standards, plus volumineuses et complexes à concevoir, les modules Vicors offrent une solution fiable et efficace à haute densité de puissance.

Hiro prévoit de tirer parti de l’évolutivité des modules d’alimentation Vicors pour développer une solution conteneurisée basée sur six racks capables d’environ 200 kW chacun.

De nombreuses organisations déplacent leurs applications héritées vers des applications conteneurisées et vers un environnement de services cloud, souvent dans un centre de données distant, a déclaré Buining. HIRO a commencé à travailler avec les premiers utilisateurs de la technologie de pointe qui recherchent un environnement de service de pointe sur site.

La construction d’une infrastructure de pointe distribuée dans les hôpitaux universitaires en Europe est un engagement spécifique pris par HIRO. Les hôpitaux sont tenus de conserver des données sur place, mais pour former des modèles d’IA qui peuvent aider à détecter et à traiter des conditions complexes comme le cancer, les tumeurs et les maladies cardiovasculaires, ils ont besoin de vastes ensembles de données qui vont au-delà de leurs propres données.

Nous permettons aux experts médicaux et aux chercheurs de collaborer efficacement sur des ensembles de données divers et distribués et de faire des progrès significatifs sur les maladies cardiovasculaires, le cancer, les maladies génétiques (Alzheimer, SLA, Parkinson), les maladies rénales, etc. en créant un réseau distribué, fédéré et hautement sécurisé. infrastructures dans les hôpitaux, a déclaré Buining.

Sans déplacer ni divulguer les données au-delà de l’hôpital, HIRO met en place l’infrastructure abordable qui permettra aux experts médicaux de former leurs modèles en utilisant les données d’autres hôpitaux.

Les centres de données Edge sont également soutenus par la Commission européenne, qui les considère comme une sorte d’indépendance européenne par rapport aux grands hyperscalers, a déclaré Buining. Si nous pouvons attraper les données à la périphérie, elles n’ont pas besoin d’aller dans le cloud.

HIRO est également impliqué dans le projet BRAINE de 16 millions (environ 16,6 millions de dollars), qui a été financé par l’entreprise commune ECSEL de l’UE à hauteur de 8,5 millions (environ 8,8 millions de dollars). De multiples applications de test ciblant les villes intelligentes, les hôpitaux intelligents, la fabrication et la robotique intelligentes et les chaînes d’approvisionnement intelligentes seront prises en charge par quatre sites de banc d’essai dans l’UE : deux aux Pays-Bas, un en Italie et une plate-forme de développement en Hongrie.