COM-HPC Mengintegrasikan IPMI untuk Meningkatkan QoS untuk Edge Server

PICMG meluncurkan spesifikasi antarmuka COM-HPC untuk pengelolaan platform sistem tertanam. Tujuannya adalah untuk membantu insinyur server edge mengelola sistem dari jarak jauh. Misalnya, jika suatu sistem ditutup, administrator TI dapat menekan reset dengan efek yang sama seolah-olah dia pergi ke lantai pabrik atau situs lain. Spesifikasi ini menargetkan desain komputer edge berdasarkan COM-HPC Computer-on-Modules dengan tujuan untuk menyederhanakan perawatan dan meningkatkan kualitas layanan.

Kemampuan manajemen jarak jauh – hingga dan termasuk manajemen out-of-band – adalah fitur standar untuk administrator TI. Kemampuan ini mencakup fungsionalitas sistem pemantauan, menginstal pembaruan dan patch baru, dan pemecahan masalah tanpa harus hadir secara fisik di ruang server.

Ini adalah praktik standar bagi banyak penyedia layanan TI untuk mengakses server lokal pelanggan dari jarak jauh atau menghostingnya di suatu tempat di cloud. Kemampuan manajemen jarak jauh yang mendukung praktik yang telah dicoba dan benar ini akan diperluas ke server edge dan teknologi lapisan gateway dengan hadirnya spesifikasi antarmuka COM-HPC PICMG yang baru (Gambar 1). Mengaktifkan digitalisasi dan teknologi IIoT, edge server dan gateway layer memerlukan kemampuan manajemen jarak jauh untuk mengatasi kesenjangan antara TI tingkat bisnis dan teknologi operasional (OT) tingkat industri.

Gambar 1. Standar COM-HPC dirancang untuk lapisan komputasi tepi baru, yang didistribusikan. Oleh karena itu, penyedia layanan untuk lapisan TI baru ini memerlukan fitur manajemen jarak jauh yang komprehensif yang serupa dengan peralatan cloud atau lokal yang didistribusikan.

Insinyur yang merancang platform lapisan tepi berdasarkan Computer-on-Modules biasanya ingin menerapkan kemampuan ini dengan cara yang dapat disesuaikan dengan tuntutan tertentu. Mengatasi keinginan ini, PICMG memperkenalkan sub-spesifikasi COM-HPC untuk manajemen sistem. Agar tidak menemukan kembali roda, bagian dari sub-spesifikasi COM-HPC akan mengacu pada spesifikasi Intelligent Platform Management Interface (IPMI).

Mari selami lebih dalam sub-spesifikasi COM-HPC yang didedikasikan untuk antarmuka manajemen sistem untuk memahami manfaatnya bagi desain COM-HPC.

Masalah Ketahanan dan Stabilitas

Tugas meningkatkan QoS server tepi jatuh ke IPMI karena telah ada sejak tahun 1998, telah mencapai status yang kuat setelah revisi tambahan yang dirilis pada tahun 2001 dan 2004, dan diterima secara umum. Subkomite PICMG juga menggunakan spesifikasi Redfish, yang didasarkan pada Representational State Transfer (RESTful) API dan terus merilis fitur baru.

Spesifikasi IPMI mendefinisikan protokol, antarmuka, dan arsitektur untuk memantau dan mengelola subsistem komputer (Gambar 2). IPMI menstandardisasi format untuk mendeskripsikan perangkat keras tingkat rendah serta format untuk mengirim dan menerima pesan dari board management controller (BMC).

Gambar 2. Panggilan IPMI dapat dikirim melalui jaringan ke sistem jarak jauh atau ke subsistem lokal. Dalam kebanyakan kasus, modularitas sistem merupakan alasan untuk memperluas fungsi IPMI juga ke subsistem – seperti Computer-on-Modules.

Pesan IPMI dapat dikirim melalui jaringan ke BMC sistem jarak jauh atau dari BMC ke subsistem lokal, seperti catu daya. Fleksibilitas terkait pengiriman pesan IPMI ini memungkinkan pembagian tugas administratif yang kompleks menjadi beberapa subarea.

Pesan tersebut dapat menanyakan status perangkat keras saat ini atau mengarahkan BMC untuk bertindak – misalnya, menginstruksikan BMC untuk meningkatkan pendinginan sistem, memberi tahu sistem untuk melakukan boot ulang, atau membaca sensor. Mengaktifkan tugas manajemen untuk diturunkan ke komponen perangkat keras fisik khusus akan mengurangi beban perangkat keras dan sistem operasi host. Spesifikasi IPMI juga memisahkan manajemen sistem dari platform target sehingga fungsi manajemen sistem dapat dimulai bahkan ketika platform target sedang down.

Semua fungsi ini telah menjadikan spesifikasi IPMI sebagai standar de facto untuk mengelola perangkat keras server. Umur panjang spesifikasi dipastikan karena pengembang spesifikasi sengaja membuat perintah yang diperlukan sangat sederhana, sehingga tidak ada ruang untuk kesalahpahaman.

Kerangka kerja fleksibel spesifikasi IPMI memungkinkan penambahan Fungsi Jaringan (NetFn) dan instruksi baru di luar perintah wajib dan opsional spesifikasi asli. Berbagai kelompok kerja industri telah memperoleh manfaat dari kebebasan ini dan mendefinisikan Fungsi Jaringan dan perintah khusus mereka sendiri untuk menangani teknologi dan fitur yang tidak terpikirkan selama pembuatan spesifikasi.

Banyak Opsi Manajemen Jarak Jauh

Untuk sistem Computer-on-Modules, kerangka kerja yang fleksibel menyederhanakan pembuatan penyesuaian yang diperlukan untuk menambahkan manajemen jarak jauh. Satu penyesuaian berkaitan dengan COM-HPC Embedded EEPROM (EEEP). EEEP berisi informasi tentang vendor, slot memori, kemampuan jaringan, dan banyak lagi. Sebagian besar informasi ini sama dengan yang disimpan di Field Replaceable Unit (FRU) IPMI. Untuk menghindari duplikasi data ini, fitur manajemen jarak jauh COM-HPC menyertakan rekomendasi tentang bagaimana perangkat IPMI harus mengisi FRU dengan informasi yang terkandung dalam perangkat EEEP.

Mengingat luasnya pasar untuk modul COM-HPC, termasuk pusat data jarak jauh, server fog/edge, dan instalasi jarak jauh, memiliki rentang pilihan manajemen jarak jauh yang fleksibel adalah penting. Pengembang juga harus mempertimbangkan bahwa standar tersebut menentukan tingkat kematangan dukungan IPMI yang sangat berbeda untuk modul dan papan operator.

Tingkat kematangan IPMI modul berkisar dari modul yang tidak dikelola (M.U) dan modul yang dikelola dasar (M.B) hingga modul yang dikelola sepenuhnya (M.F). Tingkat papan pembawa berkisar dari tidak terkelola (C.U) hingga papan pembawa terkelola (C.M). Perbedaan dijelaskan secara rinci dalam spesifikasi, tetapi yang paling penting untuk diketahui pada tahap ini adalah bahwa semua modul dan papan operator tersebut tetap dapat dioperasikan.

Spesifikasi COM-HPC IPMI memungkinkan semua jenis papan operator beroperasi dengan benar dengan semua jenis modul.

Pengelolaan dan Kontrol Platform yang Fleksibel

Subkomite PICMG COM-HPC IPMI menyadari bahwa berbagai skenario di mana fitur manajemen dasar diperlukan tidak akan dilayani oleh solusi satu ukuran untuk semua. Jadi, beberapa kombinasi desain modul dan operator tersedia untuk tugas-tugas seperti menyalakan dan mematikan sistem atau memberi tahu sistem untuk mendapatkan informasi jaringan.

Misalnya, saat bekerja dengan satu papan operator dengan hingga empat modul, lebih efisien untuk setiap modul memiliki kemampuan manajemen penuh yang independen. Namun, skenario yang berbeda dapat mengambil manfaat dari implementasi IPMI yang sepenuhnya matang di papan operator, memungkinkan penyesuaian untuk fungsi tertentu terlepas dari apakah modul dikelola atau tidak (Gambar 3).

Gambar 3. Modul dan papan operator dapat memiliki tingkat kematangan yang berbeda dari dukungan IPMI tetapi akan tetap dapat dioperasikan satu sama lain, memungkinkan berbagai pengaturan sistem – dari satu operator yang tidak dikelola dengan empat modul yang dikelola, hingga operator yang dikelola dengan modul yang tidak dikelola.

Akan selalu ada perancang sistem yang tidak menginginkan fitur manajemen. Dan akan selalu ada perancang sistem yang menginginkan fitur manajemen minimal. Jadi, penting untuk memprioritaskan interoperabilitas antara semua tingkatan manajemen modul. Tetapi juga penting bagi desainer untuk memiliki akses ke sebanyak mungkin sumber daya.

Semakin banyak akses ke sumber daya sistem yang diberikan, semakin kuat IPMI. Hubungan antara akses dan daya inilah mengapa spesifikasi COM-HPC yang baru memiliki beberapa antarmuka khusus yang menyediakan fungsionalitas manajemen sistem yang paling komprehensif. Yang pertama di antaranya adalah antarmuka Intelligent Platform Management Bus (IPMB), yang memungkinkan papan pembawa BMC mengakses Module Management Controller (MMC).

Namun spesifikasinya tidak terbatas pada bus ini. Satu antarmuka baru khusus untuk board pembawa BMC adalah PCI Express Lane khusus yang terpisah, yang menyertakan dan menggerakkan pengontrol grafis.

Antarmuka tambahan yang didedikasikan untuk digunakan oleh IPMI adalah antarmuka I2C, port USB, dan kontrol tombol daya. Melalui saluran IPMI khusus ini – juga dapat diakses dari jarak jauh melalui BMC – administrator sistem dapat mengontrol hampir seluruh perilaku platform untuk QoS terbaik, waktu henti minimum, dan pemeliharaan jarak jauh yang paling efisien.

Untuk memberikan beberapa contoh:

• Antarmuka I2C dapat digunakan untuk mengakses data EEEP pada modul.
• Port USB dapat digunakan untuk mengemulasi perangkat USB, seperti keyboard dan mouse atau drive DVD.
• Kontrol daya dapat digunakan untuk menghidupkan/mematikan sistem dari jarak jauh.
• Kontrol daya dapat digunakan untuk menunda boot sistem saat BMC melakukan inisialisasi platform tambahan.

Oleh karena itu, sub-spesifikasi COM-HPC PICMG baru membuka jalan bagi fungsionalitas manajemen platform IPMI yang komprehensif. Insinyur dapat mulai memikirkan skema desain perangkat keras untuk mengimplementasikan IPMI. Pada saat yang sama vendor modul dan mitranya dapat mengerjakan implementasi BMC dan MMC, misalnya menggunakan SP-X dan/atau firmware standar terbuka seperti OpenBMC (Gambar 4).

Gambar 4. Modul COM-HPC Client congatec pertama yang tersedia di pasar dilengkapi dengan 11 varian prosesor Intel Xeon, Core dan Celeron (dengan nama kode Tiger Lake U dan Tiger Lake H). Kit starter congatec dengan papan pembawa eval dan solusi pendinginan sudah tersedia secara fungsional divalidasi. Varian implementasi COM-HPC PMI khusus pelanggan didukung sesuai permintaan.

OpenBMC adalah distribusi Linux untuk pengontrol manajemen yang digunakan di server, sakelar rak atas, peralatan RAID, dan perangkat lainnya. OpenBMC menggunakan Yocto, OpenEmbedded, systemd, dan D-Bus untuk kustomisasi platform yang mudah. Ini memiliki kepatuhan penuh IPMI 2.0 dengan DCMI dan menampilkan manajemen host seperti daya, pendinginan, LED, inventaris, acara, dan pengawas.

OpenBMC juga menawarkan pilihan antarmuka yang luas mulai dari Remote KVM, SSH berbasis SOL dan antarmuka pengguna berbasis web, hingga antarmuka berbasis REST dan D-Bus. Insinyur mendapat manfaat dari simulasi perangkat keras serta fungsi pengujian otomatis. Dukungan pembaruan kode untuk beberapa gambar BMC/BIOS melengkapi rangkaian fitur terbaru.

Kesimpulan

Manfaat utama bagi pembuat sistem adalah, meskipun spesifikasi Computer-on-Modules PICMG COM-HPC masih baru, spesifikasi ini mencakup teknologi manajemen IPMI dan Redfish yang telah terbukti untuk berinovasi.

Hal ini pasti akan memberikan momentum untuk penerimaan spesifikasi COM-HPC Computer-on-Modules baru dari PICMG.