Недавно мне довелось побывать на экскурсии по научно-производственному центру HP в Форт Коллинз, Колорадо, где собирают рабочие станции этой марки. Приехав, я встретил там довольно много журналистов из различных печатных и интернет-изданий, которые тоже решили воспользоваться этим шансом и заглянуть за кулисы цеха по созданию и наладке рабочих станций. Сам термин, «рабочая станция», зачастую используется в обиходе как синоним слова «компьютер». И надо сказать, что на данный момент, когда доминирование архитектуры х86 неоспоримо, эта взаимозаменяемость понятий, в общем, оправдана. Но здесь под рабочей станцией мы будем понимать очень конкретный класс компьютеров.
Этот рассказ — не про офисные или домашние ПК, с их почтовыми программами и текстовыми редакторами, и не про игровые компьютеры, «раскаченные» до предела с целью выжать все, что можно из графики «World of Warcraft». Рабочая станция — это, во-первых, высокопроизводительная система, рассчитанная на большие вычислительные нагрузки. В качестве нескольких примеров их использования можно привести работу с инженерными CAD/CAM-приложениями, компьютерную томографию в медицинской диагностике, научное моделирование, компьютерную анимацию — и этот список можно продолжить. Во-вторых, рабочие станции находят спрос в организациях, в которых вычислительные мощности компьютерного парка являются ключевым параметром, и где выход из строя компьютера способен привести к катастрофическим последствиям для эффективности всей системы как целого.
Экскурсия вышла весьма познавательной, и я хотел бы поделиться увиденным. А если порой вам будет казаться, что моя история начинает смахивать на некий рекламный ход — хочу вас заверить, что это не так. У меня нет никакой материальной заинтересованности, чтобы влиять на ваши потребительские решения. И я уверен, что другие компании тоже располагают производством, аналогичным тому, где мне довелось побывать. И там, надо полагать, также есть масса интересного. Но так уж вышло, что я на сегодняшний день видел только один такой завод — и сравнивать мне просто не с чем. Еще хочу сообщить, что моя основная работа связана с компьютерными лабораториями академического назначения. Мы используем исключительно станции марки HP. Работа с этим оборудованием, так же как и с самой компанией HP, пока что вызывала у нас лишь положительные отзывы. И я еще вернусь к своим личным впечатлениям позднее, когда это будет более к месту.
В течение 20 лет, начиная с 90-х, производство рабочих станций опиралось на четырех гигантов индустрии: HP, IBM, Sun и Silicon Graphics, а до этого еще были Apollo и DEC. Сегодня же HP – единственная компания, чей бизнес в этом секторе по-прежнему процветает. Sun уже много лет подряд не может определиться, быть ли им компанией по производству компьютерного «железа», или же сосредоточиться на программном обеспечении. И недавнее приобретение ими фирмы Oracle никак не способствует разрешению этого затянувшегося кризиса самоидентификации. SGI приказала долго жить. IBM все еще выпускает и продает свои рабочие станции — но я не знаю никого, кто бы ими пользовался. А у HP все в порядке. Причин такого их долгожительства в этом бизнесе есть несколько — как стратегических, так и исторических.
В 1968 году HP представила публике модель HP-9100A — причем сама компания именовала это устройство калькулятором, но журнал Science решил окрестить его первым персональным компьютером. С этого момента и начинает свой отсчет многолетняя история инноваций от HP. На протяжении 80-х HP выпустила целый ряд рабочих станций, каждая из которых ознаменовала серьезный технологический скачек для своего времени. Машины серии 500, запущенной в 1982 году, были первыми многопроцессорными системами в мире. В машинах серии 300, выпущенной в 85-м, имелась плата поддержки трехмерной графики, разработанная и сделанная самой HP. В конце 80-х HP приобрела фирму Apollo, а в 90-х была выпущена серия 400, которая поддерживала одновременно две операционные системы: их собственную HP-UX и детище Apollo — Domain/OS. Рабочие станции в то время были очень узкоспециализированными устройствами, требующими специальных комплектующих. В своем центре в Форт Коллинз специалисты HP разработали и создали чипсеты и графические процессоры, написали собственную операционную систему с драйверами и программным обеспечением к ней. Компания придерживалась сильной вертикальной интеграции, и им удалось максимально и разносторонне реализовать навыки своих экспертов в разработке компьютерного оборудования.
На протяжении 90-х рабочие станции создавались преимущественно на основе процессоров, разработанных с применением дизайн-стратегии RISC, и на таких машинах устанавливались различные версии операционной системы UNIX. К концу десятилетия HP осознала, что у RISC-технологии очень скоро «бензин кончится» - выражаясь словами нашего экскурсовода. Примерно в это же время начался бум на рынке пользовательской компьютерной графики, благодаря таким компаниям как ATI и NVidia, показавшим небывалый по своей скорости прогресс. Руководство HP смогло в этом распознать для себя «зловещее предзнаменование» и быстро свернуло собственные проекты разработки графики. Они также отказались от самостоятельной разработки чипсетов и прочих интегральных схем. Вместо этого компания сосредоточила свой инженерный потенциал на интеграции оборудования от других компаний.
Привлекательность такого подхода не исчерпывается только минимизацией расходов — эта стратегия компании учитывает высококлассную экспертизу своих специалистов в этой области, связанную с огромным опытом в области разработок оборудования. Надо заметить, что следовать этой стратегии непросто - это требует постоянного поддержания тонкого баланса. И то, что HP до сих пор демонстрирует такой успех в секторе рабочих станций, есть лучшее свидетельство огромного опыта и уровня профессионализма, накопленных компанией за многие годы в этой области.
И вот вам пример того, на что способны рабочие станции HP и их создатели. Dreamworks — анимационная компания, давшая миру Шрека — решила отказаться от платформы SGI, у которой не было будущего. Однако на рынке попросту не было никакого другого аналогичного продукта, способного производить сложные рендеринговые операции, которые были обычным делом и ежедневной рутиной для людей, работающих в Dreamworks. Команда HP, ответственная за дизайн рабочих станций, адаптировала библиотеки OpenGL из HP-UX под систему Linux и таким образом нашла для специалистов из Dreamworks выход из их затруднительного положения. Разработчики, участвующие в этом проекте, работают в HP и по сей день, будучи большими экспертами в области разрешения всякого рода проблем с графикой.
Терри Пильснер, вице-президент отдела исследований и разработок рабочих станций для глобального бизнеса, поделился с нами своими пятью принципами, которые, по его словам, обеспечили успех его команды:
- Привлечение клиента. HP работает в тесном контакте со своими пользователями, чтобы четко представлять себе их потребности: важно не то, что HP может продать, а то, что их клиент хочет купить.
- Инновации. Большой опыт собственных инженерных разработок HP позволяет тестировать свою новую продукцию куда лучше и всесторонне, чем могут себе позволить многие из их конкурентов.
- Своевременная разработка и предоставление наиболее востребованных технологий. Например, HP в свое время предложила жидкостное охлаждение рабочих станций, которое одновременно помогло решить еще одну проблему — шум, исходящий от охлаждающих вентиляторов.
- Гибкость в ценах. HP прилагает серьезные усилия для того, чтобы помочь клиенту достичь оптимального компромисса между новыми возможностями и ценой.
- Надежность, качество и стабильность. К примеру, конденсаторы, используемые в рабочих станциях HP вдвое долговечнее тех, что используются в обычных настольных компьютерах.
Последний принцип будет упомянут здесь еще не раз. Надежность, качество и стабильность. Вот вам еще одна иллюстрация такого подхода. HP потратила девять месяцев на тестирование и оценку характеристик твердотельных жестких дисков (ТЖД), прежде чем сделать их доступными на своих рабочих станциях. Мнение о том, что ТЖД изнашиваются со временем не лишено оснований. И изнашиваются эти устройства с другой интенсивностью, нежели традиционные жесткие диски с вращающимися магнитными пластинами. HP воспользовалась своим опытом технологических разработок, чтобы провести диагностику ТЖД и убедиться в их совместимости с платформой рабочих станций — с присущими им особыми требованиями. Сделано это было для того, чтобы гарантировать, что их клиенты получат наилучший продукт за свои деньги. А ведь в принципе было бы куда легче просто вставить новый ТЖД в рабочую станцию и со словами «вот вам пожалуйста, господин Fortune 500!», на этом успокоиться. Но HP выбрала другой подход.
Послужной список HP как разработчика передовых технологий — пример для подражания. И он же объясняет стабильный успех компании. В следующей статье этой короткой серии я расскажу, какую роль играет инженерный опыт HP при разработке нового поколения рабочих станций. Мы рассмотрим этот вопрос не только в контексте инженерных решений и дизайна, но и с точки зрения надежности конечного продукта. Каждая рабочая станция HP подвергается тщательной проверке, и сама процедура тестирования, взятая на вооружения компанией, есть продукт огромного многолетнего опыта в этой области. В моей последней, третьей, статье мы поговорим о том, как HP подходит к проблеме долгосрочной технической поддержки систем непрерывного действия (систем для решения критически важных, ответственных задач).
Производство рабочих станций HP — взгляд изнутри. Часть 2: Разработка и выпуск
Если посмотреть, в наши дни собрать компьютер не так уж и сложно. Intel публикует технические описания своих материнских плат, так что многое уже сделано за вас. Но чтобы собрать компьютер, который будет гарантированно работать в любых — в том числе и весьма суровых — условиях, требуются серьезные познания в устройстве компьютеров и электроники в целом. Кроме того, необходима материальная база для тестирования и мониторинга поведения компьютера при наличии определенных внешних факторов. В лаборатории по созданию рабочих станций HP в городе Форт Коллинз в Колорадо каждая выпущенная единица должна пройти длинную серию тщательных тестов, прежде чем ей будет присвоено имя HP.
Задолго до того, как первый экземпляр сойдет с конвейера, HP работает в тесной связке с Intel и AMD – дает рекомендации к характеристикам новых чипов и чипсетов, чтобы новый продукт соответствовал всем запросам клиентов HP. В этом состоит суть Принципа Номер 1 из личного списка пяти правил Терри Пильснера: привлечение клиента. «Мы располагаем данными из первых рук относительно того, чего хочет наш клиент - утверждает Пильснер, — нам известно все об их ожиданиях и потребностях, и мы знаем, как перевести это на язык технологий, создаваемых нашими партнерами: Intel, AMD, NVidia, Microsoft. И наша работа состоит в том, чтобы убедить своих партнеров разработать продукцию с такими характеристиками, от которых, в конечном счете, выиграют пользователи наших рабочих станций».
После того как Intel или AMD определит основные характеристики новой платформы, HP начинает работать над собственной материнской платой, специально рассчитанной на рабочие станции. Этот процесс включает в себя и планировку работы с устройствами ввода-вывода, и конфигурацию памяти, и дизайн системы охлаждения, и много всего прочего. Затем каждая плата со всеми входящими в нее компонентами тщательно тестируется на термоакустическую устойчивость — это необходимо, чтобы гарантировать правильное потребление энергии (без перегрева) и отсутствие шумов, превышающих допустимые нормы.
На моем основном месте работы я имею дело с компьютерными классами. Их у нас много — больших залов, оснащенных рабочими станциями HP. Услугами компьютерных лабораторий пользуются многочисленные студенты-инженеры; им часто приходится выполнять сложные вычисления в Matlab, Fluent, Ansys и других программах. Акустические характеристики станций HP в данном случае имеют особо важное значение. В самой большой из наших лабораторий, рассчитанной на 60 мест, стоят машины Z-600, но их практически не слышно на фоне других шумов. Даже когда зал пуст, а машины включены, шум, создаваемый ими, почти неразличим. Мы также принимали во внимание, сколько тепла генерируют эти машины: 60 станций, работающих на полную мощность, плюс 60 людей - тут очень просто разогреть комнату до невыносимой температуры.
Как уже было сказано, каждый узловой компонент рабочей станции HP проходит через серию тестов в специальной лаборатории. Эксперты по эксплуатации проверяют на прочность системы хранения данных, графические карты, мониторы, системы электропитания, BIOS и много чего еще. Там также имеется Linux-подразделение, которое проверяет работу различного программного обеспечения под Linux, выпущенного другими компаниями. Есть там и аналогичное подразделение, занимающееся теми же вопросами для системы Windows. В большинстве тестов, проводимых специалистами HP, заложены такие характеристики, что требования к выпускаемой продукции выше используемых компаниями-партнерами, а также тех, которые указаны в соответствующих нормативных документах. Конкретных цифр наши экскурсоводы нам не сообщили, сославшись на коммерческую тайну.
Дело в том, что в отличие от настольных компьютеров, рабочие станции не продаются в собранном состоянии. Вместо этого, каждый клиент заказывает конкретную конфигурацию с необходимым набором сертифицированных компонент — после чего HP собирает, тестирует и доставляет ему полностью готовый продукт. Каждая комбинация компонентов требует отдельного полного тестирования. Специалисты HP хотят быть уверены на все сто, когда они говорят своему заказчику: «Эта машина будет работать как надо».
Помимо этого, HP вкладывает много усилий во внешний дизайн своей продукции: корпус рабочей станции также должен соответствовать ожиданиям клиента. Два ярких примера удачных решений HP в области промдизайна: удобные ручки на корпусе машин Z-серии и съемный блок питания. Идея с ручками зародилась в результате непосредственного общения с клиентами. Многие из заказчиков используют станции HP в лабораторных условиях. При этом постоянно возникает необходимость менять конфигурации оборудования в помещении, поэтому перетаскивание компьютеров с места на место — обычное дело. Клиенты попросили установить ручки, чтобы облегчить им жизнь — и HP пришли им на помощь. Внедрив же съемные блоки питания, HP сильно сократила время, требуемое для решения некоторых технических проблем, возникающих у клиентов. В случае выхода из строя блока питания, HP просто отправляет клиенту новый, который тот может сам установить без труда. При этом не требуется отсоединять никаких периферийных устройств внутри компьютера или орудовать отверткой.
Когда стадия дизайна позади, вся система подвергается еще большему набору тестов. Государства различных стран выдвигают собственные требования относительно допустимых норм электромагнитного излучения для каждого электроприбора, чтобы избежать помех в работе существующих систем коммуникации. Разработаны различные уровни допуска: для офисов, жилых помещений, а также для всевозможных государственных предприятий. Для этих целей HP использует «10-метровую камеру» - чтобы замерять излучение от своих изделий. Эта камера представляет собой зал площадью 65 на 52 фута и высотой 30 футов, облицованный звуконепроницаемыми панелями и оснащенный специальными дверями, не пропускающими электромагнитное излучение. Установленная в этом зале рабочая станция выполняет заданную последовательность вычислительных задач, а в это время многочисленные детекторы следят за излучаемым ей полем. Есть также трехметровая камера, которая позволяет решать обратную задачу: следить за работоспособностью машины в то время, как ее бомбардируют различными радиосигналами.
А еще рабочие станции морозят и греют в камерах с контролируемой температурой, следят за ними при различных уровнях влажности — чтобы убедиться, что они смогут работать практически в любом климате. Их подвергают электрошоку — бьют электричеством различные компоненты и узлы соединения — чтобы посмотреть, не будет ли статическое электричество мешать работе всего устройства. И наконец, их трясут, вертят и швыряют на пол, ведь они должны быть способны переносить все неурядицы транспортировки.
Каждая новая модель укладывается в фирменную коробку — и роняется с высоты в несколько футов шесть раз: по разу на каждую сторону коробки, плюс еще раз, дном вниз. После этого изделие снова извлекают из коробки и включают, чтобы убедиться в его работоспособности. Затем его снова складывают в коробку и помещают на вибрирующую платформу, где и оставляют на довольно длительный срок — чтобы посмотреть, не открутится ли что-нибудь от тряски. А после этого — снова достают из коробки и тестируют. После чего — опять тест с вибрацией и тряской, но на этот раз систему оставляют включенной.
Все эти тесты — следствие пятого принципа Терри Пильснера: надежность, качество и стабильность. Покупка рабочей станции — это серьезное капиталовложение, и у покупателей, помимо гарантийного срока эксплуатации, естественно имеются и другие поводы для беспокойства. Это конечно здорово, когда обязательства по гарантии выполняются безукоризненно в случае выхода из строя какого-нибудь блока. Но ведь куда лучше, когда система вообще не ломается — потому что она в свое время была спроектирована, собрана и проверена с соблюдением самых высоких стандартов.
Производство рабочих станций HP — взгляд изнутри. Часть 3: Техподдержка
За время моей короткой экскурсии по научно-техническому центру рабочих станций HP я проникся особым уважением к давним инженерным традициям этой компании, а также к тому, с какой скрупулезностью они подходят к тестированию и интеграции каждой детали для своей продукции. Но я, будучи сам рядовым потребителем, прекрасно знаю, что важно не только то, как поставлено дело до продажи продукта — не менее важно и то, что происходит после. У вас могут работать самые лучшие инженеры в мире, и все может быть организовано блестяще на производстве — но ваша продукция все равно рано или поздно начнет изнашиваться и ломаться, а порой с ней могут случаться и вовсе неожиданные и необъяснимые вещи. Так что долгосрочная техническая поддержка такого дорогостоящего оборудования как рабочие станции — это серьезный фактор, влияющий на выбор покупателя.
Помимо стандартной службы техподдержки, HP располагает еще двумя продвинутыми ресурсами на заводе в Форт Коллинз в штате Колорадо, специально предназначенными для решения проблем долгосрочной поддержки своих рабочих станций. Первый из этих отделов носит название Z-SAV (это название произносят как «Зи Сэйф»). Он представляет собой склад всех комплектующих, которые используются в Z-серии рабочих станций HP. Материнские платы, оперативная память, графические процессоры и даже охлаждающие вентиляторы - здесь собраны все до единой компоненты. Причем не в одном, а в нескольких экземплярах. Они хранятся в запертых контейнерах, и все тщательно инвентаризовано.
Хранение образцов всех компонентов позволяет воссоздать любую конфигурацию Z-серии из тех, что используются клиентами техподдержки HP — причем запасы сделаны с расчетом на все время существования производства этой линейки моделей. И когда время от времени у пользователей возникают уж очень необычные проблемы с их оборудованием, HP может оперативно создать полную копию их рабочей станции и попытаться воссоздать условия для возникновения данной ошибки. В самых крайних случаях прибегают даже к разрушительным тестам — и вот для чего необходимо хранить все компоненты во многих экземплярах. Проблемы, которые требуют вмешательства отдела Z-SAV, весьма немногочисленны и возникают крайне редко. Настолько редко, что мне даже никто и не смог дать вразумительный ответ, когда я спросил, как же клиенту связаться с этим отделом через службу техподдержки в случае необходимости.
Лаборатория материаловедения в центре в Форт Коллинз — это еще одна интересная особенность службы поддержки HP. Пол Мазуркевич, имеющий степень доктора химических наук, также входит в ее штат. Он принимает участие в разработке новых продуктов, а кроме того в его обязанности входит проведение всестороннего химического и физического анализа в случаях особо экзотических неполадок. Помимо своего непосредственного участия в разработке новых проектов, его опыт и экспертиза также помогают следить за тем, что компании-поставщики придерживаются экологических требований HP. Но самая интересная работа у него начинается, когда его просят расследовать причины выхода их строя рабочих станций HP.
Доктор Мазуркевич привел целый ряд методов диагностики, которыми он пользуется при решении этих задач. Например, пользуясь сканирующим электронным микроскопом, он может проверять состояние жестких дисков, не разбирая их. С помощью этой методики он в состоянии обнаружить поломанную головку чтения-записи и вышедшие из строя подвижные части, не потревожив внутреннего устройства изделия. Он может найти и идентифицировать производственный брак в компоненте, а также посторонние примеси, мешающие нормальной работе системы. Проблемы, с которыми приходят за помощью в лабораторию материаловедения, еще более редки, чем те, что входят в круг обязанностей отдела Z-SAV. Но мне кажется, что пользователям продукции HP должно стать немного спокойней на душе, зная, что в распоряжении компании имеются такие высококвалифицированные кадры, готовые провести экспертизу на самом высоком научном уровне.
Как я уже предупреждал читателей в первой части этой серии публикаций, и еще раз прошу простить меня, если я, на ваш взгляд, вел себя, как зазывала, состоящий на службе у HP. Когда HP предложила мне побывать с экскурсией в их научно-производственном центре, я был несказанно рад. И дело тут не в самой компании HP, а в том, что, вообще говоря, очень немногим выпадает такая возможность — заглянуть за кулисы компьютерной индустрии, и я посчитал, что мне крупно повезло. Мне казалось, что этот краткий экскурс в мир разработки и производства рабочих станций, также как и возможность узнать побольше о системах контроля качества и долгосрочной техподдержки, будут весьма интересны читателям CrunchGear.
Я уверен, что конкуренты HP располагают не менее интересными методиками в разработке и производстве, и они тоже прилагают все усилия, чтобы предоставлять своим клиентам сервис наивысшего качества. Убежден, что у каждой серьезной компании — своя уникальная история, и у всякого производителя имеются свои козыри, от чего, в конечном счете, выигрывают их клиенты. Поэтому оценить все преимущества, все сильные и слабые стороны конкретной рабочей станции в сравнении с ее аналогами — дело очень непростое. И если вы сейчас находитесь в поиске машины класса рабочей станции, то я надеюсь, что по прочтении этих заметок вы узнали что-то новое, и это поможет вам задать пару хороших вопросов тем, кто захочет вам продать продукцию какого-то производителя.
