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COM-HPC는 IPMI를 통합하여 에지 서버의 QoS를 개선합니다.

PICMG는 임베디드 시스템 플랫폼 관리를 위한 COM-HPC 인터페이스 사양을 출시했습니다. 목표는 에지 서버 엔지니어가 시스템을 원격으로 관리할 수 있도록 돕는 것입니다. 예를 들어, 시스템이 중단된 경우 IT 관리자는 공장 또는 다른 현장에 간 것과 동일한 효과로 재설정을 누를 수 있습니다. 이 사양은 유지 관리를 단순화하고 서비스 품질을 개선하기 위해 COM-HPC 컴퓨터 온 모듈을 기반으로 하는 에지 컴퓨터 디자인을 대상으로 합니다.

대역 외 관리를 포함한 원격 관리 기능은 IT 관리자를 위한 표준 기능입니다. 이러한 기능에는 시스템 기능 모니터링, 새로운 업데이트 및 패치 설치, 서버실에 물리적으로 존재하지 않고 문제 해결이 포함됩니다.

많은 IT 서비스 제공업체가 고객의 온프레미스 서버에 원격으로 액세스하거나 이를 클라우드 어딘가에 호스팅하는 것이 표준 관행입니다. 이 검증된 실제 사례를 지원하는 원격 관리 기능은 새로운 PICMG COM-HPC 인터페이스 사양이 출시됨에 따라 에지 서버 및 게이트웨이 계층 기술로 확장될 것입니다(그림 1). 디지털화와 IIoT, 에지 서버 및 게이트웨이 계층 기술을 활성화하려면 비즈니스 등급 IT와 산업 등급 운영 기술(OT) 간의 격차를 극복하기 위한 원격 관리 기능이 필요합니다.

그림 1. COM-HPC 표준은 배포되는 새로운 에지 컴퓨팅 계층을 위해 설계되었습니다. 따라서 이 새로운 IT 계층의 서비스 제공업체는 분산된 온프레미스 또는 클라우드 장비와 유사한 포괄적인 원격 관리 기능이 필요합니다.

Computer-on-Module을 기반으로 에지 레이어 플랫폼을 설계하는 엔지니어는 일반적으로 특정 요구 사항에 맞출 수 있는 방식으로 이러한 기능을 구현하기를 원합니다. 이러한 요구를 해결하기 위해 PICMG는 시스템 관리를 위한 COM-HPC 하위 사양을 도입했습니다. 바퀴를 재발명하지 않기 위해 COM-HPC 하위 사양의 일부는 IPMI(Intelligent Platform Management Interface) 사양을 기반으로 합니다.

COM-HPC 설계에 어떤 이점이 있는지 이해하기 위해 시스템 관리 인터페이스 전용 COM-HPC 하위 사양을 자세히 살펴보겠습니다.

수명 및 안정성 문제

에지 서버 QoS를 개선하는 작업은 1998년부터 존재했고 2001년과 2004년에 릴리스된 추가 개정에 따라 강력한 상태에 도달했으며 일반적으로 수용되기 때문에 IPMI에 떨어졌습니다. PICMG 소위원회는 RESTful(Representational State Transfer) API를 기반으로 하며 계속해서 새로운 기능을 출시하는 Redfish 사양을 사용했습니다.

IPMI 사양은 컴퓨터 하위 시스템을 모니터링하고 관리하기 위한 프로토콜, 인터페이스 및 아키텍처를 정의합니다(그림 2). IPMI는 저수준 하드웨어를 설명하는 형식과 BMC(보드 관리 컨트롤러)에서 메시지를 보내고 받는 형식을 표준화합니다.

그림 2. IPMI 호출은 네트워크를 통해 원격 시스템이나 로컬 하위 시스템으로 보낼 수 있습니다. 대부분의 경우 시스템의 모듈성은 IPMI 기능을 Computer-on-Modules와 같은 하위 시스템으로 확장하는 이유입니다.

IPMI 메시지는 네트워크를 통해 원격 시스템의 BMC로 보내거나 BMC에서 전원 공급 장치와 같은 로컬 하위 시스템으로 보낼 수 있습니다. IPMI 메시지 전송과 관련된 이러한 다용성 덕분에 복잡한 관리 작업을 여러 하위 영역으로 나눌 수 있습니다.

메시지는 하드웨어의 현재 상태를 쿼리하거나 BMC가 작동하도록 지시할 수 있습니다. 예를 들어 BMC에 시스템 냉각을 증가시키거나 시스템을 재부팅하도록 지시하거나 센서를 읽도록 지시할 수 있습니다. 관리 작업을 전용 물리적 하드웨어 구성 요소로 오프로드할 수 있도록 하면 호스트 하드웨어 및 운영 체제에 대한 부담이 줄어듭니다. 또한 IPMI 사양은 대상 플랫폼이 다운된 경우에도 시스템 관리 기능이 시작될 수 있도록 대상 플랫폼에서 시스템 관리를 분리합니다.

이러한 모든 기능으로 인해 IPMI 사양은 서버 하드웨어 관리를 위한 사실상의 표준이 되었습니다. 사양 개발자가 의도적으로 필요한 명령을 매우 간단하게 유지하여 오해의 여지가 없도록 했기 때문에 사양의 수명이 보장됩니다.

IPMI 사양의 유연한 프레임워크를 통해 원래 사양의 필수 및 선택적 명령 외에 새로운 NetFn(네트워크 기능) 및 지침을 추가할 수 있습니다. 다양한 산업 작업 그룹은 이미 이러한 자유의 혜택을 받았고 사양 작성 중에 생각하지 못한 기술 및 기능을 처리하기 위해 고유한 특정 네트워크 기능 및 명령을 정의했습니다.

다양한 원격 관리 옵션

Computer-on-Modules 시스템의 경우 유연한 프레임워크는 원격 관리를 추가하는 데 필요한 조정 작업을 단순화합니다. 한 가지 조정은 COM-HPC EEEP(Embedded EEPROM)에 관한 것입니다. EEEP에는 공급업체, 메모리 슬롯, 네트워킹 기능 등에 대한 정보가 포함되어 있습니다. 이 정보의 대부분은 IPMI FRU(현장 교체 가능 장치)에 저장된 정보와 동일합니다. 이 데이터의 중복을 방지하기 위해 COM-HPC 원격 관리 기능에는 IPMI 장치가 EEEP 장치에 포함된 정보로 FRU를 채우는 방법에 대한 권장 사항이 포함되어 있습니다.

원격 데이터 센터, 포그/에지 서버 및 원격 설치를 포함하여 COM-HPC 모듈에 대한 광범위한 시장을 감안할 때 유연한 범위의 원격 관리 옵션을 갖는 것이 중요합니다. 개발자는 또한 표준이 모듈 및 캐리어 보드에 대한 IPMI 지원의 매우 다른 성숙도 수준을 지정한다는 점을 고려해야 했습니다.

모듈의 IPMI 성숙도 수준은 관리되지 않는 모듈(M.U) 및 기본 관리되는 모듈(M.B)에서 완전 관리되는 모듈(M.F)에 이르기까지 다양합니다. 캐리어 보드 수준은 비관리형(C.U)에서 관리형 캐리어 보드(C.M)까지 다양합니다. 차이점은 사양에 자세히 설명되어 있지만 이 단계에서 알아야 할 가장 중요한 것은 모든 모듈과 캐리어 보드가 상호 운용 가능하다는 것입니다.

COM-HPC IPMI 사양은 모든 유형의 캐리어 보드가 모든 유형의 모듈에서 올바르게 작동할 수 있도록 합니다.

플랫폼의 유연한 관리 및 제어

PICMG COM-HPC IPMI 소위원회는 기본 관리 기능이 필요한 다양한 시나리오가 만능 솔루션으로 제공되지 않는다는 것을 깨달았습니다. 따라서 시스템 전원을 켜고 끄거나 시스템에 네트워크 정보를 가져오도록 지시하는 등의 작업에 여러 모듈 및 캐리어 설계 조합을 사용할 수 있습니다.

예를 들어, 최대 4개의 모듈이 있는 단일 캐리어 보드로 작업할 때 각 모듈이 독립적인 전체 관리 기능을 갖는 것이 더 효율적입니다. 그러나 다른 시나리오는 캐리어 보드에서 완전한 IPMI 구현의 이점을 얻을 수 있으므로 모듈이 관리되는지 여부에 관계없이 특정 기능에 대한 사용자 정의가 가능합니다(그림 3).

그림 3. 모듈과 캐리어 보드는 IPMI 지원의 성숙도 수준이 다를 수 있지만 서로 상호 운용이 가능하므로 4개의 관리 모듈이 있는 단일 비관리 캐리어에서 비관리 모듈이 있는 관리 캐리어에 이르기까지 다양한 시스템 설정이 가능합니다.

관리 기능을 원하지 않는 시스템 디자이너는 항상 있을 것입니다. 그리고 최소한의 관리 기능을 원하는 시스템 디자이너가 항상 있을 것입니다. 따라서 모든 모듈 관리 계층 간의 상호 운용성을 우선시하는 것이 중요했습니다. 그러나 디자이너가 가능한 한 많은 리소스에 액세스할 수 있는 것도 중요했습니다.

부여된 시스템 리소스에 대한 액세스가 많을수록 IPMI가 더 강력해집니다. 액세스와 전원 간의 이러한 관계가 새로운 COM-HPC 사양에 가장 포괄적인 시스템 관리 기능을 제공하는 몇 가지 특정 인터페이스가 있는 이유입니다. 그 중 첫 번째는 IPMB(Intelligent Platform Management Bus) 인터페이스로, 이를 통해 캐리어 보드 BMC가 MMC(모듈 관리 컨트롤러)에 액세스할 수 있습니다.

그러나 사양은 이 버스에 국한되지 않습니다. 캐리어 보드 BMC를 위한 새로운 인터페이스 중 하나는 그래픽 컨트롤러를 포함하고 구동하는 전용 PCI Express Lane입니다.

IPMI 전용 추가 인터페이스는 I2C 인터페이스, USB 포트 및 전원 버튼 컨트롤입니다. BMC를 통해 원격으로 액세스할 수도 있는 이러한 전용 IPMI 채널을 통해 시스템 관리자는 최상의 QoS, 최소 가동 중지 시간 및 가장 효율적인 원격 유지 관리를 위해 거의 전체 플랫폼 동작을 제어할 수 있습니다.

몇 가지 예를 들면:

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  • I2C 인터페이스를 사용하여 모듈의 EEEP 데이터에 액세스할 수 있습니다.
  • USB 포트는 키보드, 마우스 또는 DVD 드라이브와 같은 USB 장치를 에뮬레이트하는 데 사용할 수 있습니다.
  • 전원 컨트롤을 사용하여 원격으로 시스템을 켜고 끌 수 있습니다.
  • BMC가 추가 플랫폼 초기화를 수행하는 동안 전원 제어를 사용하여 시스템 부팅을 지연할 수 있습니다.
  • 따라서 새로운 PICMG COM-HPC 하위 사양은 포괄적인 IPMI 플랫폼 관리 기능을 위한 기반을 마련합니다. 엔지니어는 IPMI 구현을 위한 하드웨어 설계 회로도에 대해 생각할 수 있습니다. 동시에 모듈 공급업체와 파트너는 SP-X 및/또는 OpenBMC와 같은 개방형 표준 펌웨어를 활용하는 등 BMC 및 MMC 구현 작업을 수행할 수 있습니다(그림 4).

    그림 4. 시장에서 사용 가능한 최초의 congatec COM-HPC 클라이언트 모듈에는 Intel Xeon, Core 및 Celeron 프로세서의 11가지 변형(코드명 Tiger Lake U 및 Tiger Lake H)이 장착되어 있습니다. 평가 캐리어 보드 및 냉각 솔루션이 포함된 congatec 스타터 키트는 이미 기능적으로 검증된 제품입니다. 고객별 COM-HPC PMI 구현 변형은 주문형으로 지원됩니다.

    OpenBMC는 서버, 랙 상단형 스위치, RAID 어플라이언스 및 기타 장치에 사용되는 관리 컨트롤러용 Linux 배포판입니다. OpenBMC는 플랫폼의 손쉬운 사용자 정의를 위해 Yocto, OpenEmbedded, systemd 및 D-Bus를 사용합니다. DCMI를 완벽하게 준수하는 IPMI 2.0이 있으며 전원, 냉각, LED, 인벤토리, 이벤트 및 감시 장치와 같은 호스트 관리 기능이 있습니다.

    OpenBMC는 또한 원격 KVM, SSH 기반 SOL 및 웹 기반 사용자 인터페이스에서 REST 및 D-Bus 기반 인터페이스에 이르는 광범위한 인터페이스를 제공합니다. 엔지니어는 하드웨어 시뮬레이션과 자동화된 테스트 기능의 이점을 누릴 수 있습니다. 여러 BMC/BIOS 이미지에 대한 코드 업데이트 지원은 최근 기능 세트를 마무리합니다.

    결론

    시스템 빌더의 주요 이점은 PICMG COM-HPC Computer-on-Modules 사양이 완전히 새로운 것이지만 여기에는 혁신을 위한 검증된 IPMI 및 Redfish 관리 기술이 포함되어 있다는 것입니다.

    이는 PICMG의 새로운 COM-HPC Computer-on-Modules 사양을 수용하는 데 모멘텀을 제공할 것이 확실합니다.


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