實時數(shù)據處理難？這家智能制造企業(yè)做法值得學習

原標題：實時數(shù)據處理難？這家智能制造企業(yè)做法值得學習

寧德時代是全球新能源科技行業(yè)和智能制造領域的標桿企業(yè)，正以先進的動力電池技術和電化學儲能技術，為綠色交通和清潔能源提供高效解決方案，并贏得廣泛贊譽。在2018年-2019年，它連續(xù)兩年躋身福布斯中國“中國最具創(chuàng)新力企業(yè)”榜單，并被央視報道。

在這成就背后，是寧德時代的競爭力之本——看得見的雄厚技術研發(fā)和生產能力，以及專為智能制造而建設的強大信息化系統(tǒng)。比如，MES系統(tǒng)與電芯產線數(shù)十個工藝流程中3,000余個品質與安全控制因子數(shù)據密切關聯(lián)，可快速精準地采集這些源自產線的實時數(shù)據，形成控制、管理和分析能力，進而實現(xiàn)生產、質量、批次、追溯等一系列的管理功能。

在未來的布局以及快速發(fā)展的技術中，寧德時代的MES選擇更匹配的數(shù)據處理及存儲方案，不僅僅提升性能和高可靠性，還鞏固了寧德時代在能源行業(yè)和智能制造領域的領先優(yōu)勢。

業(yè)務新挑戰(zhàn) 方案新選擇

寧德時代早在數(shù)年前，就開始引入各種高性能OLTP(On-Line Transaction Processing，聯(lián)機事務處理)數(shù)據庫、尤其是內存數(shù)據庫方案作為MES的強力支撐。

隨著業(yè)務的發(fā)展，寧德時代經過測算，需要更快的系統(tǒng)響應速度，縮短操作時延，提高可靠性。畢竟，寧德時代的IT系統(tǒng)將在3秒內完成所有操作，包括產線流向判斷、產品質量判別等等，而其中留給后臺數(shù)據庫的操作時間只有短短的100毫秒。而且，該系統(tǒng)面臨著實實在在的海量數(shù)據處理的挑戰(zhàn)，其每日單表會新增1億-2億條記錄，而所有表每日新增條目超過10億條，同時計算量超過百億條。

綜合計算和存儲兩個維度考慮，寧德時代最終選擇了基于第二代英特爾?至強?可擴展處理器并搭配有英特爾?傲騰?持久內存的至強?可擴展平臺。該平臺不但具備可大幅提升計算性能的處理器，更搭載英特爾?傲騰?持久內存，它顛覆了傳統(tǒng)內存和存儲架構，在性能上接近DRAM內存，并擁有更優(yōu)成本和容量表現(xiàn)，且能實現(xiàn)數(shù)據持久性。

該平臺的核心——英特爾?至強?鉑金8280處理器不僅具備2.70GHz的主頻及多達38.5MB的高速緩存，以及28個核心、56個線程和多達3路的超級通道連接(UltraPath Interconnect，UPI)，來為內存數(shù)據庫提供更相匹配的、強勁的并行計算能力，它還支持多達6個高速內存通道，可與包括DRAM和傲騰?持久內存在內的內存子系統(tǒng)實現(xiàn)高效通信，從而可幫助基于內存數(shù)據庫的MES在性能上獲得突破性的提升。

高可靠性成就全新基石

寧德時代將這一平臺用作支撐MES核心內存數(shù)據庫的全新基石，不僅能有效消除該數(shù)據庫在高并發(fā)I/O操作時，海量臨時文件需要快速與磁盤進行交互操作所面臨的性能瓶頸，更可幫助整個系統(tǒng)大幅縮短重啟時間和主備機切換時間，從而確保寧德時代的產線能長時間高效運轉，并助力其產能實現(xiàn)進一步擴展，最終鞏固寧德時代在能源行業(yè)和智能制造領域的領先優(yōu)勢。

寧德時代獲得的解決方案優(yōu)勢：

• AppDirect模式的英特爾?傲騰?持久內存，能助力寧德時代MES有效縮減內存數(shù)據庫與持久存儲介質之間執(zhí)行DataMerge、SavePoint等操作時的“落盤”時間，提升系統(tǒng)整體性能；
• AppDirect模式的英特爾?傲騰?持久內存可憑借數(shù)據非易失的優(yōu)勢，加速基于內存數(shù)據庫的MES的重啟速度，盡可能減少產線的停頓時間；
• 內存模式的英特爾?傲騰?持久內存可用作寧德時代MES中內存數(shù)據庫備機的擴展內存，從而縮短MES主備機切換時間，保障系統(tǒng)的高可靠性。

持久內存破解MES存儲瓶頸

由于寧德時代MES采用的SAPHANA內存數(shù)據庫是基于全DRAM內存構建，而磁盤數(shù)據庫通常是部署在基于NAND存儲介質的NVMe、SAS高速固態(tài)盤上，后者的存儲時延往往是前者的上千倍，因此，當數(shù)據在內存數(shù)據庫和磁盤數(shù)據庫之間轉移時，固態(tài)盤在I/O性能上的差距，就限制了MES性能的進一步提升。

為此，寧德時代選擇了英特爾?傲騰?持久內存，其獨特的介質技術可使其速度達到遠超傳統(tǒng)NAND介質固態(tài)盤的水準，加上先進的系統(tǒng)內存控制器、接口硬件和軟件技術的加持，使它在低延遲、高I/O以及高穩(wěn)定性等方面都有著優(yōu)異表現(xiàn)。在不同應用場景中，既可設置為內存模式來為系統(tǒng)提供更大容量、更低成本的數(shù)據易失型內存，也可采用AppDirect模式，用來構建有更大容量且兼具數(shù)據持久性的內存池。

英特爾?傲騰?持久內存在訪問延遲等關鍵性能指標上，已與DRAM內存實現(xiàn)了銜接，但在容量和數(shù)據持久性，或者說是非易失性上，又遠非傳統(tǒng)DRAM內存可以比擬。這意味著，當寧德時代MES采用AppDirect模式的英特爾?傲騰?持久內存作為磁盤存儲載體時，在執(zhí)行DataMerge、SavePoint以及日志存儲時就可以大幅縮短“落盤”的耗時，大大提升MES的系統(tǒng)整體效能。

傲騰?持久內存所具備的數(shù)據持久性，也使寧德時代MES的重啟時間得以顯著壓縮。同時，為提升系統(tǒng)的可靠性，寧德時代的MES還構建了完備的主備機機制，來防止因斷電、宕機等意外情況造成生產中斷。

實測顯示：性能提高6.2倍

為驗證全新至強?可擴展平臺，尤其是其中的傲騰?持久內存對于寧德時代所用內存數(shù)據庫的增益，寧德時代在英特爾的支持下，基于其實驗數(shù)據對這一新產品在DataMerge、SavePoint以及系統(tǒng)案例研究。

為使測試更貼近真實使用場景，寧德時代基于現(xiàn)有產線運行環(huán)境，精心設計了測試流程和壓力模型。以DataMerge 測試為例，采用英特爾?傲騰?持久內存的方案比采用傳統(tǒng)SAS高速固態(tài)盤的方案，在性能上提升高達6.2倍，這意味著MES的落盤時間可以顯著縮短，因各個操作互斥等待而造成系統(tǒng)停頓的概率也會大為降低。

未來走向智能化

圍繞新一代至強?可擴展平臺，尤其是其中的“新星”——英特爾?傲騰?持久內存開展的協(xié)作，為寧德時代和英特爾之間以智能制造為主題的長期戰(zhàn)略合作創(chuàng)造了一個良好的開局。

這款創(chuàng)新型內存產品通過了考驗，已被證明可幫助寧德時代MES消除此前多個因磁盤性能不足而帶來的系統(tǒng)瓶頸，可以從IT基礎設施創(chuàng)新的角度為寧德時代的產能提升做出至關重要的貢獻。

接下來，寧德時代還計劃將英特爾?傲騰?持久內存引入其高性能離線分析系統(tǒng)，使其生產報表在數(shù)秒內就可從海量歷史數(shù)據中獲取相關信息，以實現(xiàn)更加高效的決策分析能力。同時，寧德時代也在考慮如何充分利用英特爾?至強?可擴展平臺集成的AI加速能力，在產品缺陷檢測等環(huán)節(jié)實現(xiàn)AI應用的落地，從而在數(shù)字化、自動化之外，為制造增添更多智能化的“基因”。

生成海報

免責聲明：本網站內容主要來自原創(chuàng)、合作伙伴供稿和第三方自媒體作者投稿，凡在本網站出現(xiàn)的信息，均僅供參考。本網站將盡力確保所提供信息的準確性及可靠性，但不保證有關資料的準確性及可靠性，讀者在使用前請進一步核實，并對任何自主決定的行為負責。本網站對有關資料所引致的錯誤、不確或遺漏，概不負任何法律責任。任何單位或個人認為本網站中的網頁或鏈接內容可能涉嫌侵犯其知識產權或存在不實內容時，應及時向本網站提出書面權利通知或不實情況說明，并提供身份證明、權屬證明及詳細侵權或不實情況證明。本網站在收到上述法律文件后，將會依法盡快聯(lián)系相關文章源頭核實，溝通刪除相關內容或斷開相關鏈接。