Прогулка по пит-лейну, или как IaaS-технологии помогают командам «Формулы-1»
В своем блоге на Хабре мы регулярно рассказываем, как IaaS-технологии решают задачи компаний из самых разных отраслей, к примеру из индустрии развлечений и ритейл-сферы.
Сегодня говорим о том, как облачные технологии помогают командам побеждать в одном из самых зрелищных видов спорта — топовой серии автогонок.
/ фото Artes Max CC
Болиды F1 считаются одними из самых совершенных машин. Они способны разогнаться с нуля до 300 км/ч за 10 секунд и при необходимости сбросить скорость со 100 км/ч до нуля менее чем за секунду. В поворотах пилоты болидов испытывают перегрузку, сравнимую с перегрузкой космонавтов при входе в атмосферу.
Удивительно то, что команды самостоятельно создают и проектируют отдельные узлы болидов — двигатель, шасси, кузов. Задача инженеров и механиков собрать самую быструю машину, которая бы удовлетворяла требованиям ежегодно меняющегося регламента.
В серии гонок принимают участие ведущие компании из автомобильной индустрии — Mercedes, Ferrari, Honda, Renault. Поэтому градус конкуренции и темп совершенствования технологий в F1 очень высок. Чтобы завоевать титул чемпиона, каждая из них задействует уникальные решения и современные технологии. Среди этих технологий числятся облачные вычисления и IaaS.
Как создать болид…
Как мы уже говорили, в современной «Формуле» существует большое количество различных требований регламента — сотни страниц правил. И вот одно из них — командам для тестирования шасси и обтекаемости корпуса разрешено использовать аэродинамическую трубу только 25 часов в неделю. Поэтому инженеры F1 обратили внимание на системы гидродинамического моделирования (CFD) — их использование не ограничено по времени и можно проводить тесты круглосуточно.
Однако отметим, что определенные ограничения здесь все же есть. Для моделирования аэродинамики болида командам разрешено использовать максимум 25 терафлопс при вычислениях в режиме двойной точности (причем только на CPU). Каждая команда предоставляет точные спецификации вычислительного кластера представителям Международной автомобильной федерации (FIA), являющейся организатором чемпионата.
Для этих целей команды «строят» собственные аппаратные установки. Например, Renault развернули вычислительный кластер с 18 тыс. ядер и процессорами Intel Xeon. В дополнение к «физическим» компьютерам, команды используют облачные вычисления и IaaS. Причем для разных целей, например, для хранения больших объемов «аэродинамических данных».
У кластера команды Renault настроено подключение к параллельному хранилищу. Как отмечает менеджер по инфраструктуре команды Марк Эверест (Mark Everest), каждый вычислительный узел имеет выделенное соединение, чтобы не приходилось тратить ресурсы на чтение и запись данных.
Команды также используют вычислительные мощности для работы с разнообразным кастомным программным обеспечением. Это инструменты прототипирования и производственные системы, а также решения по управлению запасами запчастей и деталей для болида, чтобы случайно не прибыть на гонку с неработающей машиной.
Для отслеживания процессов сборки автомобилей в Renault Sport используют облачную систему Microsoft. В неё «пишут» данные из системы планирования корпоративных ресурсов, информацию о вносимых изменениях, а также регламент работ в гараже. Ранее команда применяла для этих целей excel-таблицы объемом в 77 тысяч строк. И это несмотря на то что гонки F1 считаются одним из наиболее технически продвинутых видов спорта. С переходом в облако, каждый член команды получил возможность оперативно отслеживать свой прогресс и объем работ.
…и победить в гонке
Болиды команд буквально напичканы сенсорами. Во время тестовых заездов их количество составляет около 400 штук, а во время гонок — порядка 100, чтобы снизить вес. Эти датчики измеряют практически все: от базовой телеметрии (скорость, местоположение на треке и т. д.) до температуры шин и аэродинамической нагрузки.
«Болид «Формулы-1» — это настоящий интернет вещей», — говорит глава ИТ-департамента Mercedes Мэтт Харрис (Matt Harris). За один гоночный уикэнд датчики генерируют около 300 Гбайт данных.
/ фото m1try CC
Все эти данные собираются потому, что после опыта гонщика и технических характеристик болида, за успех заезда отвечает именно оперативная телеметрия с трассы, поступающая в режиме реального времени. Как отметил бывший гонщик Антониу Феликс да Кошта (António Félix da Costa), без real-time телеметрии «ты проезжаешь два круга, а потом останавливаешься где-нибудь на треке, так как что-то сломалось».
Случай с Льюисом Хэмилтоном (Lewis Hamilton), который произошел несколько лет назад, как нельзя лучше иллюстрирует слова Феликса. Во время гонки инженеры команды Хэмилтона передали ему по радио, что одна из шин проколота. Тот ответил, что машина в порядке, однако все же заехал на пит-стоп. Позже они установили, что прокол действительно был, просто Хэмилтон еще не ощутил его эффект на поведение болида.
Чтобы собирать и оценивать real-time данные, команды прибегают к помощи облачных технологий. Как-то в своем блоге мы рассказывали про кейс команды Sauber. На тот момент в Sauber F1, используя телеметрию и информацию о состоянии трека, запускали симуляции в мобильном ЦОД FlexPod (который также передает данные с трассы в главный офис) прямо во время гонки. Это позволяло им сравнить параметры виртуальной модели с текущими настройками болида и по возможности внести коррективы.
Платформа FlexPod строилась на решениях NetApp и Cisco. Она объединяла двухузловой кластер NetApp FAS2040 и NetApp SyncMirror. Передвижной центр (он легко помещался в грузовики и самолеты при переезде из страны в страну между этапами) включал в себя восемь блейд-серверов Cisco UCS и свитч Cisco Nexus.
Все корпоративные системы Sauber базировались на технологии NetApp MetroCluster. Инфраструктура была виртуализирована на 90%, а на пяти серверах VMware ESX запущено более пятидесяти экземпляров ВМ.
Системы NetApp отвечали за хранение результатов вычислений, выполняемых на HPC-кластере. Записывалась информация о прижимной силе, распределении давления, сопротивлении воздуха и других процессах, связанных с параметрами всего болида и его компонентов.
Но не только Sauber применяют технологии, позволяющие анализировать данные болидов прямо во время гонки. Подобную систему использует команда McLaren. Они развернули облачную инфраструктуру на базе решений NTT Communications, получив в свое распоряжение вычислительные ресурсы, хранилище данных и сетевые сервисы. Последние пришлись кстати для реализации симулятора driver-in-loop, который с высокой точностью имитирует ощущения от управления реальным автомобилем и помогает создавать новые компоненты авто в виртуальном мире.
В «Формуле» значение имеет каждая тысячная доля секунды. Важны даже самые мелкие детали. Поэтому команды соревнуются не только на треке, но и в ИТ-сфере, собирая и анализируя как можно больше данных в ходе каждой гонки. А облачные технологии помогают им достичь оптимальной «производительности» на трассе в условиях жесткой конкуренции.
P.S. Дополнительный материалы из Первого блога о корпоративном IaaS:
P.P. S. Несколько постов из нашего блога на Хабре:
