Estudio de caso: Computación de extremo
Desde el centro de datos al espacio

¡Estudio de caso de Edge Computing en 3 minutos!

SSD KIOXIA en HPE Spaceborne Computer-2 – KIOXIA Memory Maker (3:07)

 

Recientemente, los medios de comunicación de todo el mundo han cubierto periódicamente la exploración espacial, incluidos los lanzamientos de satélites. Aunque en el pasado fueron las agencias gubernamentales nacionales quienes abrieron el camino, en la actualidad está atrayendo la atención como una nueva industria en crecimiento, donde la exploración espacial por parte de empresas privadas ha ido aumentando.

Uso creciente de la computación de extremo en el espacio

Desafíos de la computación espacial

En varios lugares se han presentado casos de uso empresarial en el espacio, como la observación de la Tierra mediante sensores y análisis remotos. La computación en la Tierra es sencilla y directa, pero en el espacio presenta nuevos desafíos, donde las condiciones ambientales son muy diferentes. No hay nube en el espacio, ya que no existe la tecnología necesaria para construir una red de alta velocidad entre los satélites y la nube, tanto desde el punto de vista técnico como del de los costos, sin mencionar la gran cantidad de energía necesaria para hacer funcionar los servidores y procesadores.

Una imagen de ejemplos generales de varios casos de negocios espaciales Una imagen de ejemplos generales de varios casos de negocios espaciales

Ejemplo general de varios casos de empresas espaciales

Computación convencional

Como laboratorio espacial que orbita a 254 millas (aproximadamente 408 km) sobre la Tierra, la Estación Espacial Internacional (ISS) puede transmitir datos a la Tierra en tiempo real, y puede tardar mucho tiempo si el volumen de datos es grande. Además, se generaría un mayor retraso en la comunicación a distancias más largas, como cuando una nave espacial viaja a Marte. Por eso es necesario analizar datos en el espacio y enviar solo los resultados, en lugar de enviar datos a la Tierra para su análisis. En el pasado, los datos de varios sensores en el espacio (temperatura, gas, información topográfica, etc.) e imágenes de alta resolución se enviaban a la Tierra, y se tardaba más de 10 horas en transmitirlos, analizarlos y, en última instancia, producir resultados. Con las mejoras en el “almacenamiento” (medios de almacenamiento), que incluyen alta capacidad, tamaño pequeño y mayor rendimiento de lectura y escritura, es posible almacenar datos y ejecutar aplicaciones en el espacio. Esto produce resultados en segundos o minutos, y el análisis completo se puede transmitir a la Tierra en un tiempo mucho más corto.

Una imagen de cómo funciona la computación convencional en el espacio

La computación convencional transmite datos sin procesar a la Tierra y puede tardar mucho tiempo con grandes volúmenes de datos.

Computación de extremo

Este podría denominarse el caso de uso definitivo de la computación de extremo”. En la computación en la nube, toda la información requerida se agrega y el procesamiento de datos se realiza en servidores de alto rendimiento, todo en la nube. En la computación en la nube, toda la información requerida es agregada, y el procesamiento de datos se realiza en servidores de alto rendimiento, todo en la nube. Esto puede reducir las comunicaciones innecesarias, los retrasos y la carga de la red. La computación de extremo juega un papel importante en el área de la investigación y exploración espacial.

Una imagen de cómo funciona la computación perimetral en el espacio

La computación de extremo produce resultados en segundos o minutos, y el análisis completo se puede transmitir a la Tierra en un tiempo mucho más corto.

Enfoque de KIOXIA

Programa Spaceborne Computer-2 (SBC-2)

KIOXIA participa en el programa Spaceborne Computer-2 (SBC-2) con Hewlett Packard Enterprise (HPE), creado con tecnología comercial disponible en el mercado. El SBC-2 trae el primer sistema comercial habilitado para inteligencia artificial y computación de extremo a la Estación Espacial Internacional (ISS) para la exploración espacial y para realizar una variedad de experimentos en el espacio.

El programa tiene la importante misión de avanzar significativamente en la tecnología informática y reducir la dependencia de la comunicación de datos para su procesamiento en la Tierra. Específicamente, está diseñado para realizar una variedad de procesos informáticos de alto rendimiento en el espacio, incluyendo el procesamiento de imágenes en tiempo real, el aprendizaje profundo y las simulaciones científicas, que contribuirán a los avances en atención médica, procesamiento de imágenes, recuperación de desastres naturales, impresión 3D, 5G, inteligencia artificial y más. Con el uso del procesamiento local de alta velocidad o las capacidades informáticas de extremo en el espacio limitado de la ISS, los datos de varios dispositivos de extremo, como satélites y cámaras, se capturan y procesan en tiempo real.

KIOXIA y HPE se unen para enviar las SSD al espacio

KIOXIA es el patrocinador oficial de almacenamiento SSD para este sistema HPE SBC-2 y proporciona tres familias de productos SSD de KIOXIA para almacenamiento de datos (consulte los detalles a continuación). Ninguna de estas SSD ha sido personalizada o desarrollada para aplicaciones espaciales. También se están probando para ver cómo se desempeñan en el espacio a lo largo del tiempo mediante controles de diagnóstico diarios.

Las SSD no tienen partes físicas móviles, lo que las hace resistentes a los golpes para soportar las duras condiciones en el espacio, como vibraciones durante el lanzamiento, ingravidez y cortes de energía inesperados.

Una imagen de las características de SSD seleccionadas para el programa HPE SBC-2

Características de las SSD seleccionadas para el programa HPE SBC-2

KIOXIA proporciona cuatro SSD SAS Value de la serie RM de KIOXIA de 960 gigabytes (GB), cuatro SSD SAS Enterprise de la serie PM de KIOXIA de 30,72 terabytes (TB) y ocho SSD NVMe™ Client de la serie XG de KIOXIA de 1024 GB en SBC-2. La capacidad total de almacenamiento de datos es de más de 130 TB(1), la mayor cantidad de almacenamiento de datos para viajar a la Estación Espacial Internacional en una sola misión.(2) Las SSD SAS Enterprise de alta capacidad y 30,72 TB de bajo consumo permite 130 TB de capacidad de almacenamiento en la ISS, donde el suministro de energía es limitado. Esto es posible gracias al tamaño pequeño, el perfil delgado y la alta capacidad por unidad de área de las SSD diseñadas para su instalación en el espacio limitado del casillero de SBC-2. En el futuro, se espera que se utilice una mayor capacidad de almacenamiento en el espacio.

  1. 1 TB equivale a 32.000 piezas de datos musicales (calculado como 5 MB para 4 minutos de datos musicales).
  2. A partir del 31 de enero de 2024. Encuesta de Kioxia Corporation.
Una imagen de la configuración de actualización de hardware para SBC-2

La configuración de hardware para Spaceborne Computer-2 Refresh

De 12 horas a 2 segundos de tiempo de procesamiento

Configuración de hardware KIOXIA utilizada en SBC-2 como se muestra a continuación; las SSD de KIOXIA se instalan en servidores HPE Edgeline EL4000 y HPE ProLiant DL360 Gen10 (denominados colectivamente "servidor SBC-2") a bordo de la ISS.

La transmisión de datos a la Tierra con 1,8 GB de datos comprimidos a 1/10 de su tamaño original tarda aproximadamente 12 horas. Usando el servidor SBC-2, la aplicación se carga en el servidor SBC-2 y se ejecuta en un contenedor Docker, lo que proporciona resultados de procesamiento de datos híbridos de CPU y GPU en 6 minutos. La transmisión de datos que antes tardaba más de 12 horas, ahora tarda solo unos 2 segundos, lo que supone 1/20.000 de las 12 horas originales para enviar solo 92 KB de datos. Es mucho más rápido calcular y analizar datos mediante computación de extremo en el espacio que enviar los datos sin procesar a la Tierra.

Una vez que se haga común analizar datos en el espacio, en lugar de enviar esos datos sin procesar a la Tierra para su procesamiento, se espera que se reduzca el “tiempo de obtención de conocimiento” de meses a minutos. Los conocimientos adquiridos gracias al proyecto HPE SBC-2 conducirán a nuevos avances en los productos SSD de KIOXIA. Existen grandes expectativas en las tecnologías de almacenamiento, incluidos los productos SSD, que permiten una mayor capacidad y un procesamiento más rápido para utilizarse en futuras expediciones espaciales.

Ejemplo de computación perimetral en el espacio exterior

Crear recuerdos con Spaceborne Computer-2: la visión para el futuro del almacenamiento.

Las SSD KIOXIA tomaron vuelo con el lanzamiento del cohete de misión NG-20 al ISS, entregando un sistema HPE SBC-2 actualizado, basado en servidores HPE Edgeline y ProLiant.

La tecnología de memoria flash y los productos SSD continúan evolucionando, haciendo que el alto rendimiento y la gran capacidad estén fácilmente disponibles y ampliando aún más la gama de aplicaciones. KIOXIA también está trabajando en un proyecto de investigación único llamado "Memory-centric AI" (IA centrada en la memoria). Esta tecnología se está desarrollando para contribuir a un aprendizaje de inteligencia artificial más rápido que utiliza grandes cantidades de datos y también para ser eficaz en el campo de la simulación/HPC a fin de obtener información a partir de grandes cantidades de datos. La tecnología de memoria flash y los productos SSD son indispensables en la era de “datos x IA” y “datos primero”.

  • Definición de capacidad: KIOXIA Corporation define un megabyte (MB) como 1.000.000 de bytes, un gigabyte (GB) como 1.000.000.000 de bytes y un terabyte (TB) como 1.000.000.000.000 de bytes. Un sistema operativo informático, sin embargo, informa de la capacidad de almacenamiento utilizando potencias de 2 para la definición de 1 GB = 2^30 = 1.073.741.824 bytes y 1TB = 2^40 bytes = 1.099.511.627.776 bytes y, por lo tanto, muestra menos capacidad de almacenamiento. La capacidad de almacenamiento disponible (incluidos ejemplos de varios archivos multimedia) variará en función del tamaño del archivo, el formato, la configuración, el software y el sistema operativo, como el sistema operativo de Microsoft y/o las aplicaciones de software preinstaladas o el contenido multimedia. La capacidad formateada real puede variar.
  • NVM Express es una marca registrada o no registrada de NVM Express, Inc. en los Estados Unidos y otros países.
  • HPE, ProLiant y Edgeline son marcas comerciales registradas de Hewlett Packard Enterprise y/o sus afiliadas.
  • Docker y el logotipo de Docker son marcas comerciales o marcas comerciales registradas de Docker, Inc. en los Estados Unidos y/u otros países. Docker, Inc. y otras partes también pueden tener derechos de marca comercial en otros términos utilizados en el presente.
  • La imagen del producto puede representar un modelo de diseño.
  • Todos los demás nombres de empresas, nombres de productos y nombres de servicios pueden ser marcas comerciales de sus respectivas empresas.