Dell EMC PowerScale để phát triển xe tự lái

Cạnh tranh trong thời đại tự chủ

Ngành công nghiệp ô tô đang trong giai đoạn chuyển tiếp cạnh tranh cao, nơi thành công không phải là chiến thắng, mà là sự sống còn. Trước đây là ngành công nghiệp phần cứng và adrenaline thuần túy, thiết kế ô tô ngày càng phụ thuộc vào và được phân biệt bằng phần mềm. Điều này đặc biệt đúng đối với sự phát triển của Hệ thống hỗ trợ người lái tiên tiến (ADAS), đang đưa ra các yêu cầu đột phá đối với Cơ sở hạ tầng CNTT kỹ thuật – đặc biệt là lưu trữ, nơi mà ngay cả dung lượng cấp đầu vào cũng được đo bằng petabyte.

SAE International, trước đây được gọi là Hiệp hội Kỹ sư Ô tô, đã định nghĩa các cấp độ tự động hóa khác nhau. Hầu hết các xe hơi hiện đại ngày nay đều có các tính năng ở cấp độ 2-3. Các dự án ADAS cấp độ 3 của SAE hiện nay đã vượt xa các giải pháp lưu trữ cũ và với các dự án cấp độ 4 và 5 sắp ra mắt, nhu cầu về các giải pháp lưu trữ được tối ưu hóa cho hiệu suất cao, tính đồng thời cao và khả năng mở rộng lớn chưa bao giờ lớn hơn thế.

Giá trị của dữ liệu

Khi các giải pháp ADAS phát triển từ hệ thống tránh va chạm đơn giản thành xe hoàn toàn tự động, các hệ thống này sẽ kết hợp các công nghệ cảm biến, xử lý và thuật toán phức tạp. Dữ liệu do xe tạo ra này là thành phần quan trọng để cải thiện hệ thống ADAS, đưa vào các chu kỳ thử nghiệm và phát triển tích hợp (hoặc chuỗi công cụ phát triển) cho các hệ thống này.

Ngoài dữ liệu xe cộ, các hệ thống Kiểm tra và Phát triển ADAS trong ba đến năm năm tới cũng sẽ dựa vào dữ liệu đầu vào từ cơ sở hạ tầng để hỗ trợ quy mô ngày càng tăng của việc di chuyển dữ liệu, tính toán và lưu trữ dữ liệu cần thiết giữa các xe cộ, trên biên, thông qua đám mây và trong môi trường tại chỗ. Dữ liệu như vậy sẽ hỗ trợ các sửa đổi liên tục đối với mô phỏng hiện tại, thử nghiệm SiL (Phần mềm trong vòng lặp) và HiL (Phần cứng trong vòng lặp) để cải thiện độ tin cậy của các dịch vụ sau khi triển khai.

Hình sau đây minh họa vòng đời phát triển ADAS điển hình cho các nhà cung cấp và OEM ô tô tận dụng NAS mở rộng Dell EMC PowerScale làm hồ dữ liệu trung tâm với Hệ thống quản lý dữ liệu (DMS) của chúng tôi dành cho ADAS:

Việc mở rộng và phát triển các hệ thống ADAS sẽ đòi hỏi một quy trình quản lý dữ liệu liền mạch và cơ sở hạ tầng CNTT đủ linh hoạt để xử lý các thách thức như:

Kiến trúc và mô phỏng ADAS tiên tiến, thích ứng với những thay đổi trong cảm biến xe và các điểm dữ liệu môi trường khác.
Quản lý lưu trữ dữ liệu để tuân thủ các yêu cầu về quy định và quyền riêng tư, đồng thời giải quyết các nhu cầu về hiệu suất, bảo mật và khả năng truy cập.
Phân tích khối lượng lớn các tập dữ liệu phi cấu trúc, để hỗ trợ mô hình phân tích và truy vấn dữ liệu ADAS. Điều này đòi hỏi các bước chuẩn bị dữ liệu tốn kém và mất thời gian, chẳng hạn như gắn nhãn dữ liệu để phân tích.
Hầu hết dữ liệu cảm biến đều cần được sử dụng để khôi phục dữ liệu nhanh chóng trong nhiều thập kỷ, do đó phải thêm dữ liệu này vào kho lưu trữ dài hạn.

Được thiết kế lý tưởng cho việc phát triển và chứng nhận ADAS, Dell EMC PowerScale cung cấp khả năng mở rộng, hiệu suất, tính song song và các công cụ quản lý dễ sử dụng để giúp các OEM và nhà cung cấp Tier-1 đẩy nhanh các dự án ADAS của họ. PowerScale hỗ trợ thu thập đồng thời từ hàng nghìn luồng đồng thời từ khắp nơi trên thế giới, cung cấp quyền truy cập đồng thời cho thử nghiệm Model-in-the-loop (MIl), Hardware in the loop (HiL), Software in the loop (SiL), Deep Learning/AI và bao gồm các tùy chọn lưu trữ để đáp ứng SLA mô phỏng lại theo quy định.

Tăng tốc và mở rộng thành công phát triển ADAS/AD của bạn

Nhu cầu quản lý dữ liệu và tính toán hỗ trợ cho thử nghiệm và môi trường phát triển ADAS/AD (lái xe tự động) là rất lớn và đòi hỏi các giải pháp có thể mở rộng để đáp ứng các tập dữ liệu ADAS/AD phức tạp đang phát triển theo cấp số nhân. Nền tảng hiệu suất cao và dung lượng lớn có thể cung cấp những điều sau đây là điều cần thiết để giúp các nhóm phát triển ADAS/AD mở khóa dữ liệu và tạo ra giá trị:

Một giải pháp nhất quán, thông lượng cao để thu thập dữ liệu từ các xe thử nghiệm đồng thời phân phối dữ liệu thử nghiệm vào hàng trăm đến hàng nghìn luồng đồng thời đến các máy chủ MiL/SiL/HiL, giá thử nghiệm và thậm chí là đào tạo học sâu. Nó cũng phải mở rộng hiệu suất gần như tuyến tính, do đó hiệu suất không bị suy giảm khi dung lượng được thêm vào—rất quan trọng đối với việc phát triển ADAS, nơi tốc độ thu thập dữ liệu cảm biến là 2 PB+ mỗi tuần đang trở nên phổ biến.
Một giải pháp lưu trữ hiệu suất cao và có thể dự đoán được, có thể mở rộng và quản lý các tập dữ liệu và khối lượng công việc ADAS/AD khi chúng phát triển tập trung và theo khu vực. Các yếu tố thiết yếu của nền tảng bao gồm một không gian tên duy nhất có thể mở rộng, loại bỏ các kho dữ liệu bằng cách hợp nhất tất cả dữ liệu ADAS/AD được thu thập trên toàn cầu; phát hiện và mở rộng phần cứng cắm và chạy tự động sẽ không làm gián đoạn các dự án đang diễn ra; phân tầng dựa trên chính sách tự động để giảm sự lan rộng của máy chủ tệp và các nút thắt cổ chai về hiệu suất; và sắp xếp và mã hóa đối tượng tệp sẽ cho phép di chuyển dữ liệu giữa bộ lưu trữ được kết nối mạng hiệu suất cao và các tùy chọn đám mây riêng và công cộng có chi phí thấp hơn.
Các khuôn khổ học sâu phân tán là cốt lõi để mở khóa vốn dữ liệu và là nền tảng cho sự phát triển ADAS và AD. Vì các mô hình học sâu rất phức tạp và lớn, nên các nhà phát triển có thể hưởng lợi từ việc sử dụng một khuôn khổ học sâu — một giao diện, thư viện hoặc công cụ cho phép họ tận dụng học sâu một cách dễ dàng và nhanh chóng, mà không cần hiểu sâu về các thuật toán cơ bản. Các khuôn khổ này cung cấp một cách rõ ràng và súc tích để xác định các mô hình bằng cách sử dụng một bộ sưu tập các thành phần được xây dựng sẵn và được tối ưu hóa trước. Các đặc điểm thiết yếu của các khuôn khổ học sâu được thiết kế tốt, chẳng hạn như Tensorflow, Keras, PyTorch và Caffe, bao gồm tối ưu hóa cho hiệu suất GPU, mã dễ hiểu, hỗ trợ cộng đồng rộng rãi, song song hóa quy trình để giảm chu kỳ tính toán và tự động tính toán độ dốc.
Một nền tảng tăng tốc được tối ưu hóa và có khả năng mở rộng có khả năng và năng lực để chạy AI tại chỗ cũng như học sâu (đào tạo) và khối lượng công việc MiL/HiL/SiL. Các kỹ sư và nhà khoa học dữ liệu liên tục quản lý các tập dữ liệu khổng lồ và khối lượng công việc tính toán chuyên sâu để chạy thử nghiệm ADAS/AD và hoạt động phát triển của họ trên khắp các phòng ban và trên toàn cầu. Cơ sở hạ tầng lưu trữ và tính toán dựa trên GPU phân tán và có dung lượng lớn cung cấp cho các nhóm phát triển khả năng xây dựng, đào tạo và triển khai nhanh chóng các trường hợp thử nghiệm và mô hình AI, phân tích dự đoán, mô phỏng và mô phỏng lại.

Những lý do hàng đầu để chọn Dell EMC PowerScale cho ADAS/AD

Dấu chân nhỏ, hiệu suất lớn cho cạnh

PowerScale F200 và F600 là các nút flash quy mô nhỏ mới cung cấp thông lượng cao cho các kịch bản triển khai nhỏ như lưu trữ dữ liệu tại chỗ, cần thiết khi truyền dữ liệu từ đám mây công cộng để thử nghiệm Phần cứng trong Vòng lặp (HiL) hoặc các trạm thu thập dữ liệu cảm biến khu vực. Các nút chi phí thấp này có thể được thêm vào các cụm PowerScale/Isilon hiện có – giúp dễ dàng mở rộng với hiệu suất cao.

Khả năng mở rộng lớn cho trung tâm dữ liệu

Các tập dữ liệu AD/ADAS đang tăng theo cấp số nhân, với các yêu cầu từ petabyte đến exabyte dữ liệu. Dell EMC PowerScale mở rộng theo nhu cầu của bạn để bạn có thể đầu tư vào cơ sở hạ tầng phù hợp với các yêu cầu lưu trữ ADAS hiện tại của mình mà không cần mua quá nhiều hiệu suất hoặc dung lượng. Có thể mở rộng lên đến hàng chục petabyte (PB) trong một cụm duy nhất, PowerScale cung cấp hiệu suất thực sự có thể mở rộng và không gian tên duy nhất luôn mở rộng giúp loại bỏ các kho dữ liệu bằng cách hợp nhất tất cả dữ liệu ADAS/AD được thu thập trên toàn cầu. Các công cụ như CloudPools đưa khả năng mở rộng này vào phạm vi exabyte (EB), cho phép dữ liệu được di chuyển giữa NAS hiệu suất cao và nhiều tùy chọn lưu trữ chi phí thấp hơn như lưu trữ đối tượng Dell EMC ECS.

Thông lượng để đẩy nhanh thời gian đưa ADAS/AD ra thị trường

PowerScale cung cấp thông lượng cao, nhất quán cần thiết để đồng thời phân phối dữ liệu thử nghiệm vào hàng trăm đến hàng nghìn máy chủ MiL/SiL/HiL, giá thử nghiệm và mạng Deep Learning cùng một lúc. Nhiều loại nút có thể được triển khai trong một cụm duy nhất, do đó bạn có thể triển khai cơ sở hạ tầng lưu trữ đáp ứng chính xác nhu cầu của mình từ bộ nhớ flash hiệu suất cao cho AI đến SATA giá rẻ để lưu trữ lâu dài. PowerScale cũng mở rộng hiệu suất theo tuyến tính khi thêm dung lượng bổ sung vào cụm – rất quan trọng đối với quá trình phát triển ADAS, nơi tốc độ thu thập dữ liệu cảm biến là 2PB+ mỗi tuần đang trở nên phổ biến.

Duy trì sự tuân thủ dữ liệu cảm biến

Hầu hết các dự án ADAS đều phải đối mặt với các yêu cầu nghiêm ngặt về tuân thủ và lưu giữ dữ liệu, bao gồm quyền riêng tư dữ liệu, bảo mật phương tiện vật lý và thậm chí là các thỏa thuận cấp độ dịch vụ (SLA) quy định việc lưu giữ từ petabyte đến exabyte dữ liệu trong nhiều thập kỷ, chỉ cần thông báo trước vài ngày để khôi phục toàn bộ dữ liệu. SmartPools và CloudPools dựa trên chính sách giúp giảm bớt các thách thức về SLA bằng cách tự động phân tầng dữ liệu thành bộ lưu trữ có chi phí thấp hơn để lưu giữ lâu dài và thành bộ lưu trữ hiệu suất cao hơn để xác thực lại. Việc giữ dữ liệu kiểm tra và xác minh cảm biến trong tầm tay giúp tránh được tình trạng “chạy nước rút” để khôi phục các tập dữ liệu lớn từ kho lưu trữ trong trường hợp có lỗi, thu hồi an toàn hoặc kiểm toán. Dữ liệu cần thiết vẫn có thể truy cập trực tiếp trong cơ sở hạ tầng lưu trữ PowerScale và ECS. Để bảo vệ dữ liệu cảm biến nhạy cảm, CloudPools mã hóa hoàn toàn dữ liệu trước khi chuyển dữ liệu đó đến mục tiêu, có thể bao gồm bộ lưu trữ đối tượng Dell EMC ECS tại chỗ của riêng bạn và các nhà cung cấp bên thứ ba.

Gỡ lỗi thiết kế nhanh hơn

Hệ điều hành PowerScale OneFS bao gồm hỗ trợ đa giao thức gốc để các quy trình công việc có thể nhanh chóng truy cập dữ liệu được lưu trữ trên một cụm duy nhất, loại bỏ nhu cầu di chuyển dữ liệu bổ sung. OneFS cung cấp quyền truy cập đồng thời vào tất cả các nút PowerScale để kết hợp các khối lượng công việc AD/ADAS từ thu thập dữ liệu, thử nghiệm MiL, SiL và HiL đến Học sâu bằng TensorFlow. OneFS cũng hỗ trợ làm giàu dữ liệu bằng cách truy cập vào cơ sở dữ liệu trực tuyến để biết thời tiết, truy vấn vị trí GPS, loại mặt đường, v.v. Phân tích tại chỗ đối với dữ liệu cảm biến và kết quả mô phỏng giúp loại bỏ thời gian và chi phí di chuyển các tập dữ liệu lớn giữa tệp và các giải pháp lưu trữ khác thường được yêu cầu. Hỗ trợ đa giao thức bao gồm NFS, SMB, HDFS, SWIFT, HTTP, REST và các giao thức khác. OneFS cũng hỗ trợ S3, một giao thức thiết yếu cho các ứng dụng đám mây gốc. PowerScale dễ dàng tích hợp với nền tảng dữ liệu phát trực tuyến Dell EMC, cung cấp thông tin chi tiết về dữ liệu cảm biến theo thời gian thực và lịch sử.

Giải pháp hoàn chỉnh của Dell: kiến trúc tham chiếu hồ dữ liệu lái xe tự động hoàn chỉnh

Hệ sinh thái Dell Autonomous Drive mới của chúng tôi hỗ trợ các bước quan trọng nhất trong quy trình dữ liệu ADAS/AD. Được phát triển kết hợp với các đối tác công nghệ và ngành hàng đầu, Dell Autonomous Drive kết hợp Dell Technologies và cơ sở hạ tầng, phần mềm và dịch vụ của đối tác để cung cấp chuỗi công cụ đầu cuối hoàn chỉnh.