Örnek Olay İncelemesi: Uç Bilişim
Veri Merkezinden Uzaya

Son zamanlarda, uydu fırlatmaları da dâhil olmak üzere uzay araştırmaları dünya çapında medyada düzenli olarak yer alıyor. Geçmişte bu alanda öncülük edenler ulusal devlet kurumları olsa da, günümüzde özel şirketlerin uzay araştırmaları giderek artan yeni bir sektör olarak dikkat çekiyor.

Uzayda, uzaktan algılama ve analiz kullanarak yeryüzü gözlemi gibi ticari kullanım senaryoları çeşitli ortamlarda tanıtıldı. Dünya üzerinde bilişim basit ve kolaydır, ancak çevresel koşulların çok farklı olduğu uzayda bilgi işlem yeni zorluklar ortaya çıkarır. Uzayda bulut yoktur, çünkü uydular ve bulut arasında hem teknik hem de maliyet açısından yüksek hızlı bir ağ kuracak teknoloji yoktur, sunucuları ve işlemcileri çalıştırmak için gereken büyük miktarda güçten bahsetmeye bile gerek yok.

Dünya'nın 254 mil (yaklaşık 408 km) üzerinde yörüngede dönen bir uzay laboratuvarı olan Uluslararası Uzay İstasyonu (ISS), verileri Dünya'ya gerçek zamanlı olarak iletebilir ve veri hacmi büyük olduğunda bu işlem uzun sürebilir. Ayrıca, bir uzay aracının Mars'a gitmesi gibi daha uzun mesafelerde iletişim kurmak daha fazla gecikmeye neden olacaktır. Bu nedenle, verileri analiz için Dünya'ya göndermek yerine uzaydaki verileri analiz etmek ve sadece sonuçları göndermek gerekir. Geçmişte, uzaydaki çeşitli sensörlerden gelen veriler (sıcaklık, gaz, topografik bilgiler vb.) ve yüksek çözünürlüklü görüntülerin Dünya'ya gönderilmesi, analiz edilmesi ve nihayetinde sonuç elde edilmesi 10 saatten fazla sürüyordu. Yüksek kapasite, küçük boyut ve daha yüksek okuma ve yazma performansı gibi "depolama" (depolama ortamı) iyileştirmeleriyle, verileri depolamak ve uygulamaları uzayda çalıştırmak mümkün hale geliyor. Bu sayede saniyeler veya dakikalar içinde sonuç alınabilir ve tamamlanan analizler çok daha kısa sürede Dünya'ya iletilebilir.

Bu, "uç bilişim" için nihai kullanım durumu olarak adlandırılabilir. Bulut bilişimde, gerekli tüm bilgiler bir araya getirilir ve veri işleme, tamamı bulutta bulunan yüksek performanslı sunucularda gerçekleştirilir. Uç bilişimde veri işleme ve analiz, IoT cihazlarında ve ağın sonundaki çevresel alanlarda bulunan sunucularda gerçekleştirilir ve yalnızca sonuçlar buluta gönderilir. Bu, gereksiz haberleşmeyi, gecikmeleri ve ağ yükünü azaltabilir. Uç bilişim, uzay araştırmaları ve keşifleri alanında önemli bir rol oynar.

KIOXIA, Hewlett Packard Enterprise (HPE) ile birlikte ticari kullanıma hazır teknolojiyle geliştirilen Spaceborne Computer-2 (SBC-2) programına katılıyor. SBC-2, uzayda keşif yapmak ve uzayda çeşitli deneyler gerçekleştirmek için ISS'ye ilk ticari uç bilişim ve yapay zeka özellikli sistemi getiriyor.

Program, bilgisayar teknolojisini önemli ölçüde ilerletmek ve Dünya'da işlenmek üzere veri iletişimine olan bağımlılığı azaltmak gibi önemli bir misyona sahip. Özellikle, gerçek zamanlı görüntü işleme, derin öğrenme ve bilimsel simülasyonlar da dâhil olmak üzere uzayda çeşitli yüksek performanslı hesaplama işlemlerini gerçekleştirmek üzere tasarlanmıştır; bu da sağlık hizmetleri, görüntü işleme, doğal afet kurtarma, 3D baskı, 5G, yapay zekâ ve daha birçok alandaki ilerlemelere katkıda bulunacaktır. ISS'nin sınırlı alanında yerel yüksek hızlı işleme veya uç bilişim yetenekleri kullanılarak, uydular ve kameralar gibi çeşitli uç cihazlardan gelen veriler gerçek zamanlı olarak yakalanır ve işlenir.

KIOXIA, bu HPE SBC-2 sisteminin resmi SSD depolama sponsorudur ve veri depolama için üç KIOXIA SSD ürün ailesi sunar (ayrıntılar için aşağıya bakın). Bu SSD'lerin hiçbiri uzay uygulamaları için özelleştirilmemiş veya geliştirilmemiştir. Ayrıca günlük tanısal durum kontrolleriyle zaman içinde uzayda nasıl performans gösterdikleri de test ediliyor.

Hareketli fiziksel parçalara sahip olmayan SSD'ler, fırlatma sırasındaki titreşim, ağırlıksız ortam ve beklenmedik elektrik kesintileri gibi uzayda karşılaşılabilecek zorlu koşullara karşı dayanıklıdır.

KIOXIA, SBC-2'de dört adet 960 gigabayt (GB) KIOXIA RM Serisi Value SAS SSD, dört adet 30,72 terabayt (TB) KIOXIA PM Serisi Enterprise SAS SSD ve sekiz adet 1.024 GB KIOXIA XG Serisi Client NVMe™ SSD sunmaktadır. Toplam veri depolama kapasitesi 130 TB'ın üzerindedir⁽¹⁾ ve bu, tek bir görevde Uluslararası Uzay İstasyonu'na seyahat eden en fazla veri depolama alanıdır.⁽²⁾  Güç tasarruflu 30,72 TB yüksek kapasiteli Enterprise SAS SSD, güç kaynağının sınırlı olduğu ISS'de 130 TB depolama kapasitesi sağlar. Bu, SBC-2 kabininin sınırlı alanına kurulum için tasarlanan SSD'lerin küçük boyutu, ince profili ve birim alan başına yüksek kapasitesi sayesinde mümkün olmaktadır. Gelecekte, uzayda daha yüksek depolama kapasitesinin kullanılması bekleniyor.

SBC-2'de kullanılan KIOXIA donanım yapılandırması aşağıda gösterilmiştir; KIOXIA SSD'ler ISS'deki HPE Edgeline EL4000 ve HPE ProLiant DL360 Gen10 sunuculara (topluca "SBC-2 sunucusu" olarak anılacaktır) kurulmuştur.

Orijinal boyutunun 1/10'una sıkıştırılmış 1,8 GB veri ile dünyaya veri iletimi yaklaşık 12 saat sürmektedir. SBC-2 kullanıldığında, uygulama SBC-2 sunucusuna yüklenir ve bir Docker konteynerinde çalıştırılır, bu da hibrit CPU ve GPU veri işleme ile 6 dakika içinde sonuç verir. Daha önce 12 saatten fazla süren veri iletimi artık sadece 2 saniye sürüyor, bu da sadece 92 KB veri göndermek için eskiden gerekli olan 12 saatin 1/20.000'i anlamına geliyor. İşlenmemiş ham verileri dünyaya göndermeden uzayda uç bilişim kullanarak hesaplamak ve analiz etmek çok daha hızlıdır.

Ham verileri işlenmek üzere Dünya’ya göndermek yerine uzaydaki verileri analiz etmek yaygın bir uygulama haline geldiğinde, "bilgiye ulaşma süresinin" aylardan dakikalara düşmesi bekleniyor. HPE SBC-2 projesi ile elde edilen bilgi birikimi, KIOXIA SSD ürünlerinde yeni gelişmelere yol açacaktır. Gelecekteki olası uzay yolculukları için daha yüksek kapasite ve daha hızlı işlem sağlayan SSD ürünleri de dâhil olmak üzere depolama teknolojilerine yönelik beklentiler yüksektir.

KIOXIA SSD'ler, HPE Edgeline ve ProLiant sunucularını temel alan güncellenmiş bir HPE SBC-2 sistemi sunan NG-20 ikmal roketinin ISS'ye fırlatılmasıyla uçuşa geçti.

Flash bellek teknolojisi ve SSD ürünleri gelişmeye devam ederek yüksek performansı ve yüksek kapasiteyi daha kolay kullanılabilir hale getirmekte ve uygulama yelpazesini daha da genişletmektedir. KIOXIA aynı zamanda “Bellek merkezli yapay zeka” adı verilen benzersiz bir araştırma projesi üzerinde de çalışmaktadır. Bu teknoloji, büyük miktarda veri kullanan daha hızlı yapay zeka öğrenimine katkıda bulunmak ve aynı zamanda büyük miktarda veriden içgörü elde etmek için simülasyon/HPC alanında etkili olmak üzere geliştirilmektedir. Flash bellek teknolojisi ve SSD ürünleri, "veri x yapay zeka" ve "önce veri" çağında vazgeçilmezdir.