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現代晶圓廠所產生的數據量令人驚嘆——短短片刻內便能產生一泰字節的數據。雖然用於製造現代晶片的技術處於絕對最前沿,甚至被某些評論家譽為「神聖」,但令人驚訝的是,用於收集數據和監控工廠設備的技術,往往並非如此。
徹底拆除並更換車間應用系統的情況極為罕見。因此,當一座晶圓廠建成時,其資料擷取與控制架構通常與廠區外常見的龐大氣體輸送管線一樣,具有長期穩定的特性。 過去 10 年間,現代軟體架構已發生劇烈變化。然而,相較於製造最新晶片所需的製程設備,晶圓廠及其支援系統卻相對靜態。這種失衡與慣性所導致的結果是:晶圓廠內充斥著產生海量位元與位元組的設備,而管理層卻正掙扎著維持浮力並划動船槳。若以比喻來說,當管理層沿著企業階梯——或者說桅杆——向上攀爬時,這個問題只會愈發惡化。 那些試圖理解並管理多個晶圓廠實際運作狀況的高層主管,簡直是被洶湧的資訊洪流徹底淹沒,只能在洪水中緊抓殘骸求生。迄今為止,還沒有任何企業級軟體系統是專為處理這股「諾亞大洪水」般的海量數據而設計的。正因如此,晶圓廠經理們不得不採用原本更常被用於運作社群媒體網站和亞馬遜,而非管理工廠的資料中心技術與軟體架構。
2022 年 8 月 8 日,由於軟體更新規劃不周,Google 搜尋服務曾中斷約 34 分鐘。令人驚訝的是,這已是 Google 搜尋服務睽違多年再次發生此類中斷事件,而上次發生類似情況更是更早之前的事。Google 搜尋頁面是網路上造訪量最高的網站,卻擁有業界頂尖的可用性指標與性能紀錄。 這項成就背後的成因無疑眾多,但最受推崇的之一便是 Google 的應用程式伺服器:Kubernetes。其名稱源自希臘語中「舵手」或「導航員」之意,Kubernetes 已成為現代軟體架構中的標準應用程式伺服器。軟體純粹主義者無疑會提出異議,並表示 Kubernetes(或簡稱 K8s)僅是協調軟體的部署,但這已不再是事實。 K8s 已發展成一個生態系統,承載著數十種其他軟體產品,這些產品包辦了從編譯、測試、打包、部署到監控等所有可想像的任務,以維持像 Google 搜尋這類產品所需的全部程式碼運作。
順帶一提,許多最成功的 K8s 生態系產品都延續了航海主題,例如 Docker、Armada 和 Helm 等名稱。
2015 年,Google 與 Docker 及其他合作夥伴攜手,將 K8s 技術捐贈給 Linux 基金會轄下的開源社群。當時宣布成立雲原生運算基金會(CNCF)專案,旨在統一目前相當分散的軟體部署容器化方法。
在 PDF Solutions 和 Cimetrix® Connectivity Group,我們目睹了這場變革的發生,並決定搶先一步。數十年來,我們一直訓練生產線工程師如何從數據洪流中汲取養分,教導他們如何從洶湧的數據洪流中,篩選出僅需且有能力處理的可控數據流。 如今,多虧了 CNCF,我們得以開發出能處理遠超以往數據量、同時仍能在晶圓廠生產所需的 24×7 環境中穩定運作的軟體。Cimetrix 的 Sapience Manufacturing Hub 正是我們對此的回應。 ?
「The Hub」解決了半導體產業中將可操作的產線數據傳遞至高層管理層的問題,這就像是在斯庫拉與卡律布狄斯之間穿梭一般。由於最複雜的晶圓需耗時 3 至 4 個月才能在晶圓廠完成加工,且製程步驟多達數千道,因此即使處理單一晶圓批次的数据,也已證明是一項巨大的挑戰。 因此,與材料、人工及返工相關的成本數據,會被平均分攤至晶圓廠內所有產品上,並橫跨數月之久。其結果是,關於特定晶圓成本或產品利潤率的詳細數據,全都被埋沒在平均數之中。
該平台用於從生產現場收集乾淨的數據,並在適當之處進行彙總。透過里程碑流程,可依據產品、訂單、批次及其他相關因素彙總並彙報數據,以便在企業層級準確核算成本。當能源、材料及測試成本上升,而產量卻下降時,掌握詳細資訊至關重要。 Sapience Manufacturing Hub 是首個雲原生平台,能夠透過通用且廣為人知的数据中心工具進行擴展,並以對企業應用程式套件有用的方式提供這些數據。