для NAS, Soft Router и AI-сервера
Старт10 / UberNAX — это открытая модульная вычислительная система на базе промышленных компьютеров (CWWK / Topton) с пассивным охлаждением и собственных модулей для подключения дисков, AI ускорителей и различных промышленных датчиков.
Платформа трансформируется в следующие варианты использования без замены основного вычислительного блока:
- NAS – до 4× M.2 NVMe, RAID 0/1/5/6/10, восстановление данных при отказе 1–2 дисков.
- Soft Router – OPNsense, pfSense, OpenWrt; от 4 до 8 портов 2.5G/10G.
- AI‑сервер – до 4× M.2 NPU-ускорителей (Hailo‑8, Hailo-10, Axera AX8850, Radxa AICore AX-M1, Kneron и др.), суммарная производительность >100 TOPS.
- Hybrid - комбинация любых трёх вариантов, которая достигается за счет применения модуля с универсальными разъемами M.2
- Модульность – не привязана к конкретной плате; основной модуль M.2 совместим с линейкой промышленных ПК.
- Охлаждение – пассивное + опциональный вентилятор для тяжёлых условий эксплуатации и высоконагруженных приложений.
- Сеть – от 4 до 8 интерфейсов 2.5 Гбит/с, 10 Гбит/с (зависит от базовой модели и сетевого модуля).
- ОС – любой Linux (Ubuntu, Debian, Arch) или Windows.
- Доработка корпуса – локальное опытное производство для доработки креплений, доп. отводов тепла и т.д.
- Чертежи модулей - оформляются – габариты, посадочные места.
- Схемы - оформляются – электрические соединения (M.2, питание).
- Инструкции по сборке - в разработке – установка дисков, ускорителей, настройка RAID.
- Результаты тестов - оформляются – производительность дисковой подсистемы (FIO), NPU (TOPS, latency),
perf. - Фото – примеры готовых сборок (NAS, Router, AI).
- Презентации - материалы для рекламы и презентаций.
| Вариант | Дистрибутив | Ссылка |
|---|---|---|
| NAS | Openmediavault (Debian based) | https://www.openmediavault.org/ |
| Soft Router | OPNsense | https://opnsense.org/download/ |
| AI Server | Ubuntu Server | https://ubuntu.com/download/server |
Другие варианты: pfSense, OpenWrt, Debian, Arch Linux – установка стандартная.
Исходные фото высокого разрешения as is выложены в облако из-за ограничений GitHub на размер файлов.
UberNAX поддерживает промышленные камеры напрямую через Ethernet или через внешние коммутаторы. В большинстве моделей доступны два SFP+ интерфейса 10Гбит/с, что позволяет организовать высокоскоростные транки для быстрого обмена данными.
Примеры конфигураций:
- Камера → PoE‑коммутатор → порт 2.5 Гбит/с UberNAX (Soft Router с OpenWRT).
- Несколько камер → управляемый коммутатор → AI‑сервер UberNAX для обработки видеопотоков.
- Прямое подключение: камера/камеры с Ethernet-выходом → выделенный порт/порты UberNAX (изолированная VLAN).
К примеру, в режиме AI-сервера система может одновременно получать 12..16 (зависит от входного разрешения) потоков 2K@50fps и выполнять инференс (YOLOv8, ResNet) с помощью четырех ускорителей Hailo-8, освобождая при этом ресурсы процессора для выполнения различных системных задач и маршрутизации.
Интеграция UberNAX в распределённые системы характеризуется низкой связанностью и высокой адаптируемостью, что достигается за счёт модульной архитектуры, стандартизированных сетевых интерфейсов и гибкости программных интерфейсов прикладного уровня.
С точки зрения подключения система поддерживает основные сетевые транспортные протоколы (TCP/IP, UDP) и прикладные протоколы взаимодействия (HTTP/REST, gRPC), что обеспечивает совместимость с широким спектром сетевых стеков и инфраструктурных решений. Для организации обмена данными предусмотрены готовые коннекторы к типовым брокерам сообщений (RabbitMQ, Kafka), а также поддержка MQTT-брокера, что критически важно для интеграции с подсистемой датчиков (сенсорные сети, устройства IoT, телеметрия). Лёгкий протокол MQTT в сочетании с возможностью работы через стандартные сокеты позволяет эффективно подключать территориально распределённые датчики с ограниченной пропускной способностью каналов.
На уровне программных функций модульность реализована в виде компонентной модели, где каждый функциональный блок (аутентификация, маршрутизация, мониторинг, обработка событий) может быть независимо подключён, заменён или расширен без остановки системы. Для разработчиков будут полезны:
- удобная спецификация API (синхронные и асинхронные);
- SDK для языков C++, Python, Go и Java, позволяющие вызывать сервисные функции UberNAX из прикладного кода;
- библиотека абстракций сетевого взаимодействия, скрывающая детали транспорта и сериализации, включая поддержку MQTT-клиента для подсистемы датчиков.
Кроме того, поддерживается динамическая загрузка пользовательских модулей через интерфейс плагинов, что даёт возможность наращивать функциональность системы без модификации ядра UberNAX. В совокупности эти свойства обеспечивают быструю интеграцию, масштабируемость и высокую связность с существующими стеками разработки предприятия, включая сенсорные подсистемы на базе MQTT.
Пример системы машинного зрения:
flowchart TB
subgraph Edge["UberNAX - AI Server"]
AI["AI-ускорители<br>(NPU, >100 TOPS)"]
end
subgraph Storage["UberNAX - NAS Storage"]
NAS["RAID-0,1,5,6,10"]
end
subgraph s1["UberNAX - Soft Router"]
n2["OpenWRT"]
end
subgraph s2["IP-camera group"]
n4["IP камера"]
Switch["Ethernet Router / Switch"]
n10["IP камера"]
n11["IP камера"]
n12["IP камера"]
n9["IP камера"]
n7["IP камера"]
n6["IP камера"]
n5["IP камера"]
end
subgraph s3["Sensor Group"]
n13["Датчики этикетки"]
end
subgraph s4["UberNAX - Sensor Broker"]
n14["Digital I/O"]
end
Edge <== 10Гб/с ==> s1
s1 <== 10Гб/с ==> Storage
n11 -- 1Гб/с --> Edge
n12 -- 1Гб/с --> Edge
Switch == 10Гб/с ==> Edge
n9 -- 1Гб/с --> Edge
n7 -- 1Гб/с --> Edge
n4 --> Switch
n10 --> Switch
n6 --> Switch
n5 --> Switch
s4 <-- 2.5Гб/с --> s1
s3 --> s4
n2@{ shape: rect}
n4@{ shape: h-cyl}
n10@{ shape: h-cyl}
n11@{ shape: h-cyl}
n12@{ shape: h-cyl}
n9@{ shape: h-cyl}
n7@{ shape: h-cyl}
n6@{ shape: h-cyl}
n5@{ shape: h-cyl}
n13@{ shape: paper-tape}
n14@{ shape: rect}
На рисунке показан пример системы машинного зрения по распознаванию различных изображений на этикетках, либо поиска определенного паттерна на поверхности. IP камеры подключаются к UberNAX AI Server напрямую, либо через 10Гб/с Ethernet коммутатор. Щелевые датчики подключены к UberNAX Sensor Broker с модулем цифрового ввода. Сетевое взаимодействие компонентов машинного зраения организовано через программный маршрутизатор - UberNAX Soft router, а сохранение обработанных данных выполнено на отдельном сетевом хранилище - UberNAX NAS Storage.
Рекомендованные компоненты:
- Фреймворк: FastAPI + Celery (Python) или Node.js + Bull.
- Кэш: Redis (на отдельном узле или контейнере на самом UberNAX).
- Сервер: Nginx + uWSGI / Gunicorn.
- Координация: Docker Compose, Kubernetes (k3s) – UberNAX может выступать как worker-нода.
Распределенная архитектура
flowchart TD
Cameras[Промышленные IP-камеры]
Edge[UberNAX Edge<br>AI-ускорители]
Cache[Кэш-сервер<br>Redis, Memcached]
Backend[Бэкенд<br>Node.js, Python/FastAPI]
Storage[UberNAX NAS<br>OMV/TrueNAS]
Cameras -- Ethernet --> Edge
Edge -- gRPC / MQTT / Redis --> Cache
Cache --> Backend
Backend --> Storage
Cameras@{ shape: h-cyl}
Подробное описание настройки распределённой обработки видеопотоков см. в
docs/distributed_computing.md.
Модуль UberNAX представляет собой универсальную плату в форм-факторе 120х120 мм, которая подключается в стандартный слот M.2 через адаптер OCuLink/M.2 практически любого промышленного компьютера на базе чипсетов Intel/AMD (CWWK, Topton, и др.). Модуль преобразует обычный ПК в специализированную систему NAS, Soft Router или AI-сервер без необходимости перепроектировать основную плату.
Модуль не требует установки дополнительных радиатоов, так как спроектирован для отвода тепла с устройств М.2 непосредственно на нижнюю часть корпуса. Дополнительно может быть произведена доработка нижней части - добавлены ребра теплоотвода для жестких условий эксплуатации.
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Форм-фактор | 120「120 мм |
| Интерфейс | PCIe 3.0 x2 (до 16 Гбит/с), по запросу PCIe 3.0 x8 (до 128 Гбит/с) |
| Питание | 12 В (от слота SATA) |
| Потребляемая мощность | до ３ Вт (без вентилятора), без учета устройств M.2 |
| Температурный диапазон | -20°C … +70°C (расширенный: -40°C … +85°C по запросу) |
| Охлаждение | Пассивное (нижняя крышка корпуса; дополнительные рёбра по запросу) |
- Контроллер 4× M.2 NVMe (через PCIe коммутатор) с поддержкой RAID 0/1/5/6/10.
- Аппаратный мониторинг SMART температуры и счётчиков ошибок дисков.
- Отладочный порт и светодиодная индикация состояния.
- Установка дополнительных сетевых интерфейсов 2.5Гбит/с или 5Гбит/с – выведены на отдельные разъёмы через гибкий шлейф.
- Аппаратный watchdog и поддержка PXE (в разработке).
- Разъёмы для подключения до 4 ускорителей M.2.
- Поддержка Hailo-8, Hailo-10, Axera AX8850, Kneron KL720 и других ускорителей в формате M.2.
- Суммарная производительность NPU: >100 TOPS (4× Hailo-8 по 26 TOPS) - зависит от ускорителей.
- Модуль подключается в свободный слот M.2 (M-Key) на материнской плате промышленного ПК.
- Для использования дополнительных сетевых портов или подключения дисков/ускорителей необходимо закрепить гибкие шлейфы и кабели (входят в комплект) и подвести их к плате.
- Совместимые ОС:
- Linux (Ubuntu 22.04+, Debian 12+, Arch Linux)
- Windows 10/11
- TrueNAS Scale, OPNsense, pfSense (требуется загрузка с отдельного SATA/NVMe диска).
- Частичная доработка корпуса (дополнительные крепления, теплосъёмные пластины) возможна на локальном опытном производстве – запрос через Issues.
- Все чертежи и схемы предоставлены в форматах
.dwg/.pdfдля самостоятельной печати или модификации.
Документация и чертежи распространяются под Creative Commons BY-SA 4.0.
Дистрибутивы Linux и стороннее ПО – под собственными лицензиями.