零和博弈|散热与可靠性兼得的极限挑战:我知道风 是在哪一个方向吹( 三 )


传统服务器会采用减振垫来减缓振动 , 这种方法针对机械传动路径有效 。 同时依靠风扇后端的挡风罩切割和控制风向 。 但当系统风扇转速从每分钟2万转提升到3万转 , 机箱内部的湍流问题就愈发凸显 , 亟需新的机械结构在风力源头担当重任 。
没有人愿意啃硬骨头 , 除非被逼到墙角 。 从层流到湍流的转体 , 是业界公认的难题 。 北大的数学大神韦东奕曾从数学模型的角度求解层流到湍流的变化 , 获得百万奖金 。 服务器的研发工程师则在应用维度作出开创性的尝试:从初期的百叶窗到最后敲定波导网 , 其间历经成百上千次的锤炼 。 研发工程师采用不同宽度、孔径的横向或纵向波导网进行多次对照试验 , 起始阶段效果并不理想 , 没有满足高可靠性的要求 。 但测试证明波导网的确能有效缓解振动 , 有助于提升通风量并形成稳定的平行风流 。
零和博弈|散热与可靠性兼得的极限挑战:我知道风 是在哪一个方向吹
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研发初期服务器内部系统流场仿真图
一个偶然的机会 , 研发人员受到深圳机场航站楼六边形建筑结构启发 , 萌生蜂巢形状波导网设计思路 。 综合测试后发现 , 六边形波导网既节省材料 , 通风量也适宜 , 同时足够坚固 , 对风流能有力约束 , 并减小湍流造成的振动 , 解决了风扇散热与可靠性无法兼得的难题 。
波导网内部为铝制六边形蜂巢状小孔 , 单边厚度不足0.2mm , 重量仅11克左右 , 可谓“薄如蝉翼” 。 为探求不同机型最佳波导网结构 , 研发工程师还针对蜂巢单元的尺寸和蜂巢板的厚度进行测试 , 为每一款服务器找到孔径、厚度相匹配的波导网 , 并对降噪需求突出的机型填加了吸音海绵 。
【零和博弈|散热与可靠性兼得的极限挑战:我知道风 是在哪一个方向吹】相关数据显示 , 配置波导网的M6服务器散热效率大幅提升17%~22% , 可让数据中心环温提升1.5~2摄氏度 , 节约6%~8%的能耗 。 此外 , 波导网还能减少气流对硬盘高频振动的影响 , 硬盘IOPS性能提升8%~10% 。
“风水大师”背后的故事
波导网的横空出世 , 既是极限压力环境下的成果 , 也是浪潮信息特色研发模式的产物 。
主赛道和训练赛道相结合 , 是孕育新技术、产品和解决方案的温床 。 浪潮信息在技术储备方面有良好的预研体系 , 结构、散热就是其中的项目 。 预研中的技术通常具有前瞻性 , 要在训练赛道上摸爬滚打;而产品研发更贴近市场需求 , 预研中相对成熟的技术 , 才有机会跻身主赛道 。 波导网从预研到成为M6服务器产品的标配 , 正是主辅赛道转化机制的受益者 。
仿真与测试协同作战 , 是研发进程节时降本、效率提升的不二法门 。 从硬盘、背板到风扇前界面空间极小 , 风道来源异常复杂 , 风洞、烟雾等实测方式无法实施 , 针对风流、风压的流体仿真和基于各种特殊要求的机械可靠性仿真 , 就显得尤为重要 。 波导网率先尝到了甜头 , 为更多新技术的仿测协同树立了标杆 。

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