风扇|“澎湃”的力量：超越不可抗力，只为一台好的服务器

北京2022年1月12日 /美通社/ -- 一台服务器，要经历多少打磨与雕琢，方能抵达客户？因果相承，已是全球第二、中国市场第一的浪潮服务器，耀眼成绩的背后有着怎样的努力和坚持？高品质的代名词，何以得来？满足客户需求，一句说易行难的行业口头禅，要如何做到的？
浪潮信息边缘计算产品总设计师孙波，将为大家讲述关于服务器诞生的历程：
视频：https://haokan.baidu.com/v?pd=bjh_app&vid;=5706178650990524594
小风扇，大学问
随着业务负载的激增，服务器计算、存储的性能也在不断提升，CPU、GPU等部件功耗快速攀升，比如CPU最大功耗从原来的150瓦提升到200瓦、250瓦甚至300瓦，服务器内部热量疏导面临巨大挑战，散热风扇的转速从每分钟1万转提升到2万转，甚至达到3万转。但对于高精密度的服务器来说，看似简单的风扇转速提升可能会产生一系列复杂影响，就像气象学家提出的“蝴蝶效应” -- 亚马逊流域的一只蝴蝶扇动翅膀，可能会掀起密西西比河流域的一场风暴。
因此，散热仿真成为服务器设计中很重要的一环，他决定着在不同业务负载中，如何为整个系统提供最合适的温度环境，以保证计算、存储发挥最佳实力。但就在日常的散热仿真中，工程师发现风扇随着转速提升，吹出来的风流实际上会有湍流效应，也就是说风并非平稳的沿着直线流动，而是旋转着往前走，数个风扇之间的风流就会“打架”、产生“乱流”，造成内部气流、部件的振动。如何解决该问题呢？
这需要机箱结构方面，对风扇进风口的风流、风道，进行约束、整流。浪潮信息在其新一代产品M6系列服务器之上，新增“波导网”设计 -- 当风流通过这个六边形蜂窝状波导网时，旋转的湍流被切割成平流，为整个空间提供平行稳定且强劲的气流。

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这一巧思收益显著，不仅大幅降低因为空气扰动带来的振动，还提升了17%~22%散热效率。
另外还有一些设计，比如将硬盘悬浮使其与机箱软连接，缓冲、吸收振动，以及加装吸音棉来减少振动及噪音。
服务器，是一类成熟已久的产品形态，其架构、组件、搭配、布局等诸多环节经过几十年的发展，业已定型。可供研发人员施展的空间，更多的是在细节 -- 基于“大处着眼、小处着手”，浪潮信息工程师从细节入手，发挥创新及工匠精神，力求做到精益求精。
大机柜，大动作
【风扇|“澎湃”的力量：超越不可抗力，只为一台好的服务器】风扇紧随硬盘，是业内通行的做法。硬盘自身的振动和风扇转速提高带来的振动，对硬盘的损伤极大，导致故障发生，两者叠加带来的影响更是明显。
如果将风扇移至到服务器机柜的后端呢？浪潮整机柜服务器就采用了这样的结构，将风扇移至机柜的最后部，拉远与硬盘的距离，而和机柜柜体形成了一个整体。相比风扇，机柜的体量巨大，两者的振动叠加实际上起到了“削峰填谷”的功效。此振动再传到硬盘之时，就已经有了大幅降低。
“如此设计的效果明显，相比传统的服务器结构，硬盘故障率下降了将近一个数量级。”
事实上，这样的设计并非是简单的移位而已，既定的服务器电源、硬盘、存储等内部结构需要重新规划，其间的组件需要重新布局，是牵一发而动全身的大动作。
不仅仅是产品设计的“大动作”，全新结构的整机柜服务器还要考虑如何保障运输过程中不受道路颠簸的振动影响。因此测试工程师在货车轮轴、车体、服务器机柜柜体及节点、硬盘、内存，以及机柜的木托，几乎所有会受到振动的位置都安装传感器，驱车从济南出发到杭州千岛湖，又北上一直到内蒙古，全程奔袭约三千公里，为的就是抓取沿途所有的振动信息，形成基于路谱的振动测试数据样本，以此路谱测试而形成服务器机柜测试的标准和规范。