【IT168导购】很多人认为，能做PC也一样能做服务器，IA架构服务器的技术门槛并不会很高，其实这是一种误解。

　　实力需要证明，因此联想选择了1U机架服务器作为对自己的挑战。1U空间如何容纳4块硬盘，怎么解决散热问题，一个个看似不可能实现的难题摆在联想的工程师面前。

　　最终他们成功了。

　　可以说服务器集中了大量最新技术，因为它在很多方面都比PC的要求更严格。有了近10年的技术沉淀，联想的研发实力有了质的飞跃。有了实力，就要通过产品来体现。通过运用多项技术创新手段，联想才能研发出一款具有高技术水准的1U超薄机架式服务器万全510 5112。


　　1U4块硬盘谁说不可能


　　研发人员在研发过程中首先遇到的难题是：在1U的空间内装入以前一个大机箱所容纳的东西，而且还要保证工作正常。1U服务器整个的设计理念和原先的服务器大不相同，以前认为不太重要的因素在这里起着至关重要的作用。

　　比如，4块硬盘加上导轨及支撑档片的宽度，至少为431毫米，而1U的宽度仅为430毫米。为了解决好尺寸问题，能在430 毫米宽的机箱内放下4块热插拔硬盘，机箱附件的设计特别讲究。经过反复实验，联想工程师最后把不锈钢挡片的厚度降至0.3～0.5毫米，省出了1毫米的空间。同时，硬盘滑轨的设计也很精巧，通过独特的设计让4块硬盘刚好能容纳下，同时插拔也很舒适。

　　联想万全R510 5112服务器的硬盘背板不仅支持4块热插拔SCSI硬盘，而且也能支持最多4块IDE硬盘，支持万全慧眼监控系统，它包括了热插拔设备防浪涌设计、上电时序设计、系统风扇自动调速设计、自主管理及监控设计等内容。

　　尺寸的问题解决了，接下来就遇到了散热的问题。由于1U的机箱空间有限，要将各种部件装下已非常困难。如果还要考虑气流通道的设计，那就会显得捉襟见肘。在试验中，联想的工程师发现，气流会在内部形成环流，导致热空气排不出，对主机的正常运行造成很大威胁。为了解决这个问题，设计人员在机箱中部安装了一块挡板。另外，为了让气流定点通过散热的部件，必须保证机箱密闭，让气流从设计好的通道进出机箱。这种情况下就要求固定挡片的缝隙要小，并且要用海绵条填紧。



　　全仿真设计提前消化“问题”


　　R510 5112在整个设计研发的过程中全面采用了仿真技术，包括散热仿真、结构仿真、电路仿真、黄金分割等理论。例如，通过散热仿真设计，独特的导风罩通过对散热子系统的控制，同时采用无极调速，保证了风速的平稳过渡，成功解决了一直困扰客户的IU服务器的散热和噪音问题。除了在散热和结构上面的技术难题之外，对于一个电子产品来讲，电气特性的稳定性特别重要，所以联想工程师对于主板及包括其他板卡在内的电路信号进行模拟仿真和分析。为了消除原先设计中电路信号的巅峰和抖动，经过优化仿真设计，甚至最后对芯片的布局做了重新摆放，显著提高了电路稳定性。由于采用了仿真技术，稳定性成为R510的最大特点，同时也缩短了产品开发周期，降低了研发的成本。


　　风扇智能控制与人性化设计


　　服务器里最大的噪音来源就是风扇。由于多CPU和冗余电源，风扇的个数很多。另外为了加速散热，R510 5112的风扇也选用9500转的高转速风扇。转速高意味着噪音也高，联想的工程师特地在机箱内安装了传感器，根据探测到的温度来实时调节风扇的转速，使风扇不会一直处于高噪音状态。R510的风扇正常时的工作状态只有6000转，当传感器感受到周围温度在升高的时候，一旦达到了一个预值，它会让风扇的转速上升到9000转，这样一来可以延长风扇的寿命，同时控制了风扇也就控制了系统噪音。目前R510 5112的噪音已经控制在62分贝。

　　在人性化设计方面，R510提供联想特有的慧眼及LCD套件（可选），慧眼监控实现了自动控制散热方式、自动硬件安全报警，而R510 ID指示灯能够使用户快速准确地判断故障点，使得服务器管理任务与正常业务作业处理互不影响。此外，R510 5112采用无边线设计，以板卡代替模块之间的传统连线，内部结构简单明快，各系统可以拆分为12个子模块，通过对模块的组合实现各种配置，较高提升了产品的通用性和可维护性。

　　在机箱内的慧眼无走线设计

　　服务器的设计是一项综合性的工作，需要一种系统的方法把各种因素融合到一块。联想万全R510 51 12的设计使用了FMEA方法，它通过预先列出所想到的问题，从而规避技术风险和运作风险，这其实是一种质量设计的思想和方法。


　　可靠的背板设计


　　联想万全R510 5112服务器的硬盘背板不仅支持4块热插拔SCSI硬盘，而且也能支持最多4块IDE硬盘，支持万全慧眼监控系统。这就要求这款服务器的硬盘背板必须从如下几个方面进行设计：热插拔设备防浪涌设计，上电时序设计，系统风扇自动调速设计，自主管理及监控设计。

　　SCSI硬盘是一种电容性负载，在插入的瞬时，电源相当于一种交变电流注入硬盘，由于负载的串连电阻非常小，所以这时会产生很大的浪涌电流，该电流远大于硬盘的正常导通电流，会给硬盘带来损伤，同时该浪涌电流也会影响到周围器件的正常工作。为了保护硬盘不被瞬间的电流击穿，联想在设计中严格要求12V和5V电源的浪涌电流都不能超过1A。为了抑制这种电容性负载的浪涌电流，联想采用两种方法：其一，在电源供给处串连一个电感，这样插入硬盘时该电感能消除瞬时的浪涌电流，但当硬盘拔出时该电感由于负载瞬时消除，电感自身会产生一个很强的自激，对电路的其他部分产生很大的干扰，会造成系统不稳定；其二,在负载接通瞬间串入一个限流电阻，当电容性负载充电到一定程度之后，再撤销这个限流电阻，这就解决了方法一所产生的干扰问题。

　　另一方面，因为SCSI硬盘上电后会根据它本身的ID自动延时，这个延时是毫秒级的，所以上电时的浪涌电流都是供给硬盘芯片的瞬时上电。对于12V电源只是给硬盘电机供电，在上电时SCSI硬盘由于ID的自动延时电机根本就没有形成大负载，所以电流非常的小。为了使硬盘工作更加稳定可靠，延长使用寿命，联想在硬盘供电电路上，通过电容的充放电时间和MOS管的配合，调整了12V和5V的上电时序。

　　随着CPU主频的不断提升，内存容量的不断扩大，而系统空间依然是1U，导致散热和噪音成为一个需要攻克的难题。工程师经过多方面的技术分析后，在硬盘背板上实现系统风扇的自动调速，采用单片机、Hardware Monitor芯片和传感器组成了一套风扇自动调速电路，通过采集主板上CPU的环境温度进行调速。整个过程采用无极调速，保证了风速的平稳过渡，也有利于降低风扇所发出的噪音。

　　在1U这样高密度的服务器系统中，如果缺乏有效的自主管理及监控系统，系统管理员是很难进行维护的。为了提高系统的可维护性和可用性，减少由于硬件故障引起的系统宕机而带来的损失，万全R510 5112系统配备了“万全慧眼”监控系统，它可以监控主板状态，通过专门的总线与背板相连监控背板状态，这样就形成完整的监控体系。同时这款背板也具有自主管理功能，它通过背板上的“心”以及传感器，实现风扇故障报警、电压异常报警、硬盘过温报警等功能。除此之外，它还可以通过特定的总线报警信息传递给慧眼，万全慧眼即可通过远程告警方式反馈给系统管理员。这样系统就具有高度的自主监控和管理能力，大大减少系统管理员的维护工作。