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联想万全T/R280服务器环保节能设计

     【IT168 报道】作为一款为成长型用户量身定制的产品,联想万全T/R280服务器在环保和节能方面同样有着出色的表现。从大的方面来说,环保和节能是当前世界发展的趋势和方向,同时也是保证经济可持续发展的基础。从用户的角度来说,绿色无污染以及最大限度的节约能源不仅能带来经济上的实际利益,而且对用户的使用也将是很好的体验。但同时,环保和节能也给电子产品的设计提出了严格的要求,下面我们就从万全T/R280设计的不同方面诠释环保和节能的特色。

    在万全T/R280的设计理念中,从四个方面体现了环保和节能设计的思想。系统无铅化生产,系统国际化环保认证,电源模块和系统的电磁辐射控制,系统无极变速风扇和智能降噪设计。

一、 系统无铅化生产:电子产品生产的环保要求

    随着计算机等电子产品的不断普及,每年也产生了大量的淘汰电子垃圾。在这些电子产品垃圾中,PCB(Print Circuit Board)电路板是主要的电子部件。PCB电路板上含有大量的集成电路和元器件,按照以前的电子产品生产工艺,这些集成电路和PCB板材上都含有大量有害金属材料,如铅,镉等重金属材料。当电子产品垃圾被废弃后,这些重金属材料不但很难回收,而且将给环境带来难以消除的污染。

    电子产品的无铅化生产是当前国际化生产的必然要求,也是保证电子产品环保化生产的要求。在2006年3月1日,国内主管部门已经颁布了电子产品生产的环保(在电子类产品中禁止使用铅、汞、镉、六价铬、聚溴联苯、聚溴二苯醚)标准,并且到2007年3月1日相关产品必须符合标准要求。

    服务器系统作为商用的标准的电子产品,无铅化生产主要包括以下几个方面:主板元器件(包括集成电路)的无铅化工艺生产;主板PCB板材的无铅化工艺生产;主板元器件焊接插装的无铅化工艺生产;系统各个电子部件的符合无铅化要求。如果要完全实现系统的无铅化要求,必然将从系统BOM(元件材料表)成本,生产工艺成本,部件采购成本方面带来很大的提高。在标准化的PC 服务器生产领域,这一变化必然将使系统的成本大大提高。

    虽然有着以上的成本变化,但是联想作为负责任的国际化公司,在系统设计之初,就制定了完善的无铅化生产工艺的切换计划,从生产制程上保证联想万全服务器产品的系统无铅化生产。不仅要提供给用户最好技术的产品,而且也要给用户提供最符合环保要求的电子产品。

二、系统国际化环保认证:国际标准保证国际品质

    1996年7月30日,欧盟委员会通讯就“共同体废弃物管理战略”指出 ——在无法避免废弃物产生的地方,废弃物的材料和能量应可再利用或恢复。2000年6月13日,欧盟委员会向欧盟部长理事会和欧洲议会一次性提交 ——关于电子电气设备环保的WEEE & RoHS指令草案。2002年10月11日,欧盟部长理事会和欧洲议会就上述两项指令达成调解协议。

     2003年2月13日,欧盟官方杂志正式公布 ——WEEE Directive ( 2002/96/EC ),Waste Electrical and Electronic Equipment;RoHS Directive ( 2002/95/EC ),Restriction of The Use of Certain Hazardous Substances in Electrical and Electronic Equipment;上述两大指令于当日正式生效,并于2004年8月13日前在欧盟成员国内全面贯彻实施。

    过渡期:18个月,也就是说到逾期不符合标准的产品将会遭到欧盟市场的闭门羹,对正在国际市场寻求更大发展的中国企业而言,对生产的产品执行更严格的安全要求,才能顺利拿到国际市场通行证。

    联想作为一家国际化大公司,早在一年多前的产品规划阶段就启动了相应工作,给用户提供更高安全性的产品同时,也为顺利进入国际市场拿到了通行证。

三、严格系统设计,控制电磁辐射污染

    电磁辐射是电子产品工作时的副产品,服务器系统由于需要长时间的连续工作,产生的电磁辐射不仅会对环境造成电子污染,同时过多的电磁辐射还会造成能源的浪费。

    国内电子产品的电磁辐射的认证标准分为两类,一类是家用电子产品,如PC,笔记本等,实行的是强制B类标准,即电磁辐射不得超过30db(10米法测量);第二类是企业级电子产品,服务器就是属于这一类产品,实行的是强制A类标准,电磁辐射不得超过40db(10米法测量)。

    服务器设计是系统级设计技术,为了达到严格的电磁辐射标准,必须从几个方面反复验证,以达到最好的设计效果。服务器主板布局和接口的设计,主板主要高频信号的分布和展频设计,主板PCI接口的高频信号辐射的BIOS控制,系统机箱I/O和前面板的电磁辐射的屏蔽设计,以及外部连接电缆的防辐射设计。

    当前的服务器主板设计的趋势是高频差分串行信号的大量引入,信号频率越来越高,对电磁辐射的影响也越来越大。在主板的设计过程中,只是利用后期的设计验证已经不能保证设计思想的顺利实现,因此,在系统设计的早期阶段,联想服务器的专业设计人员就应用了仿真验证的设计,在完成了系统主板的主要高频信号器件的布局阶段后,即可利用专业的仿真软件进行EMI的仿真验证。利用仿真验证结果对系统主板的设计进行调整。结合实际设计阶段的试验验证,从而从技术上保证了服务器系统设计的EMI要求的顺利实现,更保证了系统的上市时间。这正是联想服务器“品质源于设计”的思想的具体体现。

    严格的电磁辐射标准的实现,不仅帮助联想服务器实现了更少电磁污染的环保要求,而且对系统的节能特性产生了很好的影响。

四、智能控温降噪,追求散热与噪声的完美平衡

    随着CPU、内存、芯片组等元器件的集成度越来越高、性能越来越强,发热功耗也越来越大。万全T/R280所采用的Dempsey的双核XEON CPU的最大散热功耗达到了130W,每条FB-DIMM内存的最大散热功耗也接近15W,这给服务器系统的散热带来了严峻的考验,对系统散热提出了更高的要求。而在解决系统散热问题时,遇到第一个大问题就是系统噪声,可以说,采用传统的散热解决方案,散热与噪声是不可调和的矛盾。

    万全T/R280采用业界领先的Noise Killer Design智能降噪技术,通过良好散热设计、散热仿真以及散热验证使得系统在散热成本、可靠性、噪声等方面达到最优。

    在散热设计上,通过合理的系统布局和通风孔设计让系统主风流顺畅的流过系统发热量最高的区域,提高散热效率,同时经过反复的散热仿真、散热验证来优化系统部件布局和通风孔的设计,确保用最低的散热成本达到散热目标要求。由于系统的散热设计需要满足系统在Worst Case情况下的散热,而服务器在实际的工作中遇到设计中的Worst Case的情况是非常少的,也就是系统的散热并不是时刻需要达到如此的效果,这样在大多数的情况下系统的散热是“过设计”,过高的风扇转速不但带来了很高的噪音,而且使系统的能耗增加。

    联想的Noise Killer Design就是针对上面的情况进行设计的,通过监控并采集系统温度、CPU核心温度等的关键点的温度,实时调整风扇的转速,使系统的散热始终保持在一个良好可控的范围内(例如:使CPU的温度始终在Intel给出的Spec Thermal Profile之下)。由于采用了全硬件采集和控制,并且采用了动态响应更好的PWM风扇,风扇实现平滑的无级变速,这种无级变速是完全建立在系统实时的散热需求上,实现了散热与噪声之间的完美平衡,为用户营造最安静的工作环境。

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