方寸之間的千針萬線

方寸之間的千針萬線

■ 本報記者  陳昂

研制天梭K1系統是中國企業第一次進入主機研發領域，浪潮在產品研制階段遇到了大量的工藝制作程序瓶頸，特別是在印制線路板設計加工方面，需要集成電路等電子元器件之間的電氣互連，這是關鍵應用主機的重要部件之一。

為此，浪潮在印制線路板材料、化學、金屬表面處理上進行了大量實驗，對材料編織對信號的擾動效應進行了深入研究。如今，浪潮是繼IBM之后全球第2個實現600×500超大尺寸、20層高疊層、0.5%高阻抗控制精度的電路板的加工并穩定量產的企業。

天梭K1系統是一項龐大的研發工程，從芯片到板卡，都需要海量的研發工作量。浪潮先后研制大規模芯片數十個，特別是處理器協同芯片，這是計算機中復雜度可與處理器相比的惟一芯片部件，浪潮研制的芯片組集成了4.5億個晶體管，有2577根管腳，而英特爾最高端的通用處理器至強E7集成的晶體管數量也不過14億個，針腳數也只有1567個，如此數量、規模的芯片設計國內十分少見。

一般多處理器計算機的板卡不超過5塊，系統布線在5000—7000條。而天梭K1系統板卡數量超過110塊，布線90000條以上。特別是計算板，尺寸只有50cm×60cm，如此狹小的面積上有40000個管腳，20層布線，挑戰了業界計算板卡加工工藝極限。最終設計完成后，整套系統有300個傳感器，367種、2177個零件。

天梭K1系統體積和內部的板卡多大合適，看似一個十分初級的問題，但只有經驗豐富的資深專家才能得以解決。從信號和供電的角度來講，天梭k1系統做得越小越好，因為信號傳輸距離過長會產衰減、失真現象，供電會有壓降問題，但是系統太小，散熱問題就會隨之而來，天梭K1系統最大功耗有20Kw，平均發熱密度超過普通服務器60%，而且在計算板卡發熱密度更高，散熱這一常規性問題變成了技術卡口。

在通用服務器領域經驗豐富的浪潮工程師在關鍵應用主機領域還是新學者，談不上經驗，只能在戰爭中學習戰爭。他們先后設計了20多個版本的系統基礎結構設計方案，才最終平衡散熱和尺寸的問題。其中計算板尺寸50cm×60cm已經是國內最大的主板，甚至一度超出了國內印制線路板板卡加工工藝的極限，實現10Gbps信號傳輸距離超過30英寸、6.4GT/s 21路并行傳輸超過21英寸等多項業界信號傳輸距離的新紀錄。