方寸之間的千針萬(wàn)線

方寸之間的千針萬(wàn)線

■ 本報(bào)記者  陳昂

研制天梭K1系統(tǒng)是中國(guó)企業(yè)第一次進(jìn)入主機(jī)研發(fā)領(lǐng)域，浪潮在產(chǎn)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(shè)計(jì)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(guān)鍵應(yīng)用主機(jī)的重要部件之一。

為此，浪潮在印制線路板材料、化學(xué)、金屬表面處理上進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)，對(duì)材料編織對(duì)信號(hào)的擾動(dòng)效應(yīng)進(jìn)行了深入研究。如今，浪潮是繼IBM之后全球第2個(gè)實(shí)現(xiàn)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(wěn)定量產(chǎn)的企業(yè)。

天梭K1系統(tǒng)是一項(xiàng)龐大的研發(fā)工程，從芯片到板卡，都需要海量的研發(fā)工作量。浪潮先后研制大規(guī)模芯片數(shù)十個(gè)，特別是處理器協(xié)同芯片，這是計(jì)算機(jī)中復(fù)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(gè)晶體管，有2577根管腳，而英特爾最高端的通用處理器至強(qiáng)E7集成的晶體管數(shù)量也不過(guò)14億個(gè)，針腳數(shù)也只有1567個(gè)，如此數(shù)量、規(guī)模的芯片設(shè)計(jì)國(guó)內(nèi)十分少見(jiàn)。

一般多處理器計(jì)算機(jī)的板卡不超過(guò)5塊，系統(tǒng)布線在5000—7000條。而天梭K1系統(tǒng)板卡數(shù)量超過(guò)110塊，布線90000條以上。特別是計(jì)算板，尺寸只有50cm×60cm，如此狹小的面積上有40000個(gè)管腳，20層布線，挑戰(zhàn)了業(yè)界計(jì)算板卡加工工藝極限。最終設(shè)計(jì)完成后，整套系統(tǒng)有300個(gè)傳感器，367種、2177個(gè)零件。

天梭K1系統(tǒng)體積和內(nèi)部的板卡多大合適，看似一個(gè)十分初級(jí)的問(wèn)題，但只有經(jīng)驗(yàn)豐富的資深專家才能得以解決。從信號(hào)和供電的角度來(lái)講，天梭k1系統(tǒng)做得越小越好，因?yàn)樾盘?hào)傳輸距離過(guò)長(zhǎng)會(huì)產(chǎn)衰減、失真現(xiàn)象，供電會(huì)有壓降問(wèn)題，但是系統(tǒng)太小，散熱問(wèn)題就會(huì)隨之而來(lái)，天梭K1系統(tǒng)最大功耗有20Kw，平均發(fā)熱密度超過(guò)普通服務(wù)器60%，而且在計(jì)算板卡發(fā)熱密度更高，散熱這一常規(guī)性問(wèn)題變成了技術(shù)卡口。

在通用服務(wù)器領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)豐富的浪潮工程師在關(guān)鍵應(yīng)用主機(jī)領(lǐng)域還是新學(xué)者，談不上經(jīng)驗(yàn)，只能在戰(zhàn)爭(zhēng)中學(xué)習(xí)戰(zhàn)爭(zhēng)。他們先后設(shè)計(jì)了20多個(gè)版本的系統(tǒng)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，才最終平衡散熱和尺寸的問(wèn)題。其中計(jì)算板尺寸50cm×60cm已經(jīng)是國(guó)內(nèi)最大的主板，甚至一度超出了國(guó)內(nèi)印制線路板板卡加工工藝的極限，實(shí)現(xiàn)10Gbps信號(hào)傳輸距離超過(guò)30英寸、6.4GT/s 21路并行傳輸超過(guò)21英寸等多項(xiàng)業(yè)界信號(hào)傳輸距離的新紀(jì)錄。