浪潮天梭K1的研發(fā)故事

研制天梭K1系統(tǒng)是中國企業(yè)第一次進入主機研發(fā)領域，浪潮在產品研制階段遇到了大量的工藝制程瓶頸，特別是PCB設計加工方面（PCB，Printed Circuit Board，印制線路板，簡稱印制板，負責集成電路等電子元器件之間的電氣互連，是關鍵應用主機的重要部件之一）。浪潮在PCB材料、化學、金屬表面處理等進行了大量實驗，對材料編織對信號的擾動效應進行了深入研究，繼IBM之后，全球第二個實現了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。
方寸之間的千針萬線
天梭K1系統(tǒng)是一個龐大的研發(fā)工程，從芯片、到板卡，需要海量的研發(fā)工作量。
先后研制大規(guī)模芯片數十個。特別是處理器協(xié)同芯片，這是計算機中唯一復雜度可與處理器相比的芯片部件，浪潮研制的芯片組集成了4.5億個晶體管，有2577根管腳，而intel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，針腳數只有1567個，如此數量、如此規(guī)模的芯片設計是國內十分少見的。
一般的多處理器計算機的板卡不超過5塊，系統(tǒng)布線在5000-7000條。而天梭K1系統(tǒng)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(zhàn)了業(yè)界計算板卡加工工藝極限。最終設計完成后，整套系統(tǒng)有300個傳感器，367種、2177個零件。
“大和小”的藝術平衡
天梭K1體積和內部的板卡多大合適，看似一個十分初級的問題，但卻非經驗豐富的資深專家才能解決。從信號和供電的角度講，天梭k1做的越小越好，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，但是散熱問題就會隨之而來，K1系統(tǒng)最大功耗有20Kw，平均發(fā)熱密度超過普通服務器60%，而且在計算板卡發(fā)熱密度更高，散熱這一常規(guī)性問題變成技術卡口。
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入者，談不上經驗，只能在“戰(zhàn)爭中學習戰(zhàn)爭”。他們先后設計了20多個版本的系統(tǒng)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PCB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(yè)界信號傳輸距離的新紀錄。