方寸之间的千针万线

方寸之间的千针万线

■ 本报记者  陈昂

研制天梭K1系统是中国企业第一次进入主机研发领域，浪潮在产品研制阶段遇到了大量的工艺制作程序瓶颈，特别是在印制线路板设计加工方面，需要集成电路等电子元器件之间的电气互连，这是关键应用主机的重要部件之一。

为此，浪潮在印制线路板材料、化学、金属表面处理上进行了大量实验，对材料编织对信号的扰动效应进行了深入研究。如今，浪潮是继IBM之后全球第2个实现600×500超大尺寸、20层高叠层、0.5%高阻抗控制精度的电路板的加工并稳定量产的企业。

天梭K1系统是一项庞大的研发工程，从芯片到板卡，都需要海量的研发工作量。浪潮先后研制大规模芯片数十个，特别是处理器协同芯片，这是计算机中复杂度可与处理器相比的惟一芯片部件，浪潮研制的芯片组集成了4.5亿个晶体管，有2577根管脚，而英特尔最高端的通用处理器至强E7集成的晶体管数量也不过14亿个，针脚数也只有1567个，如此数量、规模的芯片设计国内十分少见。

一般多处理器计算机的板卡不超过5块，系统布线在5000—7000条。而天梭K1系统板卡数量超过110块，布线90000条以上。特别是计算板，尺寸只有50cm×60cm，如此狭小的面积上有40000个管脚，20层布线，挑战了业界计算板卡加工工艺极限。最终设计完成后，整套系统有300个传感器，367种、2177个零件。

天梭K1系统体积和内部的板卡多大合适，看似一个十分初级的问题，但只有经验丰富的资深专家才能得以解决。从信号和供电的角度来讲，天梭k1系统做得越小越好，因为信号传输距离过长会产衰减、失真现象，供电会有压降问题，但是系统太小，散热问题就会随之而来，天梭K1系统最大功耗有20Kw，平均发热密度超过普通服务器60%，而且在计算板卡发热密度更高，散热这一常规性问题变成了技术卡口。

在通用服务器领域经验丰富的浪潮工程师在关键应用主机领域还是新学者，谈不上经验，只能在战争中学习战争。他们先后设计了20多个版本的系统基础结构设计方案，才最终平衡散热和尺寸的问题。其中计算板尺寸50cm×60cm已经是国内最大的主板，甚至一度超出了国内印制线路板板卡加工工艺的极限，实现10Gbps信号传输距离超过30英寸、6.4GT/s 21路并行传输超过21英寸等多项业界信号传输距离的新纪录。