北京2022年1月14日 /美通社/ -- 近期(qi)，浪潮總結了其信(xin)息(xi)研(yan)發人員(yuan)對(dui)邊(bian)緣微服務器將面(mian)臨嚴苛(ke)環境(jing)的研(yan)究與(yu)實(shi)踐，下文為詳細介(jie)紹：
伴隨人工智能(neng)、5G、物(wu)聯網等技術的(de)逐(zhu)漸(jian)成(cheng)熟，算力(li)需求從數據中(zhong)心(xin)不斷延伸(shen)至邊(bian)(bian)(bian)緣(yuan)，邊(bian)(bian)(bian)緣(yuan)計算快(kuai)速發(fa)展，成(cheng)為云邊(bian)(bian)(bian)端系(xi)統的(de)核心(xin)一(yi)環。邊(bian)(bian)(bian)緣(yuan)微服(fu)務器是邊(bian)(bian)(bian)緣(yuan)服(fu)務器的(de)一(yi)類重要形態(tai)，由于(yu)體積(ji)小巧，便于(yu)安(an)裝，其部署(shu)場(chang)景(jing)從“條件優(you)越”的(de)數據中(zhong)心(xin)遷移(yi)至沙漠戈壁(bi)、江河湖海、東(dong)北油田等“極端惡劣”的(de)場(chang)景(jing)，承受著風(feng)沙、雨水、酷熱(re)、嚴寒等多重考驗。
邊緣(yuan)微(wei)服務器(qi)自誕(dan)生起便要應對復雜多(duo)樣的工作(zuo)環(huan)境，因此浪潮信息的研發人(ren)員在產(chan)品開發初期，需(xu)要進(jin)行大(da)量的可(ke)靠性測(ce)試，并(bing)將盡可(ke)能多(duo)的使(shi)用(yong)場景納入考慮，以使(shi)產(chan)品具(ju)備更高的可(ke)靠性和更長的壽命(ming)。影(ying)響產(chan)品可(ke)靠性和壽命(ming)的因素(su)可(ke)謂眾多(duo)，例如環(huan)境溫濕(shi)度、空氣灰塵(chen)、雨水、機械振動、混(hun)合氣體腐(fu)蝕等(deng)，只有(you)經過千錘(chui)百煉的邊緣(yuan)微(wei)服務器(qi)才可(ke)具(ju)備抵御惡劣(lie)環(huan)境的強大(da)性能。
最高70攝氏度高溫測試
高溫測試是業內對服務器進行的最基本且最重要的測試之一，通用服務器常年部署在數據中心，環境的溫濕度相對穩定，因此只需要保證至多 40攝氏度的溫度下穩定運行即可。而邊緣微服務器很多部署在室外環境中，環境溫度會高達 55攝氏度~70攝氏度，特別(bie)是對(dui)于沒(mei)有(you)安裝風扇(shan)的(de)(de)產品，最極端(duan)的(de)(de)狀(zhuang)況是要保(bao)證在高溫無風環境下(xia)，計算性(xing)能一(yi)如既往(wang)，這對(dui)產品的(de)(de)散熱設(she)計提出了很(hen)大挑戰。
散(san)(san)熱(re)(re)仿(fang)(fang)真(zhen)是研發(fa)人員(yuan)(yuan)應對(dui)這一挑戰(zhan)的(de)(de)(de)一大“利(li)(li)器”，在產(chan)品開(kai)發(fa)的(de)(de)(de)初期，散(san)(san)熱(re)(re)設(she)(she)計人員(yuan)(yuan)會利(li)(li)用(yong)熱(re)(re)設(she)(she)計仿(fang)(fang)真(zhen)軟件(jian)對(dui)器件(jian)布局(ju)(ju)、散(san)(san)熱(re)(re)器結構(gou)(gou)、風(feng)(feng)道(dao)形式以及(ji)噪(zao)聲(sheng)振(zhen)動進(jin)行(xing)(xing)快速準(zhun)確(que)的(de)(de)(de)仿(fang)(fang)真(zhen)模擬(ni)，并有針對(dui)性(xing)地進(jin)行(xing)(xing)優(you)化(hua)設(she)(she)計，使得(de)主(zhu)板上(shang)器件(jian)布局(ju)(ju)合理、散(san)(san)熱(re)(re)器效能最大化(hua)、風(feng)(feng)阻(zu)盡量小(xiao)，并且盡可能地減小(xiao)噪(zao)聲(sheng)和振(zhen)動。通(tong)過(guo)仿(fang)(fang)真(zhen)進(jin)行(xing)(xing)快速高效的(de)(de)(de)仿(fang)(fang)真(zhen)驗(yan)證和優(you)化(hua)迭代(dai)，減少(shao)產(chan)品的(de)(de)(de)打(da)樣時間及(ji)驗(yan)證周期，為產(chan)品的(de)(de)(de)優(you)異(yi)性(xing)能提供強有力(li)的(de)(de)(de)保障(zhang)。除此之(zhi)外，在結構(gou)(gou)設(she)(she)計方面，通(tong)過(guo)合理的(de)(de)(de)結構(gou)(gou)設(she)(she)計、高性(xing)能導熱(re)(re)材料(liao)開(kai)發(fa)以及(ji)先進(jin)加工制造工藝，對(dui)邊緣服(fu)務器的(de)(de)(de)散(san)(san)熱(re)(re)性(xing)能進(jin)一步(bu)優(you)化(hua)，使得(de)熱(re)(re)量散(san)(san)出的(de)(de)(de)道(dao)路“暢通(tong)無阻(zu)”，確(que)保產(chan)品在炎炎酷暑條件(jian)下也可以穩定運行(xing)(xing)。
除了常見的主動散熱，即依靠風扇等部件施加強制空氣對流，并將機箱內部熱量帶走的散熱方式，還有一種前面提到的不通過風扇，僅依靠設備自身的自然散熱和輻射散熱的被動散熱方式，對于采用該方式散熱的邊緣微服務器產品，需要考慮最極端的工況，即在高溫且無風的環境下穩定運行并且不降頻。為模擬最極端的工作環境，被動散熱邊緣微服務器的高溫測試要用到無風溫箱，與有風溫箱相區別，無風溫箱一般是在密閉箱體內通過電熱絲加熱，營造所需的環境溫度，密閉的箱體可避免空氣的流動，接近極端的無風環境。現在邊緣微服務器的高溫環境一般在55攝氏度(du)~70攝氏度范圍內，具體數(shu)值按照(zhao)實際項目的(de)需(xu)求確定(ding)。測(ce)試條(tiao)件分(fen)為高溫低(di)濕（5%R.H.）和高溫高濕（95%R.H.）兩種極端工況，以覆蓋設備所(suo)處的(de)環境濕度范圍，測(ce)試時間一般在16~24小時范圍內，以盡量嚴(yan)苛的(de)測(ce)試條(tiao)件來保證(zheng)邊(bian)緣微服(fu)務(wu)器的(de)卓(zhuo)越性能(neng)。
-40攝氏度~85攝(she)氏度溫度沖擊試驗
邊(bian)緣(yuan)微服務器(qi)可能(neng)會布設在(zai)環(huan)境溫(wen)(wen)度極低的北(bei)方地區，假(jia)如(ru)邊(bian)緣(yuan)微服務器(qi)在(zai)極寒的室外和溫(wen)(wen)暖的之內之間轉移時(shi)，或(huo)在(zai)運輸過程中(zhong)晝夜交替時(shi)，環(huan)境溫(wen)(wen)度的急劇變化會對整機(ji)及部件的可靠(kao)性造成不利影(ying)響，嚴重時(shi)可能(neng)會使(shi)部件失效或(huo)整機(ji)損壞，因此需要有(you)針對性地進行(xing)溫(wen)(wen)度沖擊(ji)試驗。
溫度沖擊試驗會準備兩個溫箱，分別營造低溫（-40攝氏度）和高溫（85攝氏度）環境(jing)，在(zai)一種(zhong)(zhong)環境(jing)中需要暴露30分(fen)鐘后進行轉移(yi)，兩種(zhong)(zhong)環境(jing)中間(jian)(jian)的轉移(yi)時(shi)間(jian)(jian)控制在(zai)5分(fen)鐘之內，如此至(zhi)少循環12個(ge)周期，保(bao)證邊緣微(wei)服務器在(zai)經(jing)歷嚴寒和酷(ku)熱(re)的循環交(jiao)替考(kao)驗后也能有出色表現。
防塵防水測試
在戶外部署(shu)的(de)邊緣(yuan)微服務器(qi)難免會遇到雨水(shui)淋浸(jin)，如果密(mi)封(feng)性不達標，雨水(shui)通過(guo)縫隙滲到電子(zi)元器(qi)件或者 PCB 板上(shang)，極易(yi)引起元器(qi)件短路甚至設(she)備報廢。針(zhen)(zhen)對(dui)這樣的(de)使用環(huan)境，邊緣(yuan)微服務器(qi)需要(yao)針(zhen)(zhen)對(dui)邊緣(yuan)場景進行防(fang)水(shui)防(fang)塵設(she)計和測試。根據(ju)IP防(fang)護等級標準(zhun)，將電子(zi)設(she)備按照防(fang)塵和防(fang)濕氣的(de)特(te)性進行分級，分別由兩個(ge)數字組成，第(di)一個(ge)數字表示電器(qi)防(fang)止外物侵入(ru)的(de)能力等級，第(di)二個(ge)數字表示電器(qi)防(fang)濕氣、防(fang)水(shui)侵入(ru)的(de)密(mi)閉程度(du)，通常兩個(ge)標示的(de)數字越大(da)表示其防(fang)護等級越高。
通信類設(she)備常(chang)見的(de)防(fang)(fang)(fang)(fang)護(hu)等(deng)級(ji)是(shi) IP 57（完全防(fang)(fang)(fang)(fang)固和(he)(he)短時浸入(ru)水(shui)中(zhong)(zhong)時不(bu)(bu)會受(shou)(shou)影響）、IP 65（完全防(fang)(fang)(fang)(fang)固防(fang)(fang)(fang)(fang)塵和(he)(he)防(fang)(fang)(fang)(fang)濺(jian)水(shui)）和(he)(he) IP 67（完全防(fang)(fang)(fang)(fang)固防(fang)(fang)(fang)(fang)塵和(he)(he)短時浸入(ru)水(shui)中(zhong)(zhong)時不(bu)(bu)會受(shou)(shou)影響）。根據國標 GB/T 2423.38-2005 試(shi)驗 R，針對不(bu)(bu)同防(fang)(fang)(fang)(fang)水(shui)等(deng)級(ji)，標準中(zhong)(zhong)分別提出了(le)滴水(shui)、沖水(shui)和(he)(he)浸水(shui)測試(shi)方法。防(fang)(fang)(fang)(fang)水(shui)防(fang)(fang)(fang)(fang)塵試(shi)驗對于邊緣(yuan)微(wei)服務(wu)器(qi)的(de)可靠性測試(shi)是(shi)極其重要(yao)的(de)，邊緣(yuan)微(wei)服務(wu)器(qi)許(xu)多(duo)場景是(shi)在戶外，要(yao)承(cheng)受(shou)(shou)不(bu)(bu)定期不(bu)(bu)定時長的(de)暴雨沖刷和(he)(he)風塵侵蝕，進行(xing)防(fang)(fang)(fang)(fang)水(shui)防(fang)(fang)(fang)(fang)塵設(she)計(ji)和(he)(he)試(shi)驗可以(yi)保證邊緣(yuan)微(wei)服務(wu)器(qi)在風吹雨淋的(de)惡劣(lie)戶外環(huan)境中(zhong)(zhong)依然可以(yi)穩定運行(xing)。
混合氣體腐蝕測試
大氣(qi)環境存在(zai)的(de)廢氣(qi)在(zai)一定的(de)溫濕(shi)度條件下，會對安裝(zhuang)在(zai)戶外(wai)的(de)邊緣產品(pin)(pin)整機(ji)、元(yuan)器件或材料產生較強(qiang)的(de)腐蝕，嚴重(zhong)影響產品(pin)(pin)的(de)電性能和(he)使用可靠性。因此，產品(pin)(pin)的(de)抗腐蝕能力也是研發中要著重(zhong)考慮的(de)方面。
混合氣體腐蝕測試主要用于確定產品各部件及材料在大氣環境下工作、儲存的適應性，特別是接觸件與連接件。影響腐蝕的主要因素有溫濕度、大氣中的腐蝕性成分等，試驗的嚴苛程度取決于腐蝕性氣體的種類和曝露持續時間。混合氣體腐蝕試驗是利用 CO2、NO3、SO2、H2S、Cl2 等幾種氣體，在一定的溫度和相對的濕度的環境下對材料或產品進行加速腐蝕，重現材料或產品在一定時間范圍內所遭受的破壞程度，以此來模擬大氣中存在的 CO2、NO3、SO2、H2S、Cl2 等(deng)各種腐(fu)蝕性氣(qi)體，在單(dan)一或多種氣(qi)體混合時，對邊(bian)緣產品的元(yuan)器(qi)件(jian)、整(zheng)機或材料(liao)的腐(fu)蝕情況，通過對腐(fu)蝕情況分析(xi)，確(que)定各電子元(yuan)器(qi)件(jian)、設(she)備與材料(liao)等(deng)抗腐(fu)蝕能力。
振動測試
邊緣設備(bei)在(zai)汽車、輪船、軌道交通、施工(gong)工(gong)地等(deng)(deng)場景安裝或者(zhe)工(gong)作時，都(dou)會受(shou)到振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)環境的(de)(de)(de)影(ying)響，在(zai)機械振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)的(de)(de)(de)過程(cheng)中，振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)物體的(de)(de)(de)一些物理(li)參數，如(ru)位移(yi)、速(su)度等(deng)(deng)，將發生反復變化，這(zhe)會對設備(bei)中的(de)(de)(de)部件(jian)和(he)機械結構等(deng)(deng)帶來危害，例如(ru)振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)加劇構件(jian)的(de)(de)(de)疲勞和(he)磨(mo)損，縮(suo)短機器使用(yong)壽命等(deng)(deng)。因此，需要進行振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)測試來判斷產(chan)品是否能承受(shou)運輸(shu)或使用(yong)過程(cheng)中振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)環境的(de)(de)(de)考驗(yan)。
振(zhen)動(dong)(dong)測試(shi)主要在(zai)振(zhen)動(dong)(dong)試(shi)驗(yan)臺上進行，模擬產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)在(zai)制造、組裝(zhuang)運輸(shu)及(ji)使用(yong)過程中(zhong)可(ke)能(neng)經歷的(de)(de)各種環(huan)境(jing)，用(yong)來(lai)測試(shi)產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)是否(fou)具(ju)備(bei)耐受環(huan)境(jing)振(zhen)動(dong)(dong)的(de)(de)能(neng)力(li)。振(zhen)動(dong)(dong)測試(shi)可(ke)分為開機(ji)(ji)(ji)(ji)隨(sui)機(ji)(ji)(ji)(ji)振(zhen)動(dong)(dong)、關(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)隨(sui)機(ji)(ji)(ji)(ji)振(zhen)動(dong)(dong)、關(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)掃(sao)(sao)頻(pin)(pin)振(zhen)動(dong)(dong)等(deng)。開機(ji)(ji)(ji)(ji)隨(sui)機(ji)(ji)(ji)(ji)振(zhen)動(dong)(dong)用(yong)于模擬邊緣產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)在(zai)易產(chan)(chan)(chan)生振(zhen)動(dong)(dong)的(de)(de)場景下，由于振(zhen)動(dong)(dong)傳導干擾從而對產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)造成(cheng)功能(neng)上的(de)(de)影響，尤其(qi)是外界(jie)振(zhen)動(dong)(dong)源的(de)(de)干擾將會對機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)硬盤(pan)產(chan)(chan)(chan)生讀寫性能(neng)方(fang)面的(de)(de)影響。關(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)隨(sui)機(ji)(ji)(ji)(ji)振(zhen)動(dong)(dong)是驗(yan)證(zheng)產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)在(zai)正常的(de)(de)物流運輸(shu)環(huan)境(jing)中(zhong)是否(fou)有足夠的(de)(de)機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)強(qiang)度來(lai)滿足運輸(shu)需求。關(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)掃(sao)(sao)頻(pin)(pin)振(zhen)動(dong)(dong)驗(yan)證(zheng)產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)在(zai)常見頻(pin)(pin)段(duan)范(fan)圍下的(de)(de)承受振(zhen)動(dong)(dong)的(de)(de)能(neng)力(li)，并(bing)尋找產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)的(de)(de)共振(zhen)頻(pin)(pin)率或危險頻(pin)(pin)率。
包裝可靠性測試
由于邊緣產(chan)(chan)品(pin)(pin)從工廠出貨(huo)到交付(fu)至用(yong)戶(hu)(hu)處，期(qi)間還要(yao)經過(guo)一(yi)定時間的(de)(de)(de)(de)運(yun)輸(shu)(shu)，無(wu)論采用(yong)哪種運(yun)輸(shu)(shu)方式，產(chan)(chan)品(pin)(pin)難免(mian)會(hui)受(shou)(shou)到隨機發(fa)生的(de)(de)(de)(de)碰(peng)撞(zhuang)、振(zhen)動(dong)和沖擊(ji)(ji)等復雜狀況(kuang)的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)。為(wei)應(ying)(ying)(ying)對這樣的(de)(de)(de)(de)情況(kuang)，產(chan)(chan)品(pin)(pin)包(bao)(bao)(bao)裝(zhuang)(zhuang)需要(yao)進行一(yi)系列(lie)的(de)(de)(de)(de)可靠(kao)性測試(shi)，例(li)如包(bao)(bao)(bao)裝(zhuang)(zhuang)抗壓、包(bao)(bao)(bao)裝(zhuang)(zhuang)碰(peng)撞(zhuang)、包(bao)(bao)(bao)裝(zhuang)(zhuang)振(zhen)動(dong)、包(bao)(bao)(bao)裝(zhuang)(zhuang)滾(gun)動(dong)、包(bao)(bao)(bao)裝(zhuang)(zhuang)跌(die)落(luo)(luo)等測試(shi)。包(bao)(bao)(bao)裝(zhuang)(zhuang)抗壓測試(shi)是(shi)為(wei)了(le)驗(yan)(yan)(yan)證(zheng)(zheng)產(chan)(chan)品(pin)(pin)包(bao)(bao)(bao)裝(zhuang)(zhuang)在(zai)(zai)(zai)(zai)運(yun)輸(shu)(shu)、存(cun)儲(chu)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)承受(shou)(shou)外部(bu)壓力(li)以保(bao)護產(chan)(chan)品(pin)(pin)免(mian)受(shou)(shou)傷害(hai)的(de)(de)(de)(de)能(neng)力(li)；包(bao)(bao)(bao)裝(zhuang)(zhuang)碰(peng)撞(zhuang)測試(shi)是(shi)為(wei)了(le)驗(yan)(yan)(yan)證(zheng)(zheng)產(chan)(chan)品(pin)(pin)在(zai)(zai)(zai)(zai)運(yun)輸(shu)(shu)環節(jie)上，在(zai)(zai)(zai)(zai)工廠端碼(ma)頭叉(cha)車進行裝(zhuang)(zhuang)卸及物(wu)流(liu)運(yun)輸(shu)(shu)中(zhong)(zhong)反(fan)復的(de)(de)(de)(de)碰(peng)撞(zhuang)對產(chan)(chan)品(pin)(pin)帶(dai)來(lai)(lai)的(de)(de)(de)(de)危害(hai)；包(bao)(bao)(bao)裝(zhuang)(zhuang)振(zhen)動(dong)測試(shi)是(shi)為(wei)了(le)驗(yan)(yan)(yan)證(zheng)(zheng)包(bao)(bao)(bao)裝(zhuang)(zhuang)在(zai)(zai)(zai)(zai)正常的(de)(de)(de)(de)物(wu)流(liu)運(yun)輸(shu)(shu)振(zhen)動(dong)應(ying)(ying)(ying)力(li)條件(jian)下(xia)，具備足夠(gou)(gou)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)來(lai)(lai)抵擋(dang)振(zhen)動(dong)應(ying)(ying)(ying)力(li)對產(chan)(chan)品(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)損(sun)壞(huai)；包(bao)(bao)(bao)裝(zhuang)(zhuang)滾(gun)動(dong)測試(shi)是(shi)為(wei)了(le)驗(yan)(yan)(yan)證(zheng)(zheng)包(bao)(bao)(bao)裝(zhuang)(zhuang)能(neng)夠(gou)(gou)在(zai)(zai)(zai)(zai)正常的(de)(de)(de)(de)物(wu)流(liu)運(yun)輸(shu)(shu)振(zhen)動(dong)應(ying)(ying)(ying)力(li)條件(jian)下(xia)，有足夠(gou)(gou)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)來(lai)(lai)抵擋(dang)住滾(gun)動(dong)應(ying)(ying)(ying)力(li)對產(chan)(chan)品(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)損(sun)壞(huai)；包(bao)(bao)(bao)裝(zhuang)(zhuang)跌(die)落(luo)(luo)測試(shi)驗(yan)(yan)(yan)證(zheng)(zheng)包(bao)(bao)(bao)裝(zhuang)(zhuang)產(chan)(chan)品(pin)(pin)在(zai)(zai)(zai)(zai)物(wu)流(liu)運(yun)輸(shu)(shu)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)，產(chan)(chan)品(pin)(pin)在(zai)(zai)(zai)(zai)搬(ban)運(yun)及裝(zhuang)(zhuang)卸貨(huo)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)所(suo)受(shou)(shou)到的(de)(de)(de)(de)機械(xie)沖擊(ji)(ji)應(ying)(ying)(ying)力(li)破壞(huai)，檢驗(yan)(yan)(yan)整機包(bao)(bao)(bao)裝(zhuang)(zhuang)設(she)計是(shi)否能(neng)夠(gou)(gou)預防(fang)搬(ban)運(yun)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)過(guo)應(ying)(ying)(ying)力(li)對產(chan)(chan)品(pin)(pin)帶(dai)來(lai)(lai)的(de)(de)(de)(de)危害(hai)。通過(guo)這一(yi)系列(lie)全面、完(wan)善的(de)(de)(de)(de)包(bao)(bao)(bao)裝(zhuang)(zhuang)可靠(kao)性測試(shi)手(shou)段，確保(bao)邊緣產(chan)(chan)品(pin)(pin)毫(hao)發(fa)無(wu)損(sun)地運(yun)輸(shu)(shu)并交付(fu)到客戶(hu)(hu)手(shou)中(zhong)(zhong)。
面(mian)對復雜嚴苛的應用場景，浪潮信息的研(yan)發工程師通過散熱結構設計及仿真模擬、先進(jin)材料及制(zhi)造工藝開發、可靠(kao)性(xing)及場景測試(shi)等多種途(tu)徑和方法，賦(fu)予(yu)了邊緣(yuan)微服(fu)務器更高的可靠(kao)性(xing)。目前(qian)，“小(xiao)而(er)堅韌”的邊緣(yuan)微服(fu)務器已經在(zai)電站、礦井、智(zhi)能工廠、智(zhi)慧交通等邊緣(yuan)場景中部署應用，在(zai)萬物互聯(lian)的智(zhi)慧時代，為這(zhe)個世(shi)界(jie)創造更多精(jing)彩。
