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出版日期:2004-08-30 总期号:1343 本年期号:64

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“八百半”是怎样炼成的
——浪潮英信NP370研发揭秘


   随着英特尔8月2日在国内正式发布双路服务器版的Nocona平台以来,众多国内外厂商纷纷发布了采用该平台的服务器,而浪潮更是率先在国内发布并首家实现正式供货。8月9日,浪潮在北京、广州、济南、河南和南京5地同时召开“运筹帷幄、决胜千里——浪潮新一代至强服务器初战捷报会”,这一系列活动的主角,都是浪潮最新发布的两路塔式服务器——英信NP370。

  乍看标题您或许有些奇怪,的确,记者也是采访后才知道,“八百半”是浪潮研发部门的工程师对英信NP370的昵称,而昵称的由来则是源自研发中的一个小插曲——浪潮在测试上有严格的标准,每台机器出厂前需要进行1000次开关机测试,即将系统接上交流电,进行加电、断电的重复测试,系统每次加电后均能正常运行即为合格。而英信NP370有一次在测试进行到800次左右的时候,系统出现故障,断电后不能正常重启;经过诊断发现是显示模块出现了瑕疵,而工程师通过重新调整显示模块的一个电阻就成功地解决了问题,顺利通过了测试。事后就有人开玩笑说,别人是“行百里者半九十”,英信NP370则是给工程师们开了一个“开关千次半八百”的玩笑,于是就有了这样的一个昵称。

  而在整个采访中,让人印象深刻的小故事还有很多,而在这些事件的背后,则是浪潮志在超越的决心。

  原动力:TTM策略与人性化 设计理念

  浪潮此次如此迅速地实现产品的发布、量产、供货,无疑可以看作是对企业的一次大练兵,其间几乎涉及到浪潮北京公司的所有部门,而浪潮的TTM策略(Time To Market,快速上市)和向客户提供人性化体验的研发理念,无疑是实现这一目标的原动力。

  所谓TTM,就是使自己的产品能在最短时间内到达用户的策略。在此次新至强平台发布的过程中,浪潮因为是英特尔在国内市场的核心TTM级合作伙伴,所以能随着英特尔的研发、生产进程,同步得到相关技术资料和产品。

  因此,在其它国内厂商只有新至强服务器样机的时候,浪潮就已经将产品铺到各渠道的库房。等到8月2日,号令一下,便开门放货。浪潮的这一招,着实令人惊讶。据浪潮(北京)电子信息产业有限公司副总裁彭震介绍,其实,早在两年前,浪潮同英特尔的实验室合作初期,就谈到TTM合作的问题。因此,在英特尔研发新至强的同时,浪潮可以在第一时间拿到相关的技术资料,同步进行服务器产品的研发准备工作。

  而浪潮秉承的人性化设计理念实际上就是一种以人为本的理念。比如在记者试用英信NP370的过程中,发现机器整体虽然采用了无螺丝设计((见图4),记者没用任何工具,仅用40余秒便拆开了两侧面板,但在背板上,记者发现了有一排备用螺丝,说明浪潮考虑到客户有可能会需要一些螺丝来固定扩展卡和相关部件,所以特意准备了这些备用螺丝。而除了螺丝之外,记者还注意到,机箱风扇上都安装了手指防护网,以保护技术人员在非宕机情况下检修不会被划伤手指。看来浪潮为了打动越来越“精明”的成熟用户,的确花了不少心思在细节上。

  设计准则:为中小企业节约投资

  从拿到的产品手册来看,浪潮将英信NP370定位在快速成长的中小企业和教育、政府等新兴市场,这一部分市场上的用户受既定预算约束的影响,通常在追求服务器高效稳定的前提下,价格高度敏感,对服务器的性价比要求近乎苛刻。此前Nocona处理器在日本上市的价格折合人民币6000多元,比32位至强的市场价高出近50%。浪潮英信NP370巧妙地通过对本地存储子系统和数据安全子系统的模块化设计,满足了这类用户对高性价比服务器的渴求。

  从图5可以看到,英信NP370的上述两个子系统采用了模块化的设计思路,在主板上我们可以看到有IDE接口、SATA控制器和SCSI控制器,即它同时支持主流的Ultra320 SCSI热插拔硬盘、串行ATA热插拔硬盘(即SATA硬盘)和并行ATA硬盘(即普通IDE硬盘);同时主板还集成了SATA RAID0、1(SATA RAID 0、1、5可选)、SCSI RAID0、1(SCSI RAID0、1、5可选)以及浪潮独有的增强型SCSI RAID1。增强型SCSI RAID1的优势在于:它结合了RAID0和RAID1的优点,可以不受硬盘数量的限制实现奇数块硬盘配置RAID 1,为用户提供更灵活的RAID解决方案,有效保护数据安全;同时结合延展技术,大大提升了硬盘读写速度。

  这两个子系统的模块化设计给用户带来的最大好处就是可以灵活地选择配置。

  例如对于一个具有20个网络终端(包括PC、工作站和笔记本)左右的新公司而言,采购一台双路英信NP370后,配置4GB ECC DDR内存、2块80GB的SATA硬盘做一个RAID1的镜像后,便可同时满足其宽带接入网关、Web服务器、邮件服务器和文件服务器的需求,以1台服务器实现了以往4台高配置PC(或2~4台P4服务器)才能实现的功能,而稳定性和性价比则大幅提升。

  随着该公司的迅速发展,成长到了100~200个网络终端的规模,如果采用高配置PC(或2~4台P4服务器)则无法实现灵活的扩展,用户只能以采购新服务器的方式来缓解对上述服务的需求。而采用浪潮英信NP370的用户,只需增加4~8GB内存、2~4块80GB的SATA硬盘做成RAID1(或者更高安全级别的SATA RAID5),无需采购新的服务器就依然能够满足新的业务需求。

  当该公司成长到需要部署更加复杂的IT服务系统时,英信NP370仍然能够在局部网络应用中担当即时通讯服务器、代理服务器等,在庞杂的IT基础设施中,丝毫不逊色地继续发挥其固有的应用价值。

  通过上面的例子可知,模块化设计非常符合成长迅速的中小企业、政府和教育行业的用户使用,通常能够为用户节省20%~40%的总体投入。

  制造关:电磁干扰与系统安全

  在“八百半”的制造和测试环节中,浪潮也碰到了麻烦,浪潮产品工程部在内部提出了一个“五倍工业标准”的企业生产标准,例如国家的防辐射强制性标准有两个:ClassA和ClassB,相对来说,ClassB的要求更为严格苛刻一些,ClassA和ClassB之间大概相差10DB(辐射单位),浪潮已经达到了比ClassB还低6DB的水平,达到了自身的严格要求,而达到这一标准则是通过数百次的测试。

  一般来说,服务器系统需要抗辐射干扰的主要部件有机箱、电源、主板和处理器。而浪潮的研发部门的确在这方面下了大力气,经研发部门的工程师介绍得知,英信NP370机箱的包装、密封和电源辐射是检测的主要环节——为了不让机箱有明显的缝隙,研发部门在机箱的前面板加铁片,使机箱的缝隙变小;而在辐射较大的后挡片上采用了导电能力强、质地厚实的材料,很好地阻挡了辐射;而同样在辐射相对较大的主板串口附近,则采用了更换电容、增加电阻的方式解决辐射;而为了解决电源辐射的问题,浪潮则在电源附近加放了导电衬垫。

  此外,在系统安全方面,英信NP370也已通过了国家测试,例如其风扇平均无故障时间达到50000小时;机箱则经过前期每日24小时测试,后期每日8小时的老化测试,测试的温度范围是0~40°C,而业内公认的测试温度范围是5~35°C。

  系统性能:内存子系统接近完美

  对一个系统进行完整的考评,当然少不了借助第三方评测软件来进行考核。因为Intel此前强调其Nocona处理器由于采用了E7520/E7320芯片组后,大幅拉近了处理器、I/O、以及内存之间的性能差距,因此记者就选择了基准数据较新的Sisoftware Sandra 2004 SP2软件来进行内存子系统的重点评测。

  测试配置:两颗Nocona 3.4GHz处理器,三块36GB SCSI硬盘采用Raid 0优化,四条512MB ECC DDR 333内存。

  测试环境:Microsoft Windows 2000 Advanced Server SP2

  内存子系统性能测试:此项测试是对服务器内存子系统(CPU—芯片组—内存)进行测试,并与其他系统进行对比。

  测试结果分析:作为处理器的“演武场”,内存子系统的性能对系统整体性能的影响十分大,特别是动态Web内容服务器和数据库服务器,对内存子系统的依赖性十分强。从图3的测试结果可见,浪潮英信NP370服务器在使用Sisoftware Sandra 2004测试过程中有着出色的表现,整型和浮点两项内存带宽均超过了3.2GB/s,分别达到了3231MB/s和3288MB/s,明显超越了测试软件中提供的对比数据,尤其是浮点带宽性能比采用E7505的上一代至强平台高出了30%多,足以证明英信NP370在作为小型数据库服务器、中小企业邮件、动态站点应用、中小企业信息化应用(如微软Sharepoint服务器)时会有很好表现。此外还值得一提的是,在安装操作系统的过程中,浪潮英信蓝海豚智能安装导航软件的中文界面亲和力较好,基本上只需点击“下一步”等按键即可完成整个操作系统的安装,适合缺少专业技术人员的中小企业用户使用。


  图4 采用无螺丝设计的前面板


  图5 模块化设计示意图


  图3 内存子系统性能示意图

  

  

  特色设计

  散热系统:匠心独运


  图1 散热器细部图


  图2 无线缆设计示意图

  

  根据Intel此前公布的数据,由于主频达到了3.6GHz,Nocona处理器的热功耗最高可达120W,虽然记者试用的样机采用的是3.4GHz主频的Nocona处理器,但其热功耗也达到了100W以上,比起3.06GHz的Xeon DP处理器的81.8W的最大功耗,高出了接近20W,因此记者首先关心的就是英信NP370的散热系统。

  从图1可见,英信NP370采用铜质散热管,热量通过热管内特殊散热物质散发,并安装了Nocona处理器专用风扇来加速散热。最让记者感兴趣的是,当记者拆下散热管和风扇称其重量,发现只有600余克,而采用传统的散热片则至少是1000克,重量的降低直接减轻了对处理器和主板的压力,有利于系统稳定运行,这也是浪潮英信NP370的独有特色。

  当然,机箱内部的散热不仅是处理器的散热,还包括如何对内存、硬盘等重点发热区域进行有效的散热。从图2我们可以清楚地看到,英信NP370内部采用了“无线缆”的设计理念,尽量通过电路板代替线缆连接,例如除了光驱和软驱的电源线,机箱风扇的电源线就被主板电路所替代;而无法避免的数据线缆连接,如热插拔SCSI硬盘的数据线缆则采用规范走线的方式沿着机箱侧壁顺序排列,整洁美观,关键是没有阻挡系统散热风道,保证了系统有效散热。

  特色技术

  浪潮增强型

  SCSI RAID1技术

  英信NP370采用浪潮独有的增强型SCSI RAID 1技术,它不受硬盘数量的限制,可以实现奇数块硬盘配置RAID 1,为用户提供更灵活的RAID解决方案。

  浪潮增强型RAID 1技术是将数据镜像以条带方式分布存储于各硬盘上。换句话说,它结合了RAID0和RAID1的优点,提供了两组互为条带级镜像的硬盘。它采用的延展技术提高了吞吐量,并且能够同时从两组镜像的磁盘中读取数据,这样就大大降低了由于两次写操作所造成的吞吐延迟。

  支持1500GB容量SATA硬盘

  浪潮英信NP370支持串行ATA存储技术,在其6个可热插拔硬盘架上最多可插入1500GB的SATA硬盘,它和并行ATA(即普通的IDE)的技术特性比较如下:


  背景资料

  Sisoftware Sandra 2004 SP2

  这是一套功能强大的系统分析评比工具,拥有超过 30 种以上的分析与测试模组,主要包括有CPU、Drives、CD-ROM/DVD、Memory、SCSI、APM/ACPI、鼠标、键盘、网络、主板、打印机等,还有 CPU、Drives、CD-ROM/DVD、Memory 的 Benchmark 工具,它还可将分析结果报告列表存盘。其最新的版本包括Nocona DP平台的基准测试数据。

  记者手记

  力量源自细节

  整个英信NP370的抢鲜体验过程无疑是令人愉悦的,不仅是因为对业界的最新技术和产品有一个了解的机会,更因为从一些细节上感受到国内外系统厂商整体上差距正在逐步缩小。

  例如前面提到的散热系统和背板螺丝,印象中此前是没有国内的系统厂商会在细节上花这么多心思,以前看到的多是IBM等巨头如何在系统散热、系统降噪上煞费苦心,尽管这些细节也许并不被当时的用户所重视,但让我们看看惠普所秉承的三角战略之一——“提供最佳的客户体验”,也就不难明白,旨在超越二者的浪潮为何在这细节上花费这么多的精力,姑且不论浪潮能否在三年后实现这一目标,但就用户而言,能够用更低廉的价格享受到更好的体验当然是好事。

  令人印象深刻的还有英信NP370提供的多种RAID方案,尤其是它独有的增强型 SCSI RAID 1技术,给许多需要数据安全,但预算往往并不宽裕的成长型企业提供了一个很好的廉价解决方案,毕竟哪怕只是一块36GB的万转SCSI硬盘,至少也需要1000多元人民币。

  不过遗憾还是有的,因为日前微软将其Windows Server 2003 64位扩充式操作系统再次推迟到明年上半年推出,以至笔者没能在64位环境下体验到英信NP370最好的性能,以及验证64位环境下32位应用程序的兼容性,不过相信最迟到明年一季度,将有机会给大家一个更加完整的评析报告。