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華為服務器設計的藝術

  • zhupengbo
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  • 2015-09-11 15:06:35
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[導讀]故障率低于業(yè)界15%,阿里質(zhì)量大獎與騰訊最佳供應商榮耀加持,通過FMEA、HALT與EMC等高大上測試的檢驗,這一切描述的是華為服務器。憑借創(chuàng)新

故障率低于業(yè)界15%,阿里質(zhì)量大獎與騰訊最佳供應商榮耀加持,通過FMEA、HALT與EMC等高大上測試的檢驗,這一切描述的是華為服務器。

憑借創(chuàng)新、可靠、安全、開放四大原則,華為服務器秉持“持續(xù)創(chuàng)新 讓計算變簡單”的理念,連續(xù)7個季度出貨量排在全球第四,覆蓋金融、政府、互聯(lián)網(wǎng)服務提供商與大企業(yè)。

華為服務器擁有穩(wěn)定可靠、綠色節(jié)能、性能領先、持續(xù)創(chuàng)新和基于業(yè)務優(yōu)化的特點,為企業(yè)關鍵業(yè)務保駕護航。這是如何做到的呢?

設計:精益求精

在華為看來,高質(zhì)量、高可靠性的服務器是設計出來的。例如獲得挑剔的日本客戶認可的華為FusionServer RH8100 V3關鍵業(yè)務服務器,憑借創(chuàng)新的高可靠性設計、靈活擴展能力和卓越的計算性能,在Interop展上贏得了“BestofShowAward”大獎。它采用RAS2.0技術,包括電源、風扇等關鍵模塊的熱插拔技術、全冗余的硬件和軟件設計架構(gòu),以及提升管理維護效率的“黑匣子”等。

華為FusionServer RH8100 V3

同時,使用高可靠硬盤設計,實現(xiàn)服務器內(nèi)存和硬盤的自動裝配,減少內(nèi)存、硬盤人工裝配引發(fā)問題的幾率。再如華為刀片服務器E9000采用無源背板設計,進一步提升可靠性,避免單點故障,同時使用獨立風道設計,耐40度高溫,有效地保障了企業(yè)用戶關鍵業(yè)務的連續(xù)性。

材料:精挑細選

服務器的用材決定著服務器的品質(zhì)。這不僅僅是外表的健美結(jié)實,也包括強勁的內(nèi)涵。

華為每一臺服務的材質(zhì)都采用電信級器件,質(zhì)量等級高于業(yè)界標準。同時,堅持被集成戰(zhàn)略,利用EMS(電子制造服務)廠商實現(xiàn)產(chǎn)品設計、代工生產(chǎn)、后勤管理、產(chǎn)品維修等服務。

為了掌控整個流程,華為實現(xiàn)嚴密的稽核制度,不定期稽核供應商,并派駐全職駐廠稽核人員。實時監(jiān)控EMS廠質(zhì)量數(shù)據(jù),如質(zhì)量數(shù)據(jù)異常會及時處理。特別是在硬盤與內(nèi)存這種容易出錯的領域,華為會將報錯較多的問題讓供應商進行出廠前測試,逆向推動供應商改進產(chǎn)品質(zhì)量。

此外,采用器件降頻設計。主要實現(xiàn)高頻的配件以較低的頻率工作,從而達到穩(wěn)定工作的目的,解決頻率過高帶來高發(fā)熱和系統(tǒng)不穩(wěn)定的問題。主要作用是省電,實現(xiàn)節(jié)能減排,還能減少維護工作。

質(zhì)量:固若金湯

有一個水桶,它是由許多塊木板箍成的,盛水量也是由這些木板共同決定。如果其中一塊木板很短,則盛水量就被短板所限制,這就是我們所熟知的短板理論。

HALT(highly accelerated life testing,高加速壽命試驗)由美國軍方延伸出的一種設計質(zhì)量驗證與制造質(zhì)量驗證的試驗方法,主要用于產(chǎn)品研發(fā)設計階段,對于暴露產(chǎn)品的潛在缺陷效果明顯,是設計工程師提高產(chǎn)品可靠性的重要實驗手段。

華為引入HALT測試,利用包括振動、高低溫、溫度循環(huán)、電力開關循環(huán)、電壓邊際及頻率邊際測試等階梯應力,高效激發(fā)產(chǎn)品可靠性潛在缺陷,識別產(chǎn)品的短木板,將設計問題在研發(fā)階段暴露,發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品缺陷、操作設計邊際以及結(jié)構(gòu)強度極限的方法,涉及到線路設計、工藝、元部件與結(jié)構(gòu)等方面。它將原來需要花費一年的新產(chǎn)品可靠性實驗縮短到一周,所發(fā)現(xiàn)的產(chǎn)品問題與客戶應用后所發(fā)現(xiàn)的問題一致,是華為新產(chǎn)品上市前所必需通過的驗證。

不僅如此,華為還采用FMEA(Failure Mode and Effects Analysis,失效模式與影響分析)這種可靠性設計方法,發(fā)現(xiàn)、評價產(chǎn)品或過程中潛在的失效及其后果,找到能夠避免或減少潛在失效發(fā)生的措施并且不斷地完善。能夠以低成本對產(chǎn)品或過程進行修改,并找到能夠避免或減少這些潛在失效發(fā)生的措施。

為此,華為專門成立一個FMEA團隊,包括生產(chǎn)總監(jiān)、工藝工程師、產(chǎn)品工程師、測試工程師、質(zhì)量工程師、材料采購員以及項目經(jīng)理,由質(zhì)量工程師領導該團隊。從而搭建相應的失效分析平臺,配備適當?shù)姆治龉ぞ摺?/p>

當產(chǎn)品在HALT實驗中出現(xiàn)故障時,分析并確定產(chǎn)品出現(xiàn)故障的根本原因及影響,優(yōu)化故障管理能力。對于嚴重故障,要求避免。對于需要處理的故障,要求能檢測并定位到FRU((field-replaceable unit,現(xiàn)場置換單元),讓用戶或技術員快速輕松地拆下電路板或零件并重新安裝,使系統(tǒng)停止運轉(zhuǎn)的時間減少到最小并且使系統(tǒng)可靠性達到最優(yōu)。

測試:千錘百煉

真金不怕火煉,每一臺華為服務器在出廠之前都經(jīng)歷了嚴酷的測試。涉及部件、整機、性能、兼容、系統(tǒng)等多個環(huán)節(jié)。展示了華為服務器各個關鍵部件在各種極端環(huán)境下的亮眼表現(xiàn)。

其中,電磁兼容(EMC)是對電子產(chǎn)品在電磁場方面干擾大小(EMI)和抗干擾能力(EMS)的綜合評定,是產(chǎn)品質(zhì)量最重要的指標之一。華為的服務器產(chǎn)品采用超過業(yè)界標準的EMC試驗,確保服務器產(chǎn)品在共同的電磁環(huán)境中能正常工作。

例如,在暗室中模擬自由空間的標準化測試場地,確定受試設備是否滿足標準規(guī)定的輻射發(fā)射與輻射抗擾度限值。同時,模擬自然雷擊放電,測試設備在指定試驗條件下是否滿足標準規(guī)定的限制。

通常,服務器出廠前的整機拷機測試為2-4小時,而華為服務器測試為8-24小時;業(yè)界普遍采用隨機扇區(qū)讀寫測試,華為的拷機測試項目眾多,包括執(zhí)行全盤讀、全盤寫測試;在內(nèi)存拷機測試中,只要出現(xiàn)一次ECC報錯,產(chǎn)品就不能通過測試;內(nèi)存出廠前,會做金手指清洗,減少金手指接觸不良問題。

流程:盡善盡美

從設計、選材、生產(chǎn)、測試、出廠,華為擁有一套完整的流程監(jiān)控并保障服務器的質(zhì)量。例如使用IPD((Integrated Product Development,集成產(chǎn)品開發(fā))理念縮短產(chǎn)品研發(fā)周期,提升產(chǎn)品質(zhì)量,降低成本。與此同時,服務器基于電信設備生產(chǎn)平臺,制造起點高,贏在起跑線上。

同時,華為服務器擁有全球?qū)I(yè)的檢測認證中心GCTC,具備全流程嚴苛質(zhì)量管控。任何“風吹雨打、火燒電擊、沙塵鹽霧、高壓低溫、沖擊跌落、輻射霉菌”等嚴酷測試,都不能阻擋華為服務器成為品質(zhì)卓越、質(zhì)量可靠、令人信賴的產(chǎn)品。

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