近日，浪潮資訊正式釋出兩項伺服器新技術，為其全新上市的G7算力平台提供更優的性能、可靠性和易維護性支撐。伺服器NVH（Noise噪聲、Viberation振動、Harshness聲振粗糙度）技術讓伺服器計算滿負載時的磁盤讀寫性能翻倍，并且防止資料中心各類高頻噪音對磁盤産生不可逆的損失；智能聽音診斷技術讓伺服器風扇的故障預警準确率達到95%，将這一會引發伺服器故障和資料中心事故的安全隐患降到最低。
算力的供給需要建構算力平台，需要從系統設計出發，解決架構設計、核心部件、高速互聯、散熱設計等一系列問題。G7算力平台在信号、電源、結構、散熱、可靠性、安全等多個方面進行了20多項卓越設計，可以為使用者提供更卓越的算力産品。其中，浪潮資訊首創伺服器的NVH技術在幫助資料中心科學降噪，保證硬碟卓越的讀寫效率。在浪潮資訊為資料中心科學降噪的同時，智能聽音診斷的技術能夠利用風扇噪音，精準預警不同位置風扇的各類故障，為資料中心伺服器“治未病”，保障資料中心安全。
浪潮資訊伺服器NVH技術：用10納米精度保證磁盤讀寫性能
在伺服器系統設計中，存在着計算性能、功耗、散熱、風扇噪聲、存儲容量、磁盤密度、讀寫性能之間的微妙平衡。提高計算性能會增加功耗，增加功耗需要加強散熱，加強散熱需要提高風扇轉速，一些伺服器的風扇轉速已經提升到了34000轉/分鐘。風扇轉速的提升又會限制硬碟存儲密度的提升，因為機箱内風扇産生的聲壓會造成硬碟内部精密部件共振，影響硬碟讀寫性能。資料中心内的其它噪音，例如，滅火器啟動時噴管發出的高頻噪音，也可能引起磁盤精密部件共振，海外曾經有資料中心是以發生上百塊硬碟報廢的案例。
想要系統解決硬碟受到振動噪音帶來的性能損失問題，關鍵是要打開硬碟在不同噪聲激勵下的性能損失的“黑盒”。浪潮資訊工程師為此開發了一套軟硬體結合的測量系統，包括硬碟敏感噪聲實驗和機箱振動噪音實驗。
- 硬碟敏感噪聲實驗，用高精度的揚聲器測試硬碟讀寫時的敏感噪音頻率。這一模拟實驗成功的關鍵，在于找到精準模拟風扇噪音特點的頻譜。為了解決這個難題，工程師抛棄了傳統汽車行業、伺服器行業使用正弦波或者1/3倍頻程噪音的思路，基于海量風扇頻譜分析，找到了最适合的噪聲帶寬，并且以混頻、掃頻的模式，更精準、靈活地模拟出多樣化的噪聲源，建構出業界首個硬碟噪音敏感度模型。
- 機箱振動噪音實驗，基于浪潮資訊與Meta、西部資料、希捷等聯合研發的“硬碟假體”，工程師采集到了上百款伺服器機箱内的噪音和振動頻率，再将假體采集的頻譜和硬碟敏感度模型融合比對，這樣就能夠準确計算每一款伺服器内部硬碟的共振頻率以及由此産生的性能損失率，對伺服器系統展開多元度、多層次的優化設計。
浪潮資訊工程師首先優化噪聲振動的源頭——風扇，通過CFD仿真改進葉片形态，讓風扇在同樣轉速下散熱風量提升15%，同時減弱湍流效應，抑制葉輪邊緣氣流分離，以免産生硬碟敏感的高頻噪音。機箱内，設計40多種歌院式的消音架構，精準消除機箱内特定的高頻噪音。此外，還改進了硬碟伺服系統，提高其系統内的動力學适應性。多管齊下的方案最終讓系統與硬碟達到和諧适配，硬碟磁頭的振動幅度可控制在單條磁軌道中心10納米以内，保證硬碟讀寫性能基準，并且為未來24TB-30TB的大容量硬碟的動力學适配設計打下堅實基礎。
新設計的風扇
【配圖說明】基于NVH技術，浪潮資訊從葉片弦長、葉片枚數、轉速比對、葉片特殊構型設計、機殼結構、鐵芯結構、磁氣設計、磁環材料等方面對G7伺服器的風扇進行了優化，分别應用了不均等葉片扇形狀和間隙、葉尖小翼、分體式小翼、彎曲靜葉等特殊創新設計，實作性能、噪音、效率方面的突破。
歌院式消音架構的機箱
【配圖說明】基于NVH技術，浪潮資訊按照歌院式消音架構對伺服器機箱進行了優化設計，增加有效吸音表面積，引導特定頻譜的幹擾噪音進入材料深處，精準消除硬碟敏感頻譜的噪音，提升讀寫性能。
智能聽音診斷消除伺服器及資料中心隐患：聽音10秒，風扇故障預警準确率達到95%
風扇是伺服器和資料中心最容易故障的部件之一。雖然風扇僅有1%的可能發生故障，但其一旦發生故障，将影響系統性能和可靠性，且風扇故障的維修時間長，對資料中心業務運作影響很大。而傳統的伺服器管理系統不能預測風扇故障，僅能監控風扇的轉速、工作電流、環境溫度等狀态。
浪潮資訊首次創造出基于人工智能的風扇聽音診斷技術，利用機箱内噪音的特征資訊，建立了基于聲學探測的伺服器風扇故障智能預警系統。該系統融合了長達200個小時的伺服器故障音訓練集，可對聲紋資訊抽取40維MFCC（Mel頻率倒譜系數）特征，基于多級深度學習神經網絡，能夠精準辨識噪音背後潛在的伺服器風扇故障。
風扇智能聽音診斷原理
【配圖說明】資料中心有上萬台伺服器，一般的聲音分析方法中，嘈雜的聲紋特征很容易被混淆，難以精準識别。浪潮資訊工程師在業界首次創造出，基于人工智能的風扇聽音診斷技術，利用人工智能技術，從風扇噪音中提取特征資訊，預測風扇故障。
有了這套系統，伺服器可通過内部的麥克風陣列、音頻處理晶片，采集系統的多元噪音，并進行聲學信号處理，然後基于主機闆BMC晶片中的風扇故障智能診斷模型進行分析、診斷，僅需10秒鐘“聽音”，就可準确預警風扇故障位置、故障類型，精準度達95%，提前從根源上徹底解決伺服器風險問題，保證資料中心運作安全。
伺服器NVH技術和智能聽音診斷技術的推出，充分展現了浪潮資訊對伺服器千錘百煉的匠心設計。伺服器設計是一項系統工程，G7算力平台采用開放、多元的架構設計，支援最廣泛的通用處理器和加速晶片，整個系統需要經過30多個開發流程，使用150多種加工制造技術，對280多種關鍵過程控制點的品質進行嚴格把控，以保證這一平台産品能具備高性能表現與保品質的品質。浪潮資訊始終秉持着“千錘百煉，極緻匠心”的設計理念，在産品技術上不斷創新引領，為各行各業使用者的數字化、智能化轉型，提供更強性能、更高品質、更加智能的算力。