揭秘华为“小白宫”:“吓人的技术”诞生的地方

2019 年 1 月 8 日 PingWest品玩

在华为坂田基地,有一栋白色的欧式建筑,两层楼高。

“小白宫”

大门前的环形坡道被车轮碾出了明显的印记,外表看起来颇似一座酒店,但它却是一座实打实的科研中心。 

由于其外表呈白色,并且官方中文名难以记忆,故被称为“小白宫”,有的人干脆用分区的方式“E1”来指代它。 

常常挂在我们嘴边神秘的 2012 实验室,这座建筑里就有一些分部。这些平时一向不对外公开的实验室,PingWest品玩(微信号:wepingwest)得到邀请,前来参观。

还记得 2016 年荣耀 Magic 推出的 40W 超级快充,便是由 2012 实验室研发的。 

快充在短时间内给手机充满电量的同时,实际上会产生的大量的热量,对外体现为高温。如果不能及时将充电的高温散去,将对设备造成影响,甚至是安全隐患。 

因此别看散热是一件小事,它也是个大学问。如今数据越来越庞大,芯片算力越来越强,同时功耗就在增加,发热加倍是无法避免的事实。因此无论是手机芯片还是服务器,都等待着更好的散热方案。


泰山服务器

“小白宫”里就有一个热实验室,专门研究如何做到散热、降低散热噪音、提高设备能效等等问题。他们还邀请专家参加会议,一起探讨和分享热能方面的心得。

博士在“小白宫”做科研

位于“小白宫”里的热实验室,总共有 100 多名研发人员。其中博士生与研究生学历占比分别为 70% 和 80% 左右,也就是说整个团队都是一群高学历的学霸,排起队来足够我转发吸欧好几天。 

热实验室在全球有五个分部,除去深圳之外,还有明斯克和基辅、美国、瑞典以及日本。每个分部有着各自一些独特性,例如明斯克和基辅就更加偏重于理论研究。 

然而站在岸上学不会游泳。 

热实验室的刘洋深知这一点。他从美国留学归来之后,中国高校提供了一份工作。这对于大部分人来说都是一个千载难逢的机会,并且极有可能成为最好的选择。 

不过刘洋抱着“实践是检验真理的唯一标准”的心态,毅然放弃了学校的工作,转而来到了华为做研发。 

“只有在顶尖的公司做研究,才能走在科研的最前端。”刘洋说道。 

华为拥有长时间的技术研发积淀与培养人才的氛围,这才源源不断地刺激着科研人员们不断做出新的成果,并且有新的技术人员加入这个团队。 

热实验室仅仅是华为科研人才储备的冰山一角,整个 2012 诺亚方舟实验室就拥有 2 万名员工。同时华为每年还会至少拿出销售收入的 10% 投入研发,涉及到智慧手机、大数据、云计算以及自动驾驶等等方面。 


诺亚方舟实验室外部


热量搬运工

热实验室的主要工作就是与热量打交道。热量能从高温处传递到低温处,这是最基本的物理常识。不过具体问题得具体解决,仅仅靠着常识是无法真正做好散热的。 

在热实验室里,摆放着各式各样的散热器。这可不是普通人想象中的液冷级别的散热,芯片、服务器需要的散热强度不仅更高,还要更有效。 

这里的有效体现在“均热”。举个例子,在手机 CPU 主板上,其发热源或许只有某几处甚至一处。此时如果无法将这些发热源的热量均匀分散到整个散热板上,那么就会造成发热的地方最热,不发热的地方不那么热,高温将有可能烧坏芯片。 

这好比做饭的锅,好锅在加热时整个锅的温度是均衡的,质量不好的锅则无法很好均衡导热。 

因此热实验室的科研人员们做了一种内部蜂窝状结构的“均温板”(Vapor Chamber,简称 VC 板),中间充满了工质,并且散热片很薄很轻。它能通过工质(特殊的液体)受热后相变来传递热量,并循环往复,最终达到均温散热的效果。 

如果 VC 板做成夏天的短袖的话,一定会成为爆款(误)。

目前散热应用最为广泛的是铜和铝,它们的热传导系数分别为 401W/mK 和 237W/mK。而据华为研发人员称,他们研发的 VC 板的热传导系数可以达到铜板的 10 倍。 

即使是近年来业界推崇的石墨散热片,热传导系数也只是铜的 3 倍。因此华为 VC 板的散热性能可想而知。 

其实除了 VC 板,华为还有“热管”、PCM 相变储热技术等等散热相关的技术及原理,都已经应用在了实际的产品中,例如荣耀 Note10 的 THE NINE液冷散热、Mate20 X 的石墨烯液冷散热、Matebook 13 的鲨鱼鳍风扇散热等,华为用户可以感受技术带来的体验提升。 

这也是为什么友商提供的服务器在只能做到 200W 的时候,华为却能提供 300W 的原因。

基础技术改变世界 

如果把手机、电脑等影响着人们的产品一点点拆分开,它就是一堆零件,但却是充满了技术结晶的零件,这背后有着巨额的资金、人才、时间的投入。 

在华为有句话叫做“板凳要坐十年冷”,指的是华为在技术领域的厚积薄发。近两年来,华为卧薪尝胆的成果已经向我们展现。无论是芯片领域麒麟 980、昇腾 910、鲲鹏  920 ,还是手机终端 2018 年全球出货 2 亿台,或是 IoT 领域的强势崛起,都离不开华为在基础技术上的沉淀。

鲲鹏 920

技术研发本身就是一件不断寻求失败的事,或许一百次失败才有一次成功,有点“自讨苦吃”的意味。在不断求证的过程中,华为的研发人员想尽了各种办法。

例如随着鲲鹏 920 处理器芯片一起推出的泰山服务器,为了测试服务器在极端环境下的耐受度,华为甚至人工引雷到服务器上,以检测其是否经得起雷击。

类似这样的研发工作还有很多,而事实证明,华为产品的确拥有与其价格相当的质量。如今大量的研发投入已经是华为的一个必做的功课,华为也从长年来的研发中获益,并逐渐筑起技术的壁垒。

华为将诺亚方舟实验室定位为基础研究,而这种基础研究的积累,未来很有可能为人类带来真正的进步。它不仅仅发生在移动终端领域,也会在边缘计算、人工智能、自动驾驶等等领域。

文中“刘洋”为化名


“改革开放四十周年”系列报道专辑
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刘洋,清华大学计算机科学与技术系长聘副教授、博士生导师、智能技术与系统实验室主任,国家优秀青年基金获得者。研究方向是自然语言处理,在自然语言处理和人工智能领域重要国际刊物Computational Linguistics和国际会议ACL、EMNLP、IJCAI和AAAI上发表50余篇论文,获ACL 2017杰出论文奖和ACL 2006优秀亚洲自然语言处理论文奖。承担10余项国家自然科学基金、国家重点研发计划、国家863计划、国家科技支撑计划和国际合作项目,2015年获国家自然科学基金优秀青年项目资助。获得2015年国家科技进步二等奖、2014年中国电子学会科学技术奖科技进步类一等奖、2009年北京市科学技术奖二等奖和2014年中国中文信息学会钱伟长中文信息处理科学技术奖汉王青年创新奖一等奖等多项科技奖励。担任或曾担任国际计算语言学学会亚太分部执委会委员、SIGHAN Information Officer、中国中文信息学会青年工作委员会主任兼计算语言学专业委员会秘书长、Computational Linguistics编委、ACM TALLIP副编辑、ACL 2015组织委员会共同主席、ACL 2014讲习班共同主席、ACL 2017/2018与EMNLP 2016/2018程序委员会机器翻译领域共同主席、IJCAI 2016/2018和AAAI 2019资深程序委员会委员。个人主页:http://nlp.csai.tsinghua.edu.cn/~ly/index_cn.html
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