在當今世界上，沒有什么比航天技術更能充分展示一個國家的綜合國力。作為人類歷史上最為復雜的系統工程之一，它的發展不僅取決于這個國家的整體科技產業水平，也是對背后研發設計能力的直接考驗。作為自主品牌的典范，聯想一直致力于提供高可靠、高性能的工作站產品，助力中國航天事業的發展。在前不久的神舟十一號載人飛行試驗中，聯想P系列移動工作站首次進駐了太空實驗室，不僅繼承了“自主創新、勇于挑戰”的航天精神，更以航天品質展現了中國制造的榜樣和動力。
其實早在2012年，聯想就成為了中國載人航天工程的戰略合作伙伴，為其提供計算設備支持。在今年10月17號進行的神舟十一號載人飛行試驗中，聯想P系列移動工作站不僅承擔了科學實驗信息采集、數據分析、網絡接入等重要工作，還幫助航天員進行收發郵件、視頻交流、飛行記錄、管理日程等工作。此外，在10月19號進行的中國神舟十一號與天宮二號交會對接任務中，聯想工作站也服務于中國載人航天工程總體仿真實驗室及主要研制單位，在軌道計算、模擬仿真、航天器設計等環節承擔了大量關鍵任務。
為了探尋聯想P系列移動工作站的航天品質，更好的了解它的研發設計過程。2016年12月2日，筆者一行人來到了位于橫濱的聯想大和實驗室（Yamato Lab），近距離的參觀了P系列移動工作站的研發歷程和測試環境，見證了它的誕生過程。
初探大和，走進聯想P系列的孕育搖籃
談到移動工作站，可能大部分人覺得外觀上看和筆記本毫無二致，然而實際上產品設計方向和應用領域卻是截然不同。不同于個人PC，聯想P系列移動工作站主要用于研發設計領域，不僅僅需要追求性能參數，更重要的是整體的可靠性與穩定性，這就要求工作站產品在設計之初經歷嚴格的測試，本次參觀的大和實驗室就是提供這樣一個千錘百煉的場所。聯想在工作站研發設計上，分別在中國北京、日本橫濱和美國羅利三大研發基地為支點構成全球研發體系，被形象的稱為聯想“革新三角鏈”。
其中，本次參觀的位于橫濱的大和實驗室前身為1985年成立的大和事業所，從2011年搬遷至橫濱后，主要負責聯想產品品質和穩定性的研發工作，主攻P系列移動工作站的工程研發。位于美國的羅利研發中心則與大和實驗室協同配合負責研發前的產品構思，并進行相關軟件的開發，而北京研發實驗室主要負責IdeaPad相關產品開發，保證24小時不間斷地為用戶需求進行持續創新。
根據實驗室工作人員的安排，整個參觀過程主要集中在四個實驗室區域，分別是位于大廈一層的魯棒性和耐久設計實驗室（Robustness and Durability Lab），二層的無線和音響設計實驗室（Wireless and Acoustic Design Lab）、耐久性設計實驗室（Durability Design Lab）以及電波和可靠性設計實驗室（EMC and Reliability Design Lab）。
千錘百煉，嚴格測試標準保證航天級品質
1.牢固設計實驗室
a.碰撞測試
根據工作人員介紹，碰撞測試主要模擬人在自然站立形態下，手中聯想P系列移動工作站掉落的場景，以驗證沖擊是否會對硬件造成傷害。據工作人員介紹大概每三秒會進行一次碰撞，此試驗會持續數小時，然后開機檢驗是否出現問題。
圖1 碰撞測試
b. 重壓測試
重壓測試通過在固定于試驗機的P系列移動工作站上放置金屬重物并讓其進行不規則振動，重現放入工作站以及其他物品后的背包狀態，通過模擬單體承受振動測試主板的承重能力。
圖2 重壓測試
圖3 查看測試后機器內部情況
c.低壓測試
低壓測試是通過模擬類似生活中飛機與高山上的低氣壓環境，測試低壓環境下P系列移動工作站的抗壓能力。
圖4 低壓測試
d. 鍵盤測試
鍵盤測試是模擬手指敲擊鍵盤，通過重復定點測試鍵盤力度、鍵程等參數，從而確定最佳的按鍵手感。
圖5 鍵盤測試
e. 粉塵測試
粉塵測試是通過沙子和纖維模擬現實中粉塵對P系列移動工作站可能造成的影響，確定粉塵進入工作站內部的分布情況，確定積累地點并檢測CPU在最大負荷下能否保證性能和散熱效果。
圖6 粉塵測試
f.自由落下測試/角落下測試
通過抬高至成人手持工作站的最高高度，對整機、側面、邊角分別進行跌落測試，查看工作站本身及數據的損失程度。
圖7 自由落下試驗/角落下試驗
2.無線和音響設計實驗室
a.無線天線設計及驗證
主要測試聯想P系列移動工作站的無線信號和天線性能，測量屏顯示黑白區域反映了對筆機器天線精度影響。
圖8 無線天線設計及驗證
b.半消聲室測試
重復進行與P系列移動工作站發出的音頻有關驗證，從控制數值性響度和控制令人感到不快的音頻兩個突破口進行各種各樣的測定，調整產品性能和舒適性。下圖所示房間四周布滿了三角錐型海綿則主要用于吸收電波反射信號。
圖9 房內為半消聲室
圖10 房外信號發射器
圖11 房外信號發射器（2）
3.耐久性設計實驗室
a.電波測試
模擬日常使用的手機電波對工作站可能造成的干擾，手持塑料板上的線圈發光顯示了肉眼看不見的電波，通過不斷對P系列移動工作站360°環繞測試確認是否會對工作站造成影響。
圖12 電波測試
b.靜電測試
電子設備產品有時候會遭受巨大的靜電打擊，靜電測試模擬10000V的電壓靜電對工作站可能造成的影響。
圖13 工作人員測試前佩戴絕緣手套
圖14 用電槍進行靜電測試
c.開合測試
分左手習慣和右手習慣頻繁的重復進行LCD面板的開關，驗證即使長時間的使用也不會在P系列移動工作站轉軸、LCD面板和基盤等部分發生問題。
圖15 開合測試
d.LCD動態壓力測試
模擬手指或掌心等多種尺寸的圓筒狀專用器具在數十個地方對LCD進行壓迫，確認是否會出現面板的物理破損，以及在顯示方面是否會出現問題。
圖16 LCD動態壓力測試
圖17 LCD動態壓力測試
e.承重測試
通過在閉合的機器上放置重物，測試工作站的絕對承重能力。
圖18 承重測試
4.電波和可靠性設計實驗室
a.電磁波測試
通過構建全封閉的半消聲電波暗室，確認從聯想P系列移動工作站發出的電波是否符合世界上的各項電波標準，同時確認這種電磁波是否對聯想P系列移動工作站本身裝備的用于無線通信的天線等其他功能帶來影響。
圖19 電磁波測試中的電波發射裝置
圖20 電磁波測試的電波顯示裝置
b.風扇使用測試
模擬CPU風扇長期使用后的運行情況，值得一提的是聯想模仿現實生活中對工作站可能造成的影響，采用變幻溫度和物理搖晃等方式大大縮短了測試需要等待的時間，據工作人員介紹可以將CPU數年后的狀況縮短到數天內實現。
圖21 風扇使用測試
當然，聯想P系列工作站測試內容遠不止上述這些，據工作人員介紹這里展示的僅是直觀的測試項目，部分測試內容由于不可間斷性無法對外開放。雖然在參觀過程中有些數據由于保密要求無法提供，但從給出的部分數據可以看出，每一道測試環節都會重復試驗并達到一定的時間標準，下面是公開的部分測試詳細數據：
震動測試：模擬震動沖擊三個小時（1000-2000赫茲）；
高溫測試：加熱到60°攝氏度的烤箱中烘烤四個小時；
低溫測試：制冷到-20°攝氏度的冷凍箱中四個小時；
熱沖擊測試：溫度在-20°至60°攝氏度波動，三次兩小時循環測試；
濕度測試：放置在95%循壞濕度的環境中240小時；
低氣壓（高海拔）測試：海拔15000英尺（4500米）環境中測試一小時；
機械沖擊測試：18次高加速和反復的脈沖振動；
灰塵測試：在灰塵環境中測試抵御能力。
持續創新，讓用戶隨時化創新靈感為現實
經過系統的測試內容參觀后，筆者一行人回到了三層的會議室，在這里聯想Think研發總監互井秀行先生向大家詳細介紹了聯想P系列移動工作站的前世今生，以及聯想是如何結合Think系列卓越的設計經驗和專業知識，將硬件創新貫穿在P系列移動工作站中，幫助航天工程為代表的中國企業進行研發設計，使研發過程更加靈活、高效。
圖22 聯想Think研發總監互井秀行先生進行介紹
互井秀行先生具有7年聯想P系列移動工作站，以及24年ThinkPad的研發經驗。他表示自2008年發布ThinkStation工作站品牌以來，聯想依托全球研發生產體系，將Think家族品質、創新、易用三大基因植入工作站這一全新商用領域。而隨著全球移動互聯的浪潮推動，設計者們希望不受限制地進行所有的遠程編輯工作，實現多地的設計協作，從而加快產品研發速度和內容創作流程。正是看到這種趨勢，聯想推出了高可靠性的移動工作站，并將其分為了兩大發展方向，一條是以P50、P70為代表的更加專業化的移動工作站，另一條是注重便攜能力的由W541和W550s演化而成的P50s和P40 Yoga。
圖23 聯想P系列移動工作站發展路線圖
接下來，互井秀行先生著重介紹了P50和P70工作站，他表示聯想P系列移動工作站中的P代表著professional、powerful和performance。聯想希望通過讓P系列移動工作站結合ThinkPad和ThinkStation的優勢，讓設計者擺脫地點的束縛，隨時隨地進行研發設計，化創新靈感為現實。
圖24 15寸屏幕的P50和17寸的P70
互井秀行先生表示為了提升P系列移動工作站的可靠性和高效性，大和實驗室不斷的通過硬件創新，提升用戶的使用體驗。例如在散熱方面，聯想獨家研發了Flex Performance Cooling技術，通過對CPU和GPU分別安裝兩個風扇并建立共享機制，提升工作站的散熱效率。互井秀行先生解釋由于工作站平時應用中CPU和GPU同時工作的場景并不多，例如我們在進行CAD設計時主要就是GPU在工作，此時通過聯想的Flex Performance Cooling建立了CPU和GPU風扇的協同工作，可以將氣流抽送到另外一邊，加快機器內部的熱流通，實踐證明在45W的環境下它的散熱效果能夠加快10.3%。
圖25 聯想Flex Performance Cooling技術
在電源管理上，互井秀行先生介紹根據用戶的反饋，移動工作站進行電池使用時會大大降低CPU和GPU的應用性能。對此，聯想攜手英特爾創新推出了動態電池電力供應技術。例如在無外接電源使用電池時，P系列移動工作站可以對CPU和GPU進行電能供應進行動態調優，針對工作環境監測保證GPU達到55W及以上的能源供應。如果GPU沒有工作，則CPU的電能會自動從10W上升至45W，滿足CPU的高效運轉。
圖26 聯想動態電池電力供應技術
在互井秀行先生看來，聯想的創新還體現在設計細節上，例如常規的風扇葉片是等距離的，轉動起來會產品較大的噪音并且聽起來很刺耳。對此，聯想通過精密計算設計不等距的葉片排列，使噪音的峰值劃分為許多個細小的波峰，達到了人耳近乎聽不到的噪音標準，提升了用戶體驗。
圖27 聯想不等距風扇葉片降噪技術
最后，互井秀行先生為大家總結了聯想P系列移動工作站的測試項目，并介紹了聯想在石油天然氣、醫療和科學、工程建設、數字娛樂、金融等各行業的應用和典型客戶。通過基于對客戶和市場全面深入的了解，聯想工作站總能提供最適合行業應用和市場發展的產品，以高可靠性和高效性幫助客戶創造價值，同時推動了整個工作站行業的發展。
圖28 聯想工作站在各行業的應用和典型客戶
小結
對于航空航天而言，容不得半點妥協與馬虎，前蘇聯宇航員科馬洛夫就是因為一個小數點的疏忽而導致降落傘失靈，最終釀成飛船爆炸的悲劇。作為中國航天工程的研發設計硬件基礎，聯想一直將打造航天級品質工作站作為自身的核心目標，這次參觀筆者也可以清晰的感受到大和實驗室對于聯想P系列移動工作站一絲不茍的測試態度和嚴格的測試標準。根據IDC的數據顯示，2016年第二季度聯想工作站在中國區市場份額排名第一，達到37.4%的市場份額，相信這也是用戶對聯想航天級品質的一種認可。未來，聯想將秉承中國航天精神，為包括航天工程在內的各行各業提供專業可靠、性能強勁的工作站產品。
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本文標題：探尋聯想P系列移動工作站的航天品質
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