伺服器穩定度要求 – 振動與機械衝擊
你是否也曾好奇，我們每天上網瀏覽與存取的海量資料，是存放在哪裡或是用什麼樣的方式儲存的呢？
每天有數十億的網路使用者，不斷的產生資料並存放在雲端中，這些資料是由提供儲存服務的公司或平台，儲存在擁有上百萬個硬碟的資料中心裡。而用於存儲和處理數據的計算機硬體設備-伺服器，通常會被安裝在機架上，並且需要長時間運行，而裡面的硬碟和個人電腦上的硬碟相似，只是體積更大、數量更多。實際上，在Server資料運算中心裡，多個硬碟是上下疊放並排列在伺服器機架(Chassis，又稱機箱、機殼)內，而多個機架通常會放置在一個機櫃(Cabinet)中，資料中心內則有很多個機櫃堆疊而成，這些設備組合起來的場所，就是每天讓網路用戶從遠端存取硬碟內資料的重要地方。
然而，要保持這些設備的運動，除了日常維護之外，還要特別小心「振動」帶來的影響！硬碟對振動非常敏感，一個小幅度的振動可能就會大大損壞硬碟。整個硬碟的儲存單元有三個主要的潛在振動源因子，有可能導致硬碟效能損失：
- 冷卻用風扇的聲音負載
- 儲存單元上的風扇振動的負載(透過機架傳遞所產生的振動與共振)
- 硬碟本身的振動負載
任何對於振動問題的研究，都是關於如何定義激振 (excitation) 、系統 (system) 以及響應 (response)，並研究三者之間的關係。激振就是產生作用力以及能量的來源，響應是我們關心的設備位置在受到激振作用後的振動反應，系統則是從激振到響應之間力學波經過的物體範圍所在。
舉例來說，伺服器內的硬碟在承受特定頻率下過大的Rotational Vibration時，效能會大幅下降。在這樣的問題中，風扇是激振源，硬碟與機殼連接處的振動反應是響應，至於機殼及相關連接件就是系統。舉例來說，設計伺服器機殼機構的人，會想要知道他的設計安裝上散熱風扇後，硬碟安裝處的rotational vibration響應特性是如何，是不是在某些頻率下，振幅會有過大的情形。
因此，為確保伺服器可以在各種極端環境下正常運行，需要進行一系列相關的可靠度測試或耐久性測試,其中包含了Vibration Test以及 Mechanical Shock Test。
- Vibration Test：是指將伺服器暴露在不同頻率和振幅的機械振動中，以模擬實際工作環境中可能出現的振動環境。這可以幫助確定伺服器是否能夠在這樣的環境下正常運行，並且是否會對硬體組件造成損壞或故障。
- Mechanical Shock Test：是指將伺服器暴露在突然的衝擊力下，以測試其是否能夠承受意外的撞擊或摔落。這可以幫助確定伺服器是否能夠在運輸過程中承受物流公司的操作，以及在實際使用過程中是否能夠承受不同程度的衝擊。如果一個伺服器安裝在一個不穩定的地方，比如一個顛簸的車輛上，那麼它就有可能因為振動而出現故障。此外，如果伺服器遭受過強烈的衝擊，比如被撞擊或摔落，也可能導致它出現異常。
若Server未通過振動測試 & 機械衝擊，可能會導致以下影響：
- 故障率增加：振動可能會造成服務器內部部件鬆動或損壞，導致服務器故障率增加。
- 性能下降：振動還可能影響服務器的性能，如:硬碟讀取速度、網絡連接穩定性等，可能對服務器的工作質量產生負面影響。
- 降低安全性：振動可能造成設計不好的連接器或插頭鬆動，可能導致電路短路或是造成內部資料損毀。
- 系統故障：外部衝擊可能會導致伺服器組件損壞，進而影響整個系統的運作，甚至導致系統故障。
客製化測試設備與相關運用介紹：VS-4000VH 振動試驗機
– 可承載高重量、容納大體積、執行較嚴苛的測試條件
- 振動平台承載尺寸 ：
- 垂直輔助振動平台: 尺寸：700×1000 mm
- 水平振動滑台尺寸: 700×1200 mm
* 額定正弦峰值力： 40000 N ( 4000kgf )
* 額定隨機激振力： 40000 Nrms
* 頻率範圍： 1 – 2800 Hz
* 最大位移 (振幅)： 51 ㎜ (PEAK – PEAK)
* 最大速度： 2m/s ( PEAK )
* 空載加速度： 100 G ( PEAK )
- 基本測試項目包含：
- Random Vibration Test
- Sinusoidal Vibration test
- Mechanical Shock Test
- 相關的測試經驗：
- Server : [產品可靠度評估] 在不同加速度與頻率的環境或是受到一個強烈的衝擊下，評估伺服器運轉效能、各項零組件的性能、外觀與內部有無損壞。
- 功能檢測：
執行完測試後，確認是否還能正常開關機與運作tool。 - 接受振動與衝擊過程中的性能測試類別：
Network Function Check/ HDD Read/ Write Speed、CPU/ Disk/ Memory
- 外觀檢視：Six Faces
- 產品弱點：
藉由振動測試或衝擊測試我們可以找出在這樣的應力條件下，會對此產品外觀/內部造成怎麼樣的影響，並找出產品的弱點。
- 加速規安裝 :
也可以藉由在產品外部/內部安裝加速規，用於檢測其DUT在做振動/衝擊測試時的共振影響及所受的衝擊力量大小。
VS-4000-VH型振動機可同時執行
- Vibration Test
- Mechanical Shock Test，
以振動機模擬的Mechanical Shock Test可以針對重量較輕的樣品、G值較小的條件來執行測試。若樣品屬於高重量如Server等，且測試G值較大，百佳泰也有專門的機械衝擊機800S，來滿足這些高重量樣品及高G值的測試條件，當然，對於各種測試波型、G值、持續時間與各種規範也能進行客製化調整。
結語：
百佳泰在伺服器領域擁有多元的測試經驗、專業的測試能力、客製化的測試服務，協助客戶找出在不同的振動/衝擊環境下，伺服器可能造成的突發性或常態性問題，進而找出產品的弱點並協助完善整體製程並滿足客戶的需求。
透過百佳泰的專業測試驗證與解決方案，我們將協助您及早發現產品潛在問題，將其作為未來產品在改版更新時的重要依據。更多相關認證測試問題，歡迎聯繫百佳泰。
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