去年我家被雷击损坏了很多设备,那些产品已经陆陆续续拆解完毕,今天将拆解的是QNAPTS-328。这款产品是我在2019年1月以169.99美元的折扣价购得的,并于次年9月正式投入使用。这里再次引用我在2020年12月首次详细评测TS-328时分享的库存照片(尺寸为5.59英寸(高)×5.91英寸(宽)×10.24英寸(长),不含硬盘的净重为3.62磅):
第二张照片中,NAS(网络附属存储设备)被侧放在左侧以供展示,正常情况下,硬盘是侧放的。
现在,像往常一样,我们来看一下今天拆解对象的真实照片,并附上一枚直径0.75英寸(19.1毫米)的1美分硬币,以便进行尺寸比较。正面(左侧是各种状态和活动LED,下方是电源和USB复制按钮,后者集成了一个USB 3.0接口,用于连接外部存储设备):
顶部:
左侧:
右侧:
背面,左上方是风扇,左下方是Kensington安全锁孔,“全频”系统扬声器(与PCB蜂鸣器相对,稍后您会看到)位于其右侧,右侧从上到下依次是嵌入式重置开关、用户手册中未记录详细信息的“维护端口”、音频线路输出插孔、两个RJ45千兆以太网端口、并排的USB2.0(左)和3.0(右)连接器以及电源输入:
最后,但同样重要的是底部:
这是外部电源(似乎仍然可以正常使用):
您可能已经注意到NAS后面板上的三个一字螺钉就是我们进入内部的入口:
看一下:
您在这里看到的是右侧外壳的内部,NAS的正面位于照片的右侧:
以下是NAS内部结构的详细展示,设备已倾斜至左侧,俯视安装在左侧内部的主PCB:
这是内部的另一个视角,NAS仍然处于侧面:
另外三张NAS恢复“正常”方向的视图。顶部:
底部:
和前面:
事实证明,此设计中有两块PCB,主PCB我们已经看见了,另一块与HDD“笼子”背面的三个SATA连接器相关:
现在要拆下这个“笼子”,需要卸下七颗螺丝,顶部和底部各两颗:
另外还有三个通常拧在后面板上:
将它们移除后,剩下的就是拆开两个PCB之间连接的两部分:
并且“笼子”(仍然连接着PCB)现在处于自由状态:
还需要拧下四颗螺丝,才能将PCB从支架上拆下来:
任务完成:
注意到这个矩形金属区域上有什么看起来像腐蚀的东西吗?
我用指甲都没能把它刮下来,而且相信我,这台NAS从未暴露在潮湿的环境中,所以它没有生锈。我不知道它是被雷击留下的痕迹,还是(我怀疑)因为在一个狭小的机箱里长期暴露在三个高速运转、发热严重的硬盘中所导致。
底部的主要IC是ASMedia ASM1062 PCI转SATA桥接器和SATA控制器,考虑到PCB的功能,这并不令人意外。话虽如此,我还是有些惊讶,因为ASM1062据称只支持“两个串行ATA 6Gbps端口”,但在这个设计中显然是有三个SATA连接器(因此是三个SATA端口)。各位读者有什么想法吗?
ASM1062的左下角是一块Macronix 25L4006E 4Mbit串行接口(准确地说是SPI)NOR闪存。考虑到25L4006E的容量较小,而且它位于PCI接口的另一侧,与主CPU隔着一条缝隙(你可能在之前的照片中已经瞥见过CPU的散热器),我推测它只存储了ASM1062的固件,而不是整个系统。而且,它也不是HDD内容的NVM缓存……
这块PCB的另一面,除了一大堆看起来像是腐蚀的东西外,就没什么特别之处了。考虑到这面更容易直接暴露在硬盘散发的热量下,再加上NAS报废后硬盘仍然能正常工作,我关于变色腐蚀原因的推测似乎更加站得住脚了。
现在来看看主系统PCB(有更多的腐蚀!):
在深入研究之前,先来看一些PCB板仍安装在机箱内的前部特写照片,显示了从LED到前面板指示灯的布局,以及USB3端口和开关组件:
在之前的概览照片中,你可能看见了五个用红色标记的螺丝头(大概是为了让公司知道,如果用户拆卸后保修失效)。可惜的是,拆掉它们后,PCB板并没有移动。不过,我注意到保修标签的一角有一个凸起:
狡猾的QNAP。非常狡猾!
这进一步让PCB松动了,但我仍然无法将其完全从周围的金属支架上拆下,因此我又卸下了那四个螺丝:
越来越近了:
最后,在将其从上方的复杂多线束中分离出来后(回想起来,这可能是在最初的六个螺钉拆除过程之后将其卡在原位的原因):
PCB终于自由了:
在深入探讨之前,先简单说一下:让我们仔细看看后面板的内部,在下图中,它从“正常”位置旋转了90°。左边是系统风扇,右边是扬声器的安装支架:
卸下固定安装支架的两颗螺丝:
这就是换能器!
回到PCB。你可能已经从之前的概览图中注意到了,背面没什么特别值得注意的地方……除非你对焊点(或腐蚀斑块)感兴趣。不过,正面则很有趣,这是最右边:
沿着右侧边缘,从上到下依次是:嵌入式重置开关、神秘的“维护端口”、音频线路输出插孔、两个RJ45千兆以太网端口、并排的USB2.0和3.0接口以及电源输入接口。左下方是黑色接口,原本与SATA PCB接口匹配。最右侧上方的两个灰白色接口分别连接扬声器(两针)和风扇(四针)。奇怪的是,你可能已经注意到,法拉第笼右上角正上方的另一个四针接口似乎在这个系统设计中没有被使用。
说到法拉第笼:
上面还有一个看似没用过的连接器,八针,黑色。左上角的IC,我猜是主系统固件所在的地方,它是一个东芝(现为铠侠)的THGBMNG5D1LBAIL 4 GB eMMC NAND闪存模块。
再次向左移动……
最左边是之前提到的PCB“蜂鸣器”,它上面是伟诠电子的WT61P803,这似乎是一款针对电源管理进行了优化的微控制器。再上面是另一个未安装的四针连接器。蜂鸣器右边是RTC(又名CMOS)电池(顺便说一句,我确认NAS故障后电池还能用,但还是换了,但这并没有什么用……有时电池没电也会影响系统启动)。
我们把散热器拆下来吧?尖嘴钳就搞定了:
该系统CPU是一款基于64位ArmCortex-A53四核1.4GHz集群的Realtek RTD1296,现已公开展示。
在法拉第笼的其余部分下面:
有四块三星K4A4g165We BCRC 4Gbit DDR4-2400 SDRAM,共同构成了NAS的2GB系统易失性存储器:
最后,我将用几张PCB末端照片来结束本文:
那么雷击后,是什么导致NAS发生故障?正如我在过去对QNAPTS-328的测评中提到的那样,这款NAS没有特别出色的长期可靠性记录,因此,它可能只是巧合地选择了在那个时间点失效,例如由于PCB上某些组件长期受热导致故障。但考虑到当时它已经可靠地运行了快四年,还是很难忽视雷击造成的损害。
我不认为直流电源输入是故障点,因为PSU似乎仍能正常工作。物理连接到NAS的唯一其他东西是其上方的千兆以太网端口,我敢打赌,那才是致命点。后续的非正常运行特征(例如,每次启动时系统风扇短暂抖动)让我联想到一台CPU出现故障的PC,毕竟,从根本上说,NAS就是一台功能定制、基于Arm和Linux的计算机。虽然我无法在线找到Realtek RTD1296的详细数据表,但我找到的概述信息反复提到双端口千兆以太网支持,这表明RTD1296至少集成了MAC层,为所分析的故障原因提供了可能。
你同意我的猜测吗?我的分析中还有什么让你印象深刻的地方吗?欢迎在评论区分享你的想法!
(原文刊登于EDN美国版,参考链接:Analyzing a lightning-zapped NAS,由Ricardo Xie编译)