硬件服务器相关知识.ppt
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1、服务器,服务器类型,1.按应用层次划分为入门级服务器、工作组级服务器、部门级服务器和企业级服务器四类。(1)入门级服务器(2)工作组级服务器(3)部门级服务器(4)企业级服务器,2.按服务器的处理器架构(也就是服务器CPU所采用的指令系统)划分把服务器分为CISC架构服务器、RISC架构服务器和VLIW架构服务器三种。(1)CISC架构服务器(2)RISC架构服务器(3)VLIW架构服务器,3.按服务器按用途划分为通用型服务器和专用型服务器两类。(1)通用型服务器(2)专用型服务器,4.按服务器的机箱结构来划分,可以把服务器划分为“台式服务器”、“机架式服务器”、“机柜式服务器”和“刀片式服务
2、器”四类。(1)台式服务器(2)机架式服务器(3)机柜式服务器(4)刀片式服务器,服务器内部主要部件,服务器配件之CPU篇,一、CISC型CPU,CISC是英文“Complex Instruction Set Computer”的缩写,中文意思是“复杂指令集”,它是指英特尔生产的x86(intel CPU的一种命名规范)系列CPU及其兼容CPU(其他厂商如AMD,VIA等生产的CPU),它基于PC机(个人电脑)体系结构。这种CPU一般都是32位的结构,所以我们也把它成为IA-32 CPU。(IA:Intel Architecture,Intel架构)。CISC型CPU目前主要有intel的服务
3、器CPU和AMD的服务器CPU两类。(1)intel的服务器CPU(2)AMD的服务器CPU,Intel生产的CPU,Intel现在生产的CPU中,Pentium 4(奔腾4)和Celeron(赛扬)是面向PC的,Xeon(至强)、XeonMP和Itanium(安腾)是面向工作站和服务器的。其中Itanium是与其他CPU完全不同的64位CPU,设计时并没有考虑用于现有的Windows应用。其他的处理器虽然在最高工作频率、FSB(前端总线频率)和缓存容量等方面各有不同,但内部设计基本相同,同时可保证软件兼容。Pentium 4(Celeron)和Xeon(至强)的最大差别是Xeon能构建多处理
4、器系统,而P4不行。P4组建的系统中只能用一个CPU,Xeon可以用2块CPU组建双处理器系统,而Xeon MP可以用4块以上CPU组建系统。“MP”也就是“Multi Processing Platform”(多处理器平台)。P4(奔腾4)用478针封装,Xeon(至强)用604针封装。,AMD生产的CPU,AMD(=Advanced Micro Devices 超微半导体)成立于 1969 年,总部位于加利福尼亚州桑尼维尔。AMD 羿龙(Phenom)真正的四核处理系统 AMD 速龙(Athlon64)阿斯龙 64 台式电脑用户 AMD 双核速龙(Athlon642)更高的多任务性能 AM
5、D 皓龙(Operon)单核和双核技术AMD 炫龙 64(Turion64)笔记本用户AMD 闪龙(Sempron)出色的性价比 AMD 毒龙(Duron)处理器 AMD 雷鸟(Thunderbird)处理器,二、RISC型CPU,RISC(reduced instruction set computer)精简指令集计算机采用RISC指令的CPU主要有以下几类:(1)PowerPC处理器(2)SPARC处理器(3)PA-RISC处理器(4)MIPS处理器(5)Alpha处理器,PowerPC处理器,二十世纪九十年代,IBM(国际商用机器公司)、Apple(苹果公司)和Motorola(摩托罗拉
6、)公司开发PowerPC芯片成功,并制造出基于PowerPC的多处理器计算机。PowerPC架构的特点是可伸缩性好、方便灵活。第一代PowerPC采用0.6微米的生产工艺,晶体管的集成度达到单芯片300万个。1998年,铜芯片问世,开创了一个新的历史纪元。2000年,IBM开始大批推出采用铜芯片的产品,如RS/6000的X80系列产品。铜技术取代了已经沿用了30年的铝技术,使硅芯片多CPU的生产工艺达到了0.20微米的水平,单芯片集成2亿个晶体管,大大提高了运算性能。而1.8V的低电压操作(原为2.5V)大大降低了芯片的功耗,容易散热,从而大大提高了系统的稳定性。,IBM的Power4 CPU
7、和Power4+。在采用Power4 CPU的p690高端机型上,其中几项技术是最引人注目的:一是铜导线、SOI、双核、四芯片封装代表的CPU设计技术;二是片内二级缓存、片外三级缓存、CPU内置SMP支持、板间CC-NUMA互连组成的多级内存结构;三是AIX 5.1/5.2操作系统,它代表了64位内核、分区、支持Linux界面、海量文件系统等操作系统技术。Power 4有很多先进的特性:专为SMP处理进行了优化;将处理器技术与进程技术、封装和微架构相结合,设计了从处理器到内存和I/O桥接芯片的整个系统,提高了整体性能;Power4+芯片是Power4系列芯片的0.13微米版本,Power4系列
8、芯片是采用0.18微米技术制作的。据IBM公司介绍,Power4+芯片的尺寸比Power4芯片小35%,面积是267平方毫米,拥有1.84亿个晶体管,内置1.5MB L2缓存和32MB L3缓存,运行速度为1.2GHz至1.45GHz。1.2GHz芯片的耗电量是70瓦。,SPARC处理器,1987年,SUN和TI公司合作开发了RISC微处理器SPARC。SPARC微处理器最突出的特点就是它的可扩展性,这是业界出现的第一款有可扩展性功能的微处理。在64位UltraSPARC III处理器方面,SUN公司主要有3个系列。首先是可扩展式s系列,主要用于高性能、易扩展的多处理器系统。目前UltraSP
9、ARC IIIs的频率已经达到750MHz。还有UltraSPARC s和UltraSPARC s等型号。其中UltraSPARC s的频率为1GHz,UltraSPARC s则为1.5GHz。SPARC基于Sun第二代64位SPARC V9结构,为了实现高性能的设计目的,UltraSPARC结合了新的结构特性来降低延迟。内部64位的数据寻址能力使处理器、应用和操作系统可以充分利用更大的存储容量,大容量2级缓存和内置的存储控制器设计则可以降低数据的延迟。,PA-RISC处理器,HP(惠普)公司的RISC芯片PA-RISC于1986年问世。第一款芯片的型号为PA-8000,主频为180MHz,后
10、来陆续推出PA8200、PA-8500和PA-8600等型号。HP公司开发的64位微处理器PA-8700于2001年上半年正式投入服务器和工作站的使用。HP公司陆续推出PA-8800和PA-8900处理器,其主频分别达到1GHz和1.2GHz。RA-RISC同时也是IA-64的基础。在未来的IA-64芯片中,会继续保持许多PA-RISC芯片的重要特性,包括PA-RISC的虚拟存储架构、统一数据格式、浮点运算、多媒体和图形加速等。,MIPS处理器,MIPS技术公司是一家设计制造高性能、高档次及嵌入式32位和64位处理器的厂商,在RISC处理器方面占有重要地位。1999年,MIPS公司发布MIPS
11、32和MIPS64架构标准,为未来MIPS处理器的开发奠定了基础。新的架构集成了所有原来NIPS指令集,并且增加了许多更强大的功能。MIPS公司陆续开发了高性能、低功耗的32位处理器内核(core)MIPS324Kc与高性能64位处理器内核MIPS64 5Kc。2000年,MIPS公司发布了针对MIPS32 4Kc的版本以及64位MIPS 64 20Kc处理器内核。,Alpha处理器,Alpha处理器最早由DEC公司设计制造,在Compaq(康柏)公司收购DEC之后,Alpha处理器继续得到发展,并且应用于许多高档的Compaq服务器上。1998年,推出新型号21264,当时的主频是600MH
12、z。目前较新的21264芯片主频达到1GHz,工艺为0.18mm。在该芯片具有完善的指令预测能力和很高的存储系统带宽(超过1GB/s),并且其中增加了处理视频信息的功能,其多媒体处理能力得到了增强。,服务器配件之内存篇,服务器内存也是内存(RAM),它与普通PC(个人电脑)机内存在外观和结构上没有什么明显实质性的区别,主要是在内存上引入了一些新的特有的技术,如ECC、ChipKill、热插拔技术等,具有极高的稳定性和纠错性能。,(1)ECC,在普通的内存上,常常使用一种技术,即Parity,同位检查码(Parity check codes)被广泛地使用在侦错码(error detectionc
13、odes)上,它们增加一个检查位给每个资料的字元(或字节),并且能够侦测到一个字符中所有奇(偶)同位的错误,但Parity有一个缺点,当计算机查到某个Byte有错误时,并不能确定错误在哪一个位,也就无法修正错误。,基于上述情况,产生了一种新的内存纠错技术,那就是ECC,ECC本身并不是一种内存型号,也不是一种内存专用技术,它是一种广泛应用于各种领域的计算机指令中,是一种指令纠错技术。ECC的英文全称是“Error Checking and Correcting”,对应的中文名称就叫做“错误检查和纠正”,从这个名称我们就可以看出它的主要功能就是“发现并纠正错误”,它比奇偶校正技术更先进的方面主要
14、在于它不仅能发现错误,而且能纠正这些错误,这些错误纠正之后计算机才能正确执行下面的任务,确保服务器的正常运行。,(2)Chipkill,Chipkill技术是IBM公司为了解决目前服务器内存中ECC技术的不足而开发的,是一种新的ECC内存保护标准。我们知道ECC内存只能同时检测和纠正单一比特错误,但如果同时检测出两个以上比特的数据有错误,则一般无能为力。目前ECC技术之所以在服务器内存中广泛采用,一则是因为在这以前其它新的内存技术还不成熟,再则在目前的服务器中系统速度还是很高,在这种频率上一般来说同时出现多比特错误的现象很少发生,正因为这样才使得ECC技术得到了充分地认可和应用,使得ECC内存
15、技术成为几乎所有服务器上的内存标准。,(3)Register,Register即寄存器或目录寄存器,在内存上的作用我们可以把它理解成书的目录,有了它,当内存接到读写指令时,会先检索此目录,然后再进行读写操作,这将大大提高服务器内存工作效率。带有Register的内存一定带Buffer(缓冲),并且目前能见到的Register内存也都具有ECC功能,其主要应用在中高端服务器及图形工作站上,如IBM Netfinity 5000。,服务器配件之硬盘篇,现在的硬盘从接口方面分,可分为IDE硬盘与SCSI硬盘(目前还有一些支持PCMCIA接口、IEEE 1394接口、SATA接口、USB接口和FCAL
16、(FibreChannelArbitrated Loop)光纤通道接口的产品,但相对来说非常少);IDE硬盘即我们日常所用的硬盘,它由于价格便宜而性能也不差,因此在PC上得到了广泛的应用,目前个人电脑上使用的硬盘绝大多数均为此类型硬盘。另一类硬盘就是SCSI硬盘了(SCSI即Small Computer System Interface小型计算机系统接口),由于其性能好,因此在服务器上普遍均采用此类硬盘产品,但同时它的价格也不菲,所以在普通PC上不常看到SCSI的踪影。,同普通PC机的硬盘相比,服务器上使用的硬盘具有如下四个特点。,1、速度快 15000rpm 它还配置了较大(一般为1MB-1
17、6MB)的二级缓存;平均访问时间比较短;外部传输率和内部传输率更高,采用Ultra Wide SCSI、Ultra2 Wide SCSI、Ultra160 SCSI、Ultra320 SCSI等标准的SCSI硬盘,每秒的数据传输率分别可以达到40MB、80MB、160MB、320MB。,2、可靠性高 因为服务器硬盘几乎是24小时不停地运转,承受着巨大的工作量。可以说,硬盘如果出了问题,后果不堪设想。所以,现在的硬盘都采用了S.M.A.R.T技术(自监测、分析和报告技术),同时硬盘厂商都采用了各自独有的先进技术来保证数据的安全。为了避免意外的损失,服务器硬盘一般都能承受300G到1000G的冲击
18、力。,3、多使用SCSI接口 多数服务器采用了数据吞吐量大、CPU占有率极低的SCSI硬盘。SCSI硬盘必须通过SCSI接口才能使用,有的服务器主板集成了SCSI接口,有的安有专用的SCSI接口卡,一块SCSI接口卡可以接7个SCSI设备,这是IDE接口所不能比拟的。,4、可支持热插拔 热插拔(Hot Swap)是一些服务器支持的硬盘安装方式,可以在服务器不停机的情况下,拔出或插入一块硬盘,操作系统自动识别硬盘的改动。这种技术对于24小时不间断运行的服务器来说,是非常必要的。,服务器配件之机箱篇,温度:如何冷却机箱内部组件?风扇(通常来自于电源)应该直接吹向或吹过处理器。扩展能力:选择一个具有
19、足够空间的机箱,以备网络扩充之用。确定具有足够的空间来增 添更多的硬盘和其它外设。检查一下机箱内部,以确保没有锋利的边缘。将来升级时,这对技术人员的安全和防止线缆意外被切断都是十分重要的。机箱还应使维护人员能够轻松地接触到内部组件,以备将来升级或故障排除。安全性:因为您的服务器将保存重要的文件和网络上更昂贵的物品,因此要考虑安全性问题。服务器机箱应该能够上锁,以防止非法拆卸。认证:选择具有满足您所在环境要求证书的机箱和电源。典型的认证有FCC、UL和CE。,塔式机箱 PK 机架式机箱,塔式服务器 优点,塔式服务器的机箱比较大,服务器的配置也可以很高,冗余扩展更可以很齐备,所以它的应用范围非常广
20、,应该说目前使用率最高的一种服务器就是塔式服务器。我们平时常说的通用服务器一般都是塔式服务器,它可以集多种常见的服务应用于一身,不管是速度应用还是存储应用都可以使用塔式服务器来解决。,塔式服务器 缺点,就使用对象或者使用级别来说,目前常见的入门级和工作组级服务器基本上都采用这一服务器结构类型,一些部门级应用也会采用,不过由于只有一台主机,即使进行升级扩张也有个限度,所以在一些应用需求较高的企业中,单机服务器就无法满足要求了,需要多机协同工作,而塔式服务器个头太大,独立性太强,协同工作在空间占用和系统管理上都不方便,这也是塔式服务器的局限性。,机架式服务器,机架服务器的宽度为19英寸,高度以U为
21、单位(1U=1.75英寸=44.45毫米),通常有1U,2U,3U,4U,5U,7U几种标准的服务器。机柜的尺寸也是采用通用的工业标准,通常从22U到42U不等;机柜内按U的高度有可拆卸的滑动拖架,用户可以根据自己服务器的标高灵活调节高度,以存放服务器、集线器、磁盘阵列柜等网络设备。服务器摆放好后,它的所有I/O线全部从机柜的后方引出(机架服务器的所有接口也在后方),统一安置在机柜的线槽中,一般贴有标号,便于管理。,机架式服务器因为空间比塔式服务器大大缩小,所以这类服务器在扩展性和散热问题上受到一定的限制,配件也要经过一定的筛选,一般都无法实现太完整的设备扩张,所以单机性能就比较有限,应用范围
22、也比较有限,只能专注于某一方面的应用,如远程存储和Web服务的提供等,但由于很多配件不能采用塔式服务器的那种普通型号,而自身又有空间小的优势,所以机架式服务器一般会比同等配置的塔式服务器贵上20-30%。,刀片服务器,刀片服务器是一种HAHD(High Availability High Density,高可用高密度)的低成本服务器平台,是专门为特殊应用行业和高密度计算机环境设计的。其中每一块刀片实际上就是一块系统主板。它们可以通过本地硬盘启动自己的操作系统,如Windows NT/2000、Linux、Solaris等等,类似于一个个独立的服务器。在这种模式下,每一个主板运行自己的系统,服务
23、于指定的不同用户群,相互之间没有关联。不过可以用系统软件将这些主板集合成一个服务器集群。由于每块刀片都是热插拔的,所以,系统可以轻松地进行替换,并且将维护时间减少到最小。,展示机架式服务器,首先我们来看看这台1U机架式服务器的前部面板,在机架式服务器的前部面板一般都包括前置控制模块区域、硬盘区域和光驱区域三个部分。有些服务器还会配置软驱设备。,硬盘区域,大部分机架服务器的硬盘都是前置式的,连接到SCSI控制器当中。SCSI硬盘可以支持在线热插拨,目前市场上的厂商在设计机架式服务器时都会为硬盘设计一个开关,在折卸硬盘时我们只需轻轻扣动开关,将开关打开后就可以将硬盘抽出。,硬盘,这台机架式服务器提
24、供了两块Ultra 320 SCSI接口硬盘,不同配置的机架式服务器的标准配置都不一样。在服务器上,由于需要非常高的存储性能,普通的IDE硬盘根本不能满足这样的需求,而SCSI接口硬盘与IDE硬盘相比,具有读写速度更快、寻道时间更短、数据缓存更大等优点,被广泛的应用于服务器当中,目前的主流SCSI硬盘都采用了Ultra 320 SCSI接口,能提供320MB/s的接口传输速度。,光驱,在这款机架式服务器上,配置了LG Slimline CD-ROM光驱,在1U的机架式服务器当中,一般都会使用这种窄边设计的光驱,因为如果是使用普通的光驱,是无法满足机箱的空间大小的。,CPU及风扇部分,大部分的机
25、架式服务器都采用的是CPU散热片与风扇分离的设计,服务器CPU散热片通常使用的都是散热性能更好的铜质材料,万全 R510 5112 采用Intel Xeon处理器,标称可以达到2400MHz的主频,左侧位置配置了两块涡轮CPU风扇。,CPU,内存,电源,后部面板,服务器配件之电源篇,目前常见的服务器电源标准是ATX和SSI两种。一般来说,ATX标准使用较普遍,适用于桌面PC机、工作站、低端服务器。SSI标准则刚出台不久,是专为服务器定制的,适用于为高、中、低端服务器。,航嘉LW-8388S,这款产品的定位十分明确,就是“小型网络服务器电源”。LW-8388S这款电源想必很多人都知道,受到众多发
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