做事器硬件根本常识

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一、做事器的基本观点

做事器是打算机的一种，是网络中为客户端打算机供应各种做事的高性能的打算机；

做事器硬件根本常识做事器硬件根本常识互联通信

做事器在网络操作系统的掌握下，将与其相连的硬盘、磁带、打印机及昂贵的专用通讯设备供应给网络上的客户站点共享，也能为网络用户供应集中计算、信息发布及数据管理等做事。

（图片来自网络侵删）

做事器英文名称为Server。

２、做事器按处理器架构分类

X86架构做事器

RISC架构做事器

EPIC架构做事器（IA-64）

1）X86架构做事器

IA－32、x86－32、x86－64都属于x86，即英特尔的32位x86架构，x86－64是AMD在其最新的Athlon 64处理器系列中采取的新架构，但这一处理器根本架构还是IA－32（因英特尔的x86架构并未申请专利保护，以是绝大多数处理器厂商为了保持与Intel的主流处理器兼容，都不得不采取这一x86架构），只是在此架构根本之上作了一些扩展，以支持64位程序的运用，进一步提高处理器的运算性能。

2）RISC架构做事器

RISC的英文全称为“Reduced Instruction Set Computing”，中文即“精简指令集”，它的指令系统相对大略，它只哀求硬件实行很有限且最常用的那部分指令，大部分繁芜的操作则利用成熟的编译技能，由大略指令合成。
目前在中高档做事器中普遍采取这一指令系统的CPU，特殊是高档做事器全都采取RISC指令系统的CPU，并且此类做事器都采取UNIX操作系统。
在中高档做事器中采取RISC指令的CPU紧张有Compaq（康柏，即新惠普）公司的Alpha、HP公司的PA-RISC、IBM公司的Power PC、SGI公司的MIPS和SUN公司的Sparc。

3）IA-64

EPIC（Explicitly Parallel InstructionComputers，精确并行指令打算机）。
Intel采取EPIC技能的做事器CPU是安腾Itanium。
它是64位处理器，也是IA－64系列中的第一款。
在Intel采取了X86指令集之后，它又转而寻求更前辈的64-bit微处理器，Intel这样做的缘故原由是，它们想摆脱容量巨大的x86架构,从而引入精力充足而又功能强大的指令集，于是采取EPIC指令集的IA-64架构便出身了。
IA-64在很多方面来说，都比x86有了长足的进步。
打破了传统IA32架构的许多限定，在数据的处理能力，系统的稳定性、安全性、可用性、可管理性等方面得到了打破性的提高。
IA-64微处理器最大的毛病是它们缺少与x86的兼容。

３、做事器按功能运用分类

域掌握做事器（Domain Server）

文件做事器（File Server）

打印做事器（Print Server）

数据库做事器（Database Server）

邮件做事器（E-mail Server）

Web做事器（Web Server）多媒体做事器（MultimediaServer）

通讯做事器（Communication Server）

终端做事器（Terminal Server）

根本架构做事器（Infrastructure Server）

虚拟化做事器（Virtualization Server）

目前的技能来说，这些功能划分为逻辑形态。
从可以把多个功能把多个功能支配在一台做事器上面。
从物理形态上来说，可以是一台做事器完成多个功能。

4、做事器按外不雅观分类

5、做事器的特点与PC机、事情站、小型机的差异

做事器与PC机的差异

做事器与事情站的差异

6、做事器性能评价标准

二、做事器关键组件及技能

CPU

内存

硬盘

Raid

PCIe

HBA

网卡

电源

热插拔技能

CPU

中心处理器（CPU，Central Processing Unit）是是一台打算机的运算核心和掌握核心。

打算机的性能在很大程度上由CPU的性能决定，而CPU的性能紧张表示在其运行程序的速率上。
影响运行速率的性能指标包括CPU的事情频率、Cache容量、指令系统和逻辑构造等参数。

主频：主频也叫时钟频率，单位是兆赫（MHz）或千兆赫（GHz），用来表示CPU的运算、处理数据的速率。
常日，主频越高，CPU处理数据的速率就越快；

缓存（Cache）：实际事情时，CPU每每须要重复读取同样的数据块，而缓存容量的增大，可以大幅度提升CPU内部读取数据的命中率，而不用再到内存或者硬盘上探求，以此提高系统性能。
但是由于CPU芯片面积和本钱的成分来考虑，缓存都很小；

核心数：般情形下每个核心都有一个线程，几核心就有几线程，但是intel发明了超线程技能，可以让单核仿照多核心事情，intel的超线程可以让单核心具有两个线程，双核四线程；

线程数：线程数多当然速率就快,但功耗就大；

从英特尔品牌来看，紧张有酷睿、至强、奔驰、凌动、赛扬、安腾和运用在物联网领域的Quark几大品类。
PC多以酷睿系列为主，至强则是做事器级处理器的唯一选择。
在真实的攒机场景中，确实有玩家将至强E3处理器运用在PC之上，这紧张是由于做事器级CPU会比一样平常PC能支持更大的缓存和多处理（安装了多个物理CPU）。

英特尔至强可扩展处理器架构

　　在做事器运用处景下，常常会在一台做事器上搭载两个乃至多达几十个物理CPU，各个处理器之间通过高效互联互通，提升打算力。
在做事器处理器缓存方面，一样平常供应了三级缓存。
以笔者之前测过的Intel Xeon Glod 6140 CPU（2.30GHz、18 Cores）处理器为例，L2缓存为181024KB，L3缓存为25344KB（L表示缓存级别L2和L3的大小也是特定系列中CPU型号的紧张差异之一）。

至强E7 v4处理器

　　当然，做事器级处理器的稳定性也会远高于PC级处理器，这是由于在做事器运用的IDC场景中，须要724小时，一年365天不间断事情，而酷睿处理器显然不具备这样的特点。
除此之外，二者的接口也略有不同，拿几年前的INTEL为例，当时其桌面级CPU为775接口，而做事器CPU则有775和771等。

处理器型号干系内容更新很快，以上内容仅供参考。

Intel命名也是几套，内部一套外部一套，过两天可能还改名。

内存是打算机中主要的部件之一，它是与CPU进行沟通的桥梁。
打算机中所有程序的运行都是在内存中进行的，因此内存的性能对打算机的影响非常大。
其浸染是用于暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交流的数据。
只要打算机在运行中，CPU就会把须要运算的数据调到内存中进走运算，当运算完成后CPU再将结果传送出来，内存的运行也决定了打算机的稳定运行。
内存是由内存芯片、电路板、金手指等部分组成的。

芯片组

这里说的芯片组，是X86系统独占的，一样平常RISC处理器都是SoC，芯片即为系统；X86比较独特，以前是由CPU、南桥、北桥组成一个别系，现在是由CPU+PCH形成一个别系。
由于接口和总线太多，太繁芜，又由于X86系统一贯传承着继续性，兼容性等特点，以是多个处理器可以匹配不同主板，同一个主板可以适配多种处理器，以是这样做了功能拆分。

内存

做事器内存与PC内存的差异：

性能更高

兼容性更好

可靠性更高

什么是Register？

拥有Registers功能的内存模组，可以通过重新驱动掌握旗子暗记来改进内存的运作，提高电平旗子暗记的准确性，从而有助于保持系统永劫光稳定运作。
不过，由于Registers的旗子暗记重驱动需花费一个时钟周期，延迟韶光有所增加，但是传输的速率相对可以提高，对走线的哀求也降落了。

与逻辑设计中的流水线是一个事理。

这样掌握旗子暗记的旗子暗记质量更好。

做事器内存上面要比普通内存多几颗芯片：紧张是PLL (Phase Locked Loop)和Register IC，它们的详细用途如下　PLL(Phase Locked Loop) 琐相环集成电路芯片，内存条底部较小IC，比Register IC小，一样平常只有一个，起到调度时钟旗子暗记，担保内存条之间的旗子暗记同步的浸染。
Register IC内存条底部较小的集成电路芯片(2-3片),起提高驱动能力的浸染。
做事器产品须要支持大容量的内存，单靠主板无法驱动如此大容量的内存，而利用带Register的内存条，通过Register IC提高驱动能力，使做事器可支持高达32GB的内存。

图为DDR2 400 ECC REG

1 SPD芯片

2 PLL芯片

3 Register IC芯片

4 内存颗粒

什么是ECC内存？

目前是一谈到做事器内存，大家都同等强调要买ECC内存，认为ECC内存速率快，实在是一种缺点地认识，ECC内存成功之处并不是由于它速率快（速率方面根本不关它事只与内存类型有关），而是由于它有分外的纠错能力，使做事器保持稳定。
ECC本身并不是一种内存型号，也不是一种内存专用技能，它是一种广泛运用于各种领域的打算机指令中，是一种指令纠错技能。
它的英文全称是“Error Checking and Correcting”，对应的中文名称就叫做“缺点检讨和纠正”，从这个名称我们就可以看出它的紧张功能便是“创造并纠正缺点”，它比奇偶校正技能更前辈的方面紧张在于它不仅能创造缺点，而且能纠正这些缺点，这些缺点纠正之后打算性能力精确实行下面的任务，确保做事器的正常运行。
之以是说它并不是一种内存型号，那是由于并不是一种影响内存构造和存储速率的技能，它可以运用到不同的内存类型之中，就象我们在前面讲到的“奇偶校正”内存，它也不是一种内存，最开始运用这种技能的是EDO内存，现在的SD也有运用，而ECC内存紧张是从SD内存开始得到广泛运用，而新的DDR、RDRAM也有相应的运用，目前主流的ECC内存实在是一种SD内存。

ECC通过数据位多一些位数，对数据进行校验，以是内存颗粒一样平常会多一颗。

ECC可创造2bit缺点，并纠正1bit缺点，可靠性更高。

一样平常情形下做事器内存都具有ECC功能，只有较低真个做事器采取普通台内存时不具有此功能；

做事器内存的其他范例技能：

Chipkill技能

Chipkill技能是IBM公司为理解决做事器内存中ECC技能的不敷而开拓的，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缺点，但如果同时检测出两个以上比特的数据有缺点，则无能为力。
ECC技能之以是在做事器内存中广泛采取，一则是由于在这以前其它新的内存技能还不成熟，再则在做事器中系统速率还是很高，在这种频率上一样平常来说同时涌现多比特缺点的征象很少发生，由于这样才使得ECC技能得到了充分地认可和运用，使得ECC内存技能成为险些所有做事器上的内存标准。

但随着基于Intel处理器架构的做事器的CPU性能在以几何级的倍数提高，而硬盘驱动器的性能只提高少数的倍数，为了得到足够的性能，做事器须要大量的内存来临时保存CPU上须要读取的数据，这样大的数据访问量就导致单一内存芯片上每次访问时常日要供应4（32位）或8（64位）比特的数据，一次读取这么多数据，涌现多位数据缺点的可能性会大大地提高，而ECC又不能纠正双比特以上的缺点，这样很可能造玉成体比特数据的丢失，系统就很快崩溃了。
IBM的Chipkill技能是利用内存的子系统来办理这一难题。
内存子系统的设计事理是这样的，单一芯片，无论数据宽度是多少，只对付一个给定的ECC识别码，它的影响最多为一比特。
举例来说，如果利用4比特宽的DRAM，4比特中的每一位的奇偶性将分别组成不同的ECC识别码，这个ECC识别码是用单独一个数据位来保存的，也便是说保存在不同的内存空间地址。
因此，纵然全体内存芯片出了故障，每个ECC识别码也将最多涌现一比特坏数据，而这种情形完备可以通过ECC逻辑修复，从而担保内存子系统的容错性，担保做事器在涌现故障时，有强大的自我规复能力。
采取这种技能的内存可以同时检讨并修复4个缺点数据位，做事器的可靠性和稳定得到了更充分的保障。

Memory ProteXion（内存保护）

　　Memory ProteXion技能最初运用在IBM公司的z系列和i系列大型主机做事器中，相对Chipkill内存技能在保护能力上更加强。

　类似硬盘的热备份功能，能够自动利用备用的比特位自动找回数据，从而担保做事器的平稳运行。
该技能可以纠正发生在每对DIMM内存中多达4个连续比特位的缺点。
即便永久性的硬件缺点，也可利用热备份的比特位使得DIMM内存芯片连续事情，直到被更换为止。

　　同时，Memory ProteXion技能比ECC技能纠错更加有效，标准的ECC内存虽然可以检测出2位的数据缺点，但它只能纠正一位缺点。
采取内存保护技能，就可以立即隔离这个失落效的内存，重写数据在空余的数据位。
而且无需添加其余的硬件、无需增加额外的用度，独立操作系统事情，也不会给系统增加任何额外包袱。
这种技能可以使减少停机韶光，使做事器持续保持高效的打算平台。

Memory Mirroring（内存镜像）

　　IBM的另一种更高等内存技能便是内存镜像技能，在内存保护能力上更强，填补了Chipkill修复技能和内存保护技校术都不能完备修复时，可以在系统中运行直到有故障内存被改换。

　　一样平常说，内存镜像技能和磁盘镜像技能相仿，都是将数据同时写入到两个独立的内存卡中，内存只从活动内存卡中进行数据读取，当一个内存中有足以引起系统报警的软故障，系统会自动提醒管理员这个内存条将要出故障；同时做事器就会自动地切换到利用镜像内存卡，直到这个有故障的内存被改换。

其余，镜像内存许可进行热交流（Hot swap）和在线添加（Hot-add）内存。
由于镜像内存采取的的两套内存中实际只有一套在利用，另一套用于备份，以是对付软件系统来说也就只有全体内存的一半容量是可用的。

PCIe

硬盘

SATA：Serial ATA接口，即串行ATA，采取串行技能以得到更高的传输速率及可靠性。
目前是第二代即SATAII

SCSI：全称为“SmallComputer System Interface”（小型打算机系统接口），具有运用范围广、多任务、带宽大、CPU占用率低，以及热插拔等优点，紧张运用于中、高端做事器和高档事情站

SAS：Serial Attached SCSI接口，即串行SCSI，采取串行技能以得到更高的传输速率。
目前仍旧是第一代

SSD：固态存储硬盘(Solid State Disk)其特殊之处在于没有机器构造，以区块写入和抹除的办法作读写的功能，与目前的传统硬盘相较，具有低耗电、耐震、稳定性高、耐低温等优点。

做事器硬盘接口有哪些种类

一、风光依旧的SATA接口

SATA接口又被称之为“串行接口”，以是现在采取SATA接口的硬盘都被习气的叫做串口硬盘。
它是继IDE硬盘之后的一次演化。
SATA的物理设计因此光纤通道作为原本，以是采取了四芯的数据线。
SATA接口发展至今紧张有3种规格，个中目前普遍利用的是SATA-2规格，传输速率可达3GB/秒，如图1所示为某品牌固态硬盘采取的SATA-2接口规格。

现在已经有SATA-3接口涌现，如图所示即为西部数据的一款SATA-3接口的做事器硬盘。
SATA-3接口除了将传输速率提高到了6GB/秒之外，还对诸多数据类型供应了读取优化设置。
当然对付用户来说，SATA-3接口的涌现并不虞味着现有的SATA-2产品会被淘汰，由于SATA-3虽然采取了全新INCITS ATA8-ACS标准，但依然可以兼容旧有的SATA设备。

由于SATA接口的做事器硬盘，技能相称成熟而且布局本钱不高，因此相对付其他接口类型的产品来说，其市场价位是比较平民化的。
相信对付预算不高的企业用户来说，在原来的做事器架构中升级同样接口但容量更大的SATA-2接口硬盘，是最好的选择了。

二、运用更遍及的SCSI接口

SCSI接口的做事器硬盘是现在多数做事器中采取的一种，它具有数据吞吐量大、CPU霸占率极低的特点：用于连接SCSI接口硬盘的SCSI掌握器上有一个相称于CPU功能的掌握芯片，能够替代CPU处理大部分事情；现在普遍采取的Ultra 320标准的SCSI接口硬盘，数据传输率可达320MB/秒。
SCSI接口做事器硬盘及SCSI掌握器如图所示。

其余，SCSI硬盘具有的支持热拔插技能的SCA2接口，也非常适宜支配在现在的事情组和部门级做事器中。
SCSI硬盘必须通过SCSI接口才能利用，现在做事器主板一样平常都集成了SCSI接口，也可以安装专门的SCSI接口卡来连接更多个SCSI设备，以是其横向扩展能力是比较强的。

那么，SCSI接口的做事器硬盘，紧张强于哪些方面，又适用于若何的企业环境中呢?首先，SCSI对磁盘冗余阵列（RAID）的良好支持，可以知足有大数据存储的企业环境，同时数据安全性也有保障；再者，SCSI硬盘的转速早已高达15000rpm，这让企业数据中央的处理性能得到了保障；再次，其较低的CPU占用率以及多任务的并行处理特性，都可为发展型企业环境供应较强力的数据处理及存储支持。
末了，从如图6所示现在的市场价格比拟来看，SCSI接口硬盘整体上要低于SAS接口硬盘，但明显高于SATA接口硬盘，以是，其更适宜装置在对数据存储有一定的安全需求、容量需求、高处理性能需求的企业环境中。

三、追求性能最大化的SAS接口

“SAS”便是串行连接SCSI的意思，大略理解便是SCSI接口技能的升级改良，目的便是进一步改进SCSI技能的效能、可用性和扩充性。
其特点便是可以同时连接更多的磁盘设备、更节省做事器内部空间；比如SAS接口减少了线缆的尺寸，且用更细的电缆搭配，而且SAS硬盘有2.5英寸的规格，如图7所示即为希捷（Savvio 15K.2）2.5英寸SAS硬盘接口。

更好的空间占用特点使得这种接口的硬盘可以广泛支配在刀片做事器中。
在2U高度内利用 8个 2.5英寸的SAS硬盘位已经成为大多数OEM做事器厂商的选择。
其余，对付预算不高无法改换现有做事器的企业来说，亦可采取SAS和SATA硬盘共存的升级办法，SAS接口良好的向下兼容性使得企业用户可以将它们用在不同的运用处所。
比如SATA硬盘可用于一样平常事务性处理，而SAS硬盘则可专注于数据量大、数据可用性极为关键的运用中。
如图所示为上亿信息（SNT）推出的ST-1042SAS-D7硬盘抽取盒，它就完美地稠浊支持SAS和SATA硬盘共存，且可以搭配SAS或SATA硬盘掌握卡来支持RAID 0、1、5磁盘阵列模式。

比起同容量的Ultra 320 SCSI硬盘，SAS 硬盘要贵一些，这紧张还是缘由其更好的扩展性、兼容性以及更可靠的容错能力。
而从从做事器市场来看，国内外主力做事器厂商都已经纷纭推出采取SAS硬盘的机型，只是详细产品的运用和市场状况有所不同。
比如定位于部门级运用的惠普 ProLiant DL380 G5、适用于流媒体做事及电子商务的IBM System x3650 M2 等，都供应了SAS硬盘的全面支持。

四、运用高真个光纤接口

光纤通道（FC，Fibre Channel）是一种为提高多硬盘存储系统的速率和灵巧性才开拓的接口，其可大大提高多硬盘系统的通信速率。
对付大型的ERP系统，或是在线实时交易系统等须要更大传输量、更快反应速率的运用环境而言，此类接口的做事器硬盘是最好的选择；当然其产品价格自然也就更高于前面几种。

总结起来看，不同接口技能的做事器硬盘也决定了它们各自更好的适用环境。
单独存在的SATA硬盘做事器产品如今并不多见，大多是一些针对入门运用的塔式做事器中。
而SCSI及SAS由于具有CPU占用率低、连接设备多等诸多特点，性能上明显优于SATA接口硬盘，因此可以在企业数据中央、安全做事器等运用环境中支配。
目前看来，市情上的做事器硬盘或做事器产品，也大多呈现两种形态：Ultra320 SCSI及SAS/SATA。

不可否认的是，2009年SAS已经成为做事器界主流硬盘平台，近期有做事器硬盘升级需求的企业用户，还是多方向于选择SAS平台为好，虽然其价格要明显赶过一截，但带来的实际运用效果却是更好的。

做事器硬盘和普通硬盘差异在哪

第一， HDD for Server 和 HDD for PC 当然不一样， Server 一样平常采取 SCSI 接口硬盘（现在 SAS已经取代了 SCSI ），而 PC 一样平常采取 ATA 接口硬盘（现在 SATA 已经取代了 ATA ）， SCSI 硬盘的上风是对系统占用非常小，比如说你将几十 GB 的数据 D 盘拷贝到 E 盘，同时将几十 GB 数据从 E盘拷贝到 D 盘，磁盘资源该当是基本耗净了，再同时运行 CS ，如果在 PC 上面，这两个拷贝动作会占用全部的 CPU 资源， CS 根本无法运行，但是在 Server 上，这两个拷贝动作险些不会占用任何 CPU 资源， CS 除了刚刚进去略慢之外，一旦读取到了内存，可以非常正常流畅的运行。

普通 PC 机的硬盘比较，做事器上利用的硬盘具有如下四个特点。

1 、速率快

做事器利用的硬盘转速快，可以达到每分钟 7200 或 10000 转，乃至更高；它还配置了较大（一样平常为 2MB 或 4MB）的回写式缓存；均匀访问韶光比较短；外部传输率和内部传输率更高，采取 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

由于做事器硬盘险些是 24 小时一直地运转，承受着巨大的事情量。
可以说，硬盘如果出了问题，后果不堪设想。
以是，现在的硬盘都采取了 S.M.A.R.T 技能（自监测、剖析和报告技能），同时硬盘厂商都采取了各自独占的前辈技能来担保数据的安全。
为了避免意外的丢失，做事器硬盘一样平常都能承受 300G 到 1000G 的冲击力。

3 、多利用 SCSI 接口

多数做事器采取了数据吞吐量大、 CPU 霸占率极低的 SCSI 硬盘。
SCSI 硬盘必须通过 SCSI 接口才能利用，有的做事器主板集成了 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 ）是一些做事器支持的硬盘安装办法，可以在做事器一直机的情形下，拔出或插入一块硬盘，操作系统自动识别硬盘的改动。
这种技能对付 24 小时不间断运行的做事器来说，是非常必要的。

关于做事器利用SSD

机器硬盘在读取速率上存在瓶颈早已是不争的事实，而固态硬盘在读取速率上要甩机器硬盘几条街条街。
既然，SSD速率办理了打算机（做事器）硬件上的瓶颈，大多数普通用户都在用，很多企业做事器却依然坚守机器硬盘呢？缘故原由无非以下几个方面。

1、最主要的一点是“钱”

普通固态硬盘比机器硬盘贵不少，而企业级固态硬盘更是不便宜，再加上固态硬盘容量普遍小，如果做事器全部用固态硬盘，本钱会非常高，这是一样平常的企业难以包袱的。
但是随着存储遵照摩尔定律，固态硬盘的本钱终极还是要比机器硬盘要低的。

2、硬盘容量

做事器存储的都是主要的海量数据，对硬盘容量有很高的哀求。
而目前做事器机器硬盘，单块容量可以达到2TB以上，主流大容量做事器机器硬盘达到了10TB旁边。

而目前固态硬盘容量普遍不大，大一些的也不过1TB旁边，并且价格非常昂贵。
显然，固态硬盘容量也是制约做事器领域利用的一个主要缘故原由。

但是一样随着半导体的发展，容量也会指数级增长。

3、安全型

传统的机器硬盘已经利用了几十年了，技能成熟，可靠性极佳，并且机器硬盘破坏还可以维修，数据丢失，还可以通过一些专业数据规复软件，大概率找回。

而固态硬盘，起步较晚，虽然速率有绝对上风，但由于固态硬盘是芯片级存储，一旦硬盘破坏，数据险些无法找回。
其余，固态硬盘数据丢失，也险些很难再规复。

对付企业而言，做事器上的数据可以说是无价的，如果数据丢失，会造成无法计算的丢失。
因此，在安全性方面，机器硬盘依然有着明显的上风。
当然，有人会说，做事器采取多块固态硬盘集群，一份数据存在多块硬盘，这样可以很好的保障数据安全，但这样的本钱就非常高，又会回到“钱”的问题上了。

在存储技能飞速发展的二十年间，IT 架构经历了从大略到繁芜，从单一性能处理到集群虚拟化发展的阶段。
每次重大的技能变革都能给人们的事情和生活带来崭新的变革。
回顾这二十年，IT 技能的变革紧张表示在三方面：首先，代表打算能力的 CPU 在短短二十年性能将近提升 580 倍；其次，I/O 通道性能提升了近 1000 倍；末了，存储系统介质在二十年中仅仅提升了 20 倍。
硬盘已成为打算机系统的性能瓶颈，严重影响全体 IT 架构系统性能的提升，难以知足人们对业务运用需求。
而今，一种新型高效节能的硬盘技能 SSD(Solid State Disk 或 Solid State Drive)固态硬盘应运而生。
SSD 固态硬盘摆脱了机器硬盘的磁头，盘片转轴及掌握电机等机器部件，没有电机加速旋转的过程，内部不存在任何机器活动部件，不会发生机器故障，也不怕碰撞、冲击和振动。
以是其相对付 HDD 而言，在性能、可靠性、能耗、轻便性方面有着绝对的上风，目前广泛运用于军事、军载、工控、电力、医疗、航空、导航设备等领域。

SSD硬盘包含：掌握器芯片、NAND FLASH、DDR内存。
这几个关键组件也就决定了SSD的档次和等级。

SSD硬盘由于具备以下几个特点，替代机器硬盘已经成为一定之势。

高性能

HSSD 盘的性能上风表示在以下两个方面：相应韶光短和读写效率高。

（1）相应韶光短：硬盘访问韶光是由指令到达韶光+寻道韶光+命中韶光+机器延迟组成的。
传统硬盘的机器特性导致大部分韶光摧残浪费蹂躏在寻道、查找数据和机器延迟上。
数据传输受到严重影响。
而 SSD 硬盘由于采取固态芯片（NAND 芯片）作为存储介质，内部没有机器构造，因此没有数据查找韶光、延迟韶光和寻道韶光，数据传输速率较之传统硬盘有近 100 倍的提升。
如图：SSD 盘与传统硬盘相应韶光比较。

（2）读写效率高：传统硬盘在进行随机读写时须要把磁头不断地移来移去，导致效率低下。
现在最快的机器硬盘的磁头均匀移动韶光是 5ms，也便是说 1 秒钟内磁头最多移动200 次，即最多处理 200 个随机读写要求。
而 SSD 没有磁头，省去了机器操作的韶光，只需打算数据存放在哪块 Flash 芯片的哪个位置，然后再对该位置进行读写即可。
目前，范例的 SSD 硬盘每秒最多可进行 16000 次随机读写，是传统硬盘的 80 倍。

高可靠

部件级抗震

部件级：众所周知，磁盘表面涂有磁性介质，其在显微镜下呈现出来的便是一个个磁颗粒。
眇小的磁颗粒极性可以被磁头快速的改变，并且在改变之后可以稳定的保持，系统通过磁通量以及磁阻的变革来分辨二进制中的 0 或者 1。
也正是由于所有的操作均是在微不雅观情形下进行，以是如果硬盘在高速运行的同时受到外力的震荡，将会有可能由于磁头拍击磁盘表面而造成不可挽回的数据丢失。
此外，硬盘驱动器磁头的

翱翔悬浮高度低、速率快，一旦有小的尘埃进入硬盘密封腔内，或者一旦磁头与盘体发生碰撞，就可能造成数据丢失，形成坏块，乃至造成磁头和盘体的破坏。
而 SSD 硬盘是采取固态芯片作为存储介质，其事情抗震能力达到 15G（10~1000HZ）是传统硬盘的15 倍，抗冲击能力达到 1500G（0.5ms）是传统硬盘的 27 倍。
高效地提升了 SSD 盘的稳定性。
如图：SSD 盘与传统硬盘防震、抗冲击比较。

盘片级寿命

在软件方面，华为固态硬盘 HSSD 盘拥有业界领先的动静态磨损均衡算法和坏块管理策略，GC 算法等优化的 SSD 管理调度算法，NAND Flash 的内部处理有效的提高了 SSD盘的利用寿命；在硬件方面，实现 ECC 检错、纠错算法，担保数据完全性及同等性。
软硬件结合，担保了系统的可靠性。

假设 SSD 上承载的主机业务是数据库类型的业务，且 7×24 小时无休，IOPS 持续在 5K旁边，均匀 IO 大小为 8KB，读写比例为 40% : 60%。
这样的主机业务，每天写入的数据量约为：5K × 60% × 8KB × 60 × 60 × 24 ≈ 2TB 。
将上述打算结果利用寿命打算公式，并让写放大系数取值为全随机业务时的 2.5，可以得到不同类型和容量的 HSSD 的利用寿命：

系统级可靠性

内存属于易失落性介质，掉电后数据不会保存。
如果系统涌现非常掉电，硬盘内存的数据就会丢失，此时若存在主机写入内存的数据并未写入永久介质，这部分数据就会丢失，从而造成了数据丢失的问题。

HSSD 可以检测到硬盘非常掉电，在掉电往后，利用备用电源中的能量把内存中更新过的数据写入永久介质，从而为非常掉电时内存的数据供应了保障，实现了更高的可靠性。

其余SSD还有低功耗、易于管理等特点。

什么是Raid?

Raid——Redundant Array of IndependentDisks，独立磁盘冗余阵列

RAID是将同一阵列中的多个磁盘视为单一的虚拟磁盘，数据因此分段的办法顺序存放于磁盘阵列中

RAID技能紧张有以下两个特点：

　　（1）提高数据访问速率

　　硬盘数据条带化

　　多硬盘同时读取

　　（2）数据冗余保护

　　硬盘镜像

　　奇偶校验　

由于RAID技能的存在，做事器的机器硬盘的速率比SSD速率慢还没有充分暴露，也是有些做事器仍旧可以选择机器硬盘的一个缘故原由。

Raid技能的三大特点：

1、通过对硬盘上的数据进行条带化，实现对数据成块存取，减少硬盘的机器寻道韶光，提高数据存取速率；

2、通过对一阵列中的几块硬盘同时读取，减少硬盘的机器寻道韶光，提高数据存取速率；

3、通过镜像或者存储奇偶校验信息的办法，实现对数据的冗余保护

存储干系的内容比较多，也比较繁芜，此处不连续展开。

电源

做事器的电源标准有两类：

ATX标准 ——用于低端做事器或事情站。
输出功率一样平常在125瓦～350瓦之间。
常日采取20Pin(20针)的双排长方形插座给主板供电。

SSI标准 ——SSI（Server System Infrastructure）规范是IA做事器的电源规范，SSI规范的推出是为了规范做事器电源技能，降落开拓本钱，延长做事器的利用寿命而制订的，紧张包括做事器电源规格、背板系统规格、做事器机箱系统规格和散热系统规格

SSI （Server System Infrastructure，做事器系统构造）规范是Intel联合一些紧张的IA做事器生产商推出的新型做事器电源规范。
根据利用的环境和规模的不同，SSI规范又可以分为EPS、TPS、MPS、DPS四种子规范

小贴士：常日将采取Intel（英特尔）处理器的做事器称之为IA（Intel Architecture）做事器，又称CISC（Complex Instruction Set Computer，繁芜指令集）架构做事器。

1、EPS规范（Entry Power Supply Specification）

特点：基于ATX电源的做事器升级版本

EPS规范紧张为单电源供电的中低端做事器设计，设计中秉承了ATX电源的基本规格，但在电性能指标上存在一些差异。
EPS规范电源和ATX电源最直不雅观的差异在于供应了24Pin的主板电源接口和8Pin的CPU电源接口（注：目前的PC主板也开始有24Pin的电源接口和8Pin的CPU电源接口）。

在EPS规范中只对电源的容量、引脚等作出了规定，而且没指定确定的电源额定功率，电源开拓商可以根据各自不同的开拓平台设计不同额定功率的电源，但必须在300W～400W范围内。
后来该规范发展到EPS12V（2.0版本），适用的额定功率达到450W～650W。

2、TPS规范（Thin Power Supply Specification）

特点：适宜冗余事情办法

TPS规范电源具有PFC（功率因数校正）、自动负载电流分配功能。
电源系统最多可以实现4组电源并联冗余事情，由系统供应风扇散热。
TPS规范电源对热插拔和电流均衡分配哀求较高，它可用于“N+1”冗余事情，有冗余保护功能。

小贴士：PFC，功率因数校正，功率因数指有效功率与总功率的比值。
功率因数值越大，代表电力利用率越高。

3、MPS规范（Midrange Power Supply Specification）

特点：适宜高真个做事器利用

这种规范的电源针对4路以上CPU的高端做事器系统。
MPS电源适用于额定功率在375W～450W的电源，可单独利用，也可冗余利用。
它具有PFC、自动负载电流分配等功能。
采取这种规范的电源元件的电压、电流规格设计和半导体、电容、电感等器件事情温度的设计余量超过15%，在环境温度25℃以上、最大负载、冗余事情办法下MTBF（均匀无端障韶光）可达到150000小时。

小贴士：MTBF，即均匀无端障韶光，指相邻两次故障之间的均匀事情韶光，也称为均匀故障间隔。
可用产品在总的利用阶段累计事情韶光与故障次数的比值表示，单位为“小时”。

4、DPS规范（Distributed Power Supply Specification）

特点：简化做事器供电办法

DPS规范电源是单48V直流电压输出的供电系统，供应的最小功率为800W，输出为+48V和+12VSB。
DPS规范电源采取二次供电办法，输入互换电经由AC-DC转换电路后输出48V直流电，48VDC再经由DC-DC转换电路输出负载须要的+5V、+12V、+3.3V直流电。
制订这一规范紧张是为简化电信用户的供电办法，便于机房供电，使IA做事器电源与电信所采取的电源系统接轨。

做事器与PC不同，常日支持多个CPU，利用多个SCSI硬盘，内存容量一样平常超过2GB，因此功耗要比普通PC大得多。
因此功率起步标准也比普通电源要高。
对1U机箱做事器来说，电源实际功率一样平常应达到300W，2U机箱做事器应达到350W，而机架式做事器则一样平常都配备400W以上电源，乃至有的做事器配备了1000W电源。
功率越大的电源事情时的发热量便会越高，因此做事器电源的两端都装有风扇，具有良好的散热性能。

电源冗余特性：

1+1,此时每个模块承担50%的输出功率,当一个模块拔出时,另一个模块承担100%输出功率；

2+1,有三个模块,每个模块承担输出功率的1/3,当拔出一个模块,别的两个模块各承担50%的输出功率。

热插拔的观点：

热插拔（hot-plugging或Hot Swap）功能便是许可用户在不关闭系统，不割断电源的情形下取出和改换破坏的硬盘、电源或板卡等部件，从而提高了系统对灾害的及时规复能力、扩展性和灵巧性。

常见的热插拔设备：硬盘，电源，PCI设备，风扇等。

什么是IPMI

IPMI（Intelligent Platform Management Interface）—智能平台管理接口，是使硬件管理具备“智能化”的新一代通用接口标准。
用户可以利用 IPMI 监视做事器的物理特色，如温度、电压、风扇事情状态、电源供应以及机箱入侵等。
IPMI最大的上风在于它是独立于 CPU、

BIOS 和 OS 的，以是用户无论在开机还是关机的状态下，只要接通电源就可以实现对做事器的监控。
IPMI 是一种规范的标准，个中最主要的物理部件便是BMC(Baseboard Management Controller)，它是一种嵌入式管理微掌握器，相称于全体平台管理的“大脑”，通过它 IPMI就可以监控各个传感器的数据并记录各种事宜的日志。

BMC的浸染

一样平常来说，BMC具有以下功能：

1、通过系统的串行端口进行访问

2、故障日志记录和 SNMP 警报发送

3、访问系统事宜日志 (System Event Log ,SEL) 和传感器状况

4、掌握包括开机和关机

5、独立于系统电源或事情状态的支持

6、用于系统设置、基于文本公用程序和操作系统掌握台的文本掌握台重定向

做事器硬件自检启动过程

1、电源上电（启动电源，电源正常事情后，输出Power Good旗子暗记）

2、关键部件检测（CPU、芯片组、BIOS、基本内存等关键部件初始化自检）

3、检测显卡（屏幕上显示显卡信息）