服务器部件基础

12019/10/18Inspurgroup提纲第一章：服务器的定义、特点第二章：服务器部件技术及发展趋势22019/10/18Inspurgroup第一章服务器的定义、特点及分类1.1服务器的定义和系统结构1.2什么是IA架构服务器1.3服务器与PC机的区别32019/10/18Inspurgroup服务器的定义：服务器是计算机的一种，负责侦听网络上客户端的服务请求并提供相应的服务。服务器定义的两层含义一是服务器是生存在网络计算环境中的二是它在网络计算中向网络的其他机器提供服务1.1服务器的定义与系统结构42019/10/18Inspurgroup服务器的系统结构:结构概述：与PC一样都是采用冯.诺依曼体系结构，既由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大基本组成部分组成计算机系统，下图为计算机的基本组成框图。输入设备运算器存储器控制器输出设备52019/10/18Inspurgroup存储器：在计算机系统中，存储器是用来存储程序和各种数据信息的。规模较大的存储系统通常分为若干级，下图为常见的三级存储体系。中央处理器缓冲存储器主储存器后援存储器62019/10/18Inspurgroup第一个层次是服务器的处理器、内存和系统总线。这个系统是服务器的核心部分，对服务器的计算能力和服务器的数据吞吐能力有关键影响第二个层次是服务器的I/O总线及外设。这个系统对服务器的数据存储能力和与外界交换数据的能力有很大影响服务器系统可分成二个层次7服务器从不同方面主要有四种分类方法：（1）按CPU类型分:►RISC（精简指令系统）架构服务器►CISC（复杂指令系统）架构服务器服务器的分类和对比8（2）按应用规模分类►企业级（计算中心级）服器►部门级服务器►工作组级服务器9►接入服务器主要作用是从客户端收集服务器请求并形成一个交易►应用服务器主要作用是是一个交易执行者►资源服务器则更象是一个仓库和银行，它代表着资源(3)根据最新的INTERNET计算模式分类：10（4）按服务器的外形结构分类►塔式服务器►机架式服务器►刀片式服务器11122019/10/18InspurgroupReliability:可靠性（指一个部件或系统能不间断的使用多长的时间）Availability:可用性（用系统的正常运行时间和使用时间百分比来衡量）Scalability:可扩展性Usability:易用性（指系统的硬件和软件易于维护和修复的功能）Manageability:可管理性RASUM特性：132019/10/18Inspurgroup第二章服务器部件技术及发展趋势提纲142019/10/18Inspurgroup►CPU技术►内存技术►总线技术►芯片组技术►硬盘接口技术►RAID技术服务器的基本部件技术152019/10/18InspurgroupCPU（中央处理器）计算机系统的核心运算部件，它的性能是计算机的主要绝对因素，提高CPU性能主要是提高其运算速度。2.2CPU技术162019/10/18Inspurgroup处理器缓存处理器缓存处理器缓存处理器缓存总线共享内存I/O桥网卡、硬盘、其他外设PCI总线172019/10/18Inspurgroup2.2.3CACHE技术简介设置在CPU内部的存储区域，通常将系统最常用的指令放在CACHE中，减少重复调用指令的时间一般CPU内部CACHE空间较少，根据使用频度可以设置多级，包括一级缓存（L1Cache）、二级缓存（L2Cache），二级缓存比一级缓存的速度低5倍，在IntelXEONMPCPU还有三级缓存（L3Cache）182019/10/18InspurgroupCache的大小影响服务器的性能19XEON处理器Intel为了增强自己在高端产品-图形工作站和服务器领域同RISCCPU的竞争力，先后于99年的第一季度推出PentiumⅡXeon和PentiumⅢXeon，至强处理器（Xeon）与当时的奔腾（Pentium）相比，使用了相同的封装方式、相同的指令集、相似的设计思想。但有以下几个方面的特点：PentiumXeon的二级缓存（L2）容量可以扩至2MB，使得CPU更能在高速缓存中找到需要的数据，而不必访问速度较慢的主存；使用CPU内部温度传送器允许系统主动控制CPU工作温度状况；CPU内部采用错误监测和纠正（ECC）机制可以自动更正位（bit）错误，对双位bit错误进行报警，有效地保护重要数据；高达4GB地可寻址内存空间和64GB地系统物理内存；支持多CPU地SMP技术。现代Xeon则是作为intel的高端处理器形象出现。现在基本已经形成如下格局：高端Xeon，中端Core2，低端Celeron。其中Xeon由于可以使用多处理器技术，因此尤其受到多任务用户推荐。202019/10/18InspurgroupIntel486处理器1989年，Intel发布了486处理器。这款经过4年开发和3亿美金投入的处理器首次突破了100万个晶体管大关，主频也从25MHz逐步提高到33MHz、40MHz、50MHz、66MHz，此时，处理器工艺已经全面采用了1微米工艺，并且在芯片内集成了125万个晶体管212019/10/18InspurgroupIntelPentiumMMX处理器1993年，采用800纳米的奔腾(Pentium)的出世，让CPU全面从微米时代跨入了纳米时代。奔腾含有310万个晶体管，代表型号有Pentium60(60MHz)和Pentium66(66MHz)。此后，Intel又推出了奔腾75MHz～120MHz，制造工艺则提高到500纳米，此后CPU发展直接就跳转至350nm工艺时代，1995年的intelpentiummmx处理器是350nmcpu的典型代表222019/10/18InspurgroupIntelPentiumⅢ处理器1997年，Katmai及Confidential核心的PentiumⅢ，采用0.25微米制造工艺，集成900万个晶体管，支持包含70条新指令的SSE指令集，早期版本采用Slot1接口。其中Katmai核心的产品运行在100MHz外频下，主频为450MHz、500MHz、550MHz。这时的CPU外型有些现在最新CPU的雏形232019/10/18InspurgroupIntelPentium4处理器1999年，采用0.18微米工艺的处理器主要有PentiumⅢ(Coppermine核心)、Pentium4(Willamette核心)等产品。Coppermine(铜矿)核心的PentiumⅢ集成了950万个晶体管，主频为500MHz～1GHz，核心电压1.65V，片内集成256KB全速二级缓存，系统总线频率有100MHz和133MHz两种，接口为socket370Pentium4处理器的开山之作——性能平平的Willamette，它集成了4200万个晶体管，主频为1.3GHz～2GHz，二级缓存为256KB，外频为100MHz，FSB(前端总线)为400MHz，核心电压为1.75v，有Socket423/478两种接口242019/10/18InspurgroupIntelPentium4处理器2001年进入了130nm时代，Intel推出了性能非常出色的Tualatin(图拉丁)PentiumⅢ。作为Intel在Socket370架构上的“绝唱”，Tualatin核心处理器的电压降至1.5V左右，主频范围在1GHz～1.4GHz，二级缓存有512KB(PentiumⅢ-S)和256KB(PentiumⅢ和赛扬)，Pentium4C也是0.13微米时代的强者，其最大特点是支持800MHz前端总线，集成了5500万个晶体管，支持HT超线程技术2002年，Pentium4Xeon处理器的第一代核心Prestonia发布，Prestonia核心处理器也采用了先进的0.13微机制造工艺。但是Prestonia核心最大的优势就是增加了对Hyper-Threading（超线程）的支持，socket603、604252019/10/18InspurgroupIntelPentium4E处理器2004年推出核心为Prescott的Pentium4E处理器，在此次推出的Pentium4E处理器中，一个显著的特点就工艺再次改进为90nm，集成了1亿个晶体管。其中首批90nm处理器型号为3.40EGHz、3.20EGHz、3.00EGHz、2.80EGHzP4(“E”后缀商标)支持超线程技术，800MHz前端总线和1MB二级缓存;socket478接口，但工艺的提升，没有使得功耗降低，主频的提升，使得Prescott功耗开始走高。262019/10/18InspurgroupIntelPentiumD处理器2005年，intel推出了PentiumExtremeEdition955，标志着Intel进入一个新的阶段，65nm时代的来临，尽管新品均采用65nm工艺制造，但其TDP(ThermalDesignPower)依然为130W。工作电压需要从1.2v到1.375V，机箱内部温度不能够超过68.6度。不过，Preslers无论在制造工艺还是架构变革方面都有了非常大改进，包括独立的双L2Cache设计，以及制造工艺较90nm产品有了非常大的改观272019/10/18InspurgroupCPU－LGA771Xeon™2006年，有两款新的桌面型cpu出来。第一款是Conroe，socket775，双核，共享4MBL2缓存。第二款，Allendale也会紧跟Conroe而来，但其只有2MB的二级共享缓存2006年5月23日，英特尔发布了其65纳米的双核心Xeon（Dempsey核心），并命名为DualCoreXeon5000系列。这是英特尔第一款采用65nm工艺制造的至强处理器，除了制造工艺外，与之前的至强处理器相比主要有以下两点不同。采用1066MHz前端总线，是先进的新一代服务器Bensley平台支持的第一款处理器。使用全新的接口SocketJ，或称LGA771。从2006年1月开始，英特尔启用了“Core”这一全新的品牌代替了延用多年的“Pentium”。“Conroe”,“Merom”和“Woodcrest”的出现将意味着奔腾品牌的结束282019/10/18InspurgroupIntel双核、四核处理器2008年，intel推出其首款45nmPenryn处理器。全新45nmPenryn家族共有7名成员双核心桌面处理器Wolfdate、四核心桌面处理器Yorkfield、双核心行动处理器Penryn、双核心XeonDP处理器WolfdateDP、四核心XeonDP处理器Harpertown、双核心XeonMP处理器DunningtonDC四核心XeonMP处理器DunningtonQC。292019/10/18Inspurgroup计算平台IA计算平台IA32位/64位IA64位DPMP302019/10/18Inspurgroup超线程技术分析VT技术分析312019/10/18Inspurgroup超线程技术*既在一个CPU的内部有两个逻辑处理器，每一个逻辑处理器都有独立的IA-32架构（ArchitecturalState）用以提升CPU在执行多线程应用时的性能。*共享处理器核心的执行资源，包括执行引擎、缓存、系统总线接口以及固件。*执行多重操作系统或者应用程序代码时，性能提升达到30％多，如在MP系统中使用，会带来性能线性提升。322019/10/18InspurgroupVT（VirtualizationTechnology，虚拟化技术）VT（VirtualizationTechnology，虚拟化技术）可以让一个CPU工作起来就像多个CPU并行运行，从而使得在一部电脑内同时运行多个操作系统成为可能virtualization技术和多任务（multitasking）、HyperThreading超线程技术是完全不同的。多任务是指在一个