服務(wù)器基礎(chǔ)知識全解（精編版）

本文最早于2019年在“智能計(jì)算芯世界”和“架構(gòu)師技術(shù)聯(lián)盟”發(fā)布，原作者浩仔，網(wǎng)絡(luò)流傳版本均屬侵權(quán)盜版。

簡單來說，服務(wù)器就是在網(wǎng)絡(luò)中為其他客戶機(jī)提供服務(wù)的計(jì)算機(jī)；具有高性能、高可靠、高IO數(shù)據(jù)傳輸能力等特點(diǎn)，企業(yè)從基礎(chǔ)的郵件、打印到核心應(yīng)用如ERP、數(shù)據(jù)庫等業(yè)務(wù)，再到我們所熟悉的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，創(chuàng)新大數(shù)據(jù)服務(wù)、天氣預(yù)報(bào)HPC高性能計(jì)算等都離不開大規(guī)模服務(wù)器的支持。

2017年7月，Intel正式發(fā)布了代號為Purley的新一代服務(wù)器平臺，包括代號為Skylake的新一代Xeon CPU，命名為英特爾至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器(Intel Xeon Scalable Processor，SP)，也宣告了延續(xù)4代的至強(qiáng)E5/E7系列命名方式的終結(jié)。

Xeon至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器不再以E7、E5的方式來劃分定位，而代之以鉑金(Platinum)、金(Gold)、銀(Silver)、銅(Bronze)的方式。Skylake是新命名方式的第一代產(chǎn)品，Cascade Lake是是二代，共用Purley平臺。

大型機(jī)：普通人很少接觸，用于大規(guī)模計(jì)算的計(jì)算機(jī)系統(tǒng).大型機(jī)通常用于政府、銀行、交通、保險(xiǎn)公司和大型制造企業(yè)。特點(diǎn)是處理數(shù)據(jù)能力強(qiáng)大、穩(wěn)定性和安全性又非常高

小型機(jī)：往往應(yīng)用于金融、電力、電信等行業(yè)，這些用戶看重的是Unix操作系統(tǒng)和專用服務(wù)器RAS特性、縱向擴(kuò)展性和高并發(fā)訪問下的出色處理能力。這些特性是普通的X86服務(wù)器很難達(dá)到的，所以在數(shù)據(jù)庫等關(guān)鍵應(yīng)用一般都采用“高大貴”的小型機(jī)方案。

x86服務(wù)器：采用CISC架構(gòu)處理器。1978年6月8日，Intel發(fā)布了一款新型的微處理器8086，意味著x86架構(gòu)的誕生，而x86作為特定微處理器執(zhí)行計(jì)算機(jī)語言的指令集，定義了芯片的基本使用規(guī)則。

ARM服務(wù)器：ARM全稱為Advanced RISC Machine，即進(jìn)階精簡指令集機(jī)器。ARM是RISC微處理器的代表作之一，最大的特點(diǎn)在于節(jié)能。

DRAM(Dynamic Random Access Memory)，即動態(tài)隨機(jī)存取存儲器，最為常見的系統(tǒng)內(nèi)存。DRAM 只能將數(shù)據(jù)保持很短的時(shí)間。為了保持?jǐn)?shù)據(jù)，DRAM使用電容存儲，所以必須隔一段時(shí)間刷新(refresh)一次，如果存儲單元沒有被刷新，存儲的信息就會丟失。(關(guān)機(jī)就會丟失數(shù)據(jù))。

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，為了滿足各種環(huán)境和層次的應(yīng)用，出現(xiàn)了不同類型的網(wǎng)卡。

• 總線分類：PCIe、USB、ISA、PCI，ISA/PCI等總線是比較早期的網(wǎng)絡(luò)總線，現(xiàn)在已很少用了，USB接口的網(wǎng)卡主要用在消費(fèi)級電子中。
• 結(jié)構(gòu)形態(tài)：集成網(wǎng)卡（LOM）、PCIe標(biāo)卡網(wǎng)卡、Mezz卡。
• 應(yīng)用類型：按網(wǎng)卡所應(yīng)用的的計(jì)算機(jī)類型來區(qū)分，可以將網(wǎng)卡分為應(yīng)用于工作站的網(wǎng)卡和應(yīng)用于服務(wù)器的網(wǎng)卡。

電口，PC上常見到的那種網(wǎng)口接口，這種接口叫RJ45，使用的是普通的網(wǎng)線光口，用于連接光模塊，網(wǎng)卡上用于插光模塊的接口，我們叫光籠子。

光模塊按封裝形式，可以分為SFP+、SFP28、QSFP+，其中SFP+和SFP28在結(jié)構(gòu)外觀上是一致的，可以相互兼容，只是SFP28支持的速率更高，可以達(dá)到25G，而SFP+一般只到10G。QSFP+在外觀形態(tài)上與SFP+差異很大，兩者不兼容。QSFP+應(yīng)用在40G以上速率上。

DAC線纜是直連銅纜，這種銅纜的模塊頭是和線纜一體的，不需要再配置光模塊。電纜的衰減大，一般只有1m，3m，5m長度的，但價(jià)格便宜，是端距離傳輸?shù)淖罴呀鉀Q方案。AOC叫做有源光纜，一根AOC線纜相當(dāng)于兩個(gè)光模塊+光纖，也是一體的，這種線纜數(shù)據(jù)傳輸可靠性高，但價(jià)格貴。

說到可信計(jì)算，就不能不提TPM安全芯片。所謂TPM安全芯片，是指符合TPM標(biāo)準(zhǔn)的安全芯片，它能有效地保護(hù)PC，防止非法用戶訪問。

TCG提出了TPM標(biāo)準(zhǔn)，目前最新版本為1.2，符合TPM標(biāo)準(zhǔn)的芯片首先必須具有產(chǎn)生加解密密匙的功能，此外還必須能夠進(jìn)行高速的資料加密和解密，以及充當(dāng)保護(hù)BIOS和操作系統(tǒng)不被修改的輔助處理器。

TPC(事務(wù)處理性能委員會)成立，Benchmark(基準(zhǔn)測試)隨之走上歷史舞臺，企業(yè)采購服務(wù)器時(shí)，除主觀三圍指標(biāo)之外，理性的光芒開始閃耀。

TPC單位為tpmC，對系統(tǒng)在線事務(wù)處理能力進(jìn)行評價(jià)，表示每分鐘內(nèi)系統(tǒng)處理新訂單的個(gè)數(shù)，主要模擬企業(yè)的MIS、ERP等系統(tǒng)來考驗(yàn)服務(wù)器聯(lián)機(jī)業(yè)務(wù)處理能力。

SPEC(標(biāo)準(zhǔn)性能評估機(jī)構(gòu))是另一個(gè)全球性的、權(quán)威的第三方應(yīng)用性能測試組織，它旨在確立、修改和認(rèn)證一系列服務(wù)器應(yīng)用性能評估的標(biāo)準(zhǔn)。目前主要包括：

針對CPU性能的SPECCPU2000、SPEC CPU2006針對Web服務(wù)器的SPECWeb2005針對高性能計(jì)算的SPEC HPC2002與SPEC MPI2006針對Java應(yīng)用的SPECjAppServer2004與SPEC JBB2005，以及對圖形、網(wǎng)絡(luò)、郵件服務(wù)器的測試指標(biāo)。

除SPEC和TPC外，還有Splash，PARSEC Benchmark，LINPACK Bench-mark，MiBench，NAS Parallel Benchmark，CPU-Z 等也常用于計(jì)算實(shí)驗(yàn)或?qū)嶋H應(yīng)用中的性能基準(zhǔn)測試，來展示和對比CPU及服務(wù)器的性能。

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