机架服务器内部设计及规格介绍

原创 智能计算芯世界 2024-11-09 09:49


数据中心服务器适用于IT核心业务、云计算、虚拟化、高性能计算、分布式存储、大数据、企业或电信业务应用及其它复杂工作负载。具有低能耗、扩展能力强、高可靠、易管理、易部署等优点。

参考链接:

《服务器技术白皮书系列》
1、FusionServer 2288H技术白皮书
2、浪潮服务器技术白皮书
3、HPE Superdome Flex服务器架构和RAS技术白皮书
4、Atlas 800训练服务器 技术白皮书
5、浪潮K1 Power服务器技术白皮书

6、FusionServer服务器技术白皮书


数据中心服务器目前主要采用英特尔至强可扩展处理器(Skylake,Cascade Lake),通过高达28核处理器提供卓越的系统性能、最高主频3.8 GHz、38.5 MB L3缓存和最多2条10.4 GT/s UPI互连链路,使服务器拥有最高的处理性能:
常见单台机架服务器支持最大4个处理器、112个内核和224个线程,能够最大限度地提高多线程应用的并发执行能力。通过优化处理器cache分层分级架构,增加L2 cache容量,内存数据直接进入L2cache处理可大幅提升内存访问性能,每个核可独占1MB L2缓存,减少L3缓存容量,单处理器可共享最大38.5MB L3缓存。
  • Intel 2.0版本的睿频加速技术(Turbo Boost Technology),提供智能的自适应系统性能,允许CPU内核在工作负载高峰期临时超越处理器TDP(Thermal Design Power),以最大频率运行。

  • Intel超线程技术,允许每个处理器内核中并发运行多个线程(每个内核最多2个线程),从而提高多线程应用的性能。

  • Intel虚拟化技术,集成了硬件级虚拟化功能,允许操作系统供应商更好地利用硬件来处理虚拟化工作负载。

  • 支持Intel高级矢量扩展指令集512Intel AVX-512),借助多达两个512位融合乘加(FMA)单元,应用程序在512位矢量内的每个时钟周期每秒可达到32次双精度和64次单精度浮点运算,以及八个64位和十六个32位整数。因此,与英特尔®高级矢量扩展2.0Intel AVX 2.0)相比,数据寄存器的宽度、数量以及FMA单元的宽度都增加了一倍。

  • 支持Intel DL BoostVNNI)指令,提升在深度学习应用上的性能(仅Cascade Lake CPU)。

数据中心服务器具备可用性、可服务性、可管理性及安全性特点。在安全方面,Intel执行禁位(Execute Disable Bit)功能,与支持的操作系统联合使用时,可防止某些类型的恶意缓冲溢流攻击。Intel可信执行技术(Trusted Execution Technology),可基于硬件抵御恶意软件攻击,允许应用运行在自己的独立空间中,保护它们不受到系统中运行的所有其他软件的影响,从而增强安全性。
常见的2路机架服务器架构设计
数据中心服务器在逻辑架构上,包含了CPU、内存、磁盘、接口卡、总线、RAID等功能模块,接下来详细看看服务器逻辑结构(以2288H v5为例)。
支持2个英特尔至强可扩展处理器,支持24个内存。处理器与处理器之间通过2个UPI总线互连,传输速率最高可达10.4GT/s。
处理器通过PCIe总线与3个PCIe Riser卡相连,通过不同的PCIe Riser支持不同规格的PCIe槽位。
板载RAID扣卡通过PCIe总线跟CPU1连接,RAID卡出SAS信号线缆跟硬盘背板连接,通过不同的硬盘背板可支持多种本地存储规格;使用LBG-1桥片,支持2个板载GE电口。
服务器支持2个英特尔®至强®可扩展处理器,支持24个内存。处理器与处理器之间通过2个UPI总线互连,传输速率最高可达10.4GT/s。
处理器通过PCIe总线与3个PCIe Riser卡相连,通过不同的PCIe Riser支持不同规格的PCIe槽位。
板载RAID扣卡通过PCIe总线跟CPU1连接,RAID卡出SAS信号线缆跟硬盘背板连接,通过不同的硬盘背板可支持多种本地存储规格。
使用LBG-2桥片,支持2个板载10GE光口或者通过X557 PHY支持2个板载;10GE电口。此外还通过桥片支持2个板载GE电口。
常见的4路机架服务器架构设计
4路服务器主板上有四个CPU插槽,可安装四个CPU。4路服务器在数据处理能力和多任务处理上相较于2路服务器具备更显著的优势,更适合处理大量数据和高并发请求的环境‌,4路服务器和2路服务器在CPU数量、性能、成本以及应用场景等方面存在显著差异(下图以2488为例)。


支持2个或4个英特尔可扩展处理器。支持32条内存,处理器与处理器之间通过3UPIUltraPath Interconnect)总线互连,传输速率最高可达10.4GT/s。支持9个多种规格的标准PCIe GEN3插槽。支持VGAUSB 3.0、串口(RJ45)等低速IO接口,提供2个板载10GE光口和2个板载GE电口。
1、服务器外观

2、接口介绍

3、指示灯及按钮

4、物理结构

5、内存保护技术
DDR4内存支持ECC、Full Mirror、 Address Range Mirror等等内存保护技术,内存标识(容量、列Rank、DRAM数据宽度、内存接口类型、最大内存速度、CAS延迟时间、DIMM类型),内存插槽位置。


6、PCIe扩展接口
PCIe卡提供系统扩展能力,配置PCIe网卡(电口)时,需确认是否支持与POE供电设备(例如打开了POE功能的POE交换机)对接。

7、电源和风扇

电源支持交流或直流电源模块, 支持热插拔。配置2个电源模块时,支持1+1冗余备份。配置在同一服务器的电源模块,电源模块型号必须相同。提供短路保护,支持双火线输入的电源模块提供双极保险。

支持4个风扇模块,支持热插拔、支持单风扇失效。支持可变的风扇速度,配置在同一服务器的风扇模块,风扇模块型号必须相同。



8、技术要求及规格
同一台服务器必须使用相同型号的DDR4内存条,不允许混合使用不同类型(RDIMM、LRDIMM)和不同规格(容量、位宽、rank、高度等)的DDR4内存条。

M.2硬盘模块设计用于安装操作系统作为Boot设备。小容量的M.2 硬盘模块(如32GB、64GB等)耐久性(Endurance)低,不能用于Logging,如果使用小容量M.2硬盘模块作为Boot设备时需要有专门的日志硬盘或者日志服务器用于Logging设备。
M.2 硬盘模块的耐久性低,不能用于数据存储设备,尤其是数据擦写较大的场景下,因其在短时间内存在写穿风险,不能使用。数据存储请选用企业级DWPD较高的SSD或HDD替代。
写密集型业务软件将会导致M.2硬盘模块超出写寿命而永久损坏,这类业务场景,不推荐选择M.2硬盘模块。 禁止在Cache场景配置M.2硬盘模块。
行业领先存储技术RAID技术,支持RAID0/1/10/1E/5/50/6/60,支持Cache掉电保护、RAID级别迁移,磁盘漫游等功能,支持自诊断、Web远程设置,支持VROC,支持NVMe盘的RAID功能。
主板可选配SAS卡(Serial Attached SCSI Card)或SASRAID卡(最高支持4GB cache),提高了硬盘存储性能,保护了用户数据的安全。
灵活IO卡(电口)不支持与POE供电设备(例如打开了POE功能的POE交换机)对接,强行对接存在链路通信异常甚至损坏网卡的风险。
RAID控制卡:如果服务器的硬盘为PCH直出(即不配置RAID卡时)可支持Intel SoftRAID。安装了Intel RSTe驱动后,服务器才可以使用IntelSoftRAID。
Intel SoftRAID支持的系统包括:RHEL 7.3/RHEL 7.4/Windows Server 2012 R2/Windows Server 2016。 如果服务器选择配置Intel SoftRAID时,BIOS可以选用Legacy/UEFI模式,操作系统只能安装在SATA硬盘上。
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《异构计算芯片(ASIC/FPGA等)技术合集(1)》
《异构计算芯片(ASIC/FPGA等)技术合集(2)》
《CXL技术合集(2022)(1)》
《CXL技术合集(2022)(2)》 


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