功能
考慮預算的服務器和工作站消費者一直對于硬件是否物有所值爭論不休。在許多情況下,主流到高端的消費者用少得多的錢就能找到類似性能和規格的產品。而且可以肯定的是,在某些情況下,像大牌OEM廠商賣的那種499美元的“服務器”系統,服務器的名字僅僅是一些額外的認證或一些支持而已。
然而,企業級零部件往往一開始制造的時候就不一樣??纯催@里展示的兩款主板,最近的一款面向玩家的ECS主板和一款英特爾S5500BC主板。了解主板的人一看就知道,這兩款主板有著天壤之別。服務器主板,除了在高負荷狀態下晝夜不停地運行兩個處理器之外,沒有任何消費者級主板上的那種夸張的金黃色散熱片。英特爾的部件不是為了吸引眼球,它的制造品質和精湛技藝是消費者級別產品不能比擬的。
這次初探企業級部件,我們將從主板,機箱,存儲幾個方面入手。特別是你正為一個小型企業或分支機構進行采購,請將以下的內容作為參考。
擴展啟動選項
電子硬盤(DOM)是一種閃存驅動器,通常與內置的IDE/ATA,USB或SATA端口連接,作為一個引導設備使用。電子硬盤通常用于面向設備或嵌入式系統中,傳統的存儲驅動器作為啟動設備來用要么太大,要么太貴。SATA型的電子硬盤,可以在任何SATA端口上使用,但只有企業級主板的SATA端口旁邊才可能帶有給電子硬盤使用的三針腳電源頭。
電容質量
在之前的十年里,主板市場中出現過大量的劣質電解電容器。問題的核心在于不當的電解質搭配和水侵蝕。大多數問題已經解決了,但事實上,不是所有的電容質量都一樣,企業級主板一般都采用高級電容。劣質的電容在圓柱體頂部有凸起,以及泄露或者燒焦。導電聚合物電解電容器比傳統的電解電容器更適合,能提供更高的可靠性和更大的溫度范圍。
內存能力
大多數現代的消費者級系統都不需要超過8GB的內存。而服務器和工作站,可能需要達到16GB,32GB甚至更高。因此許多企業級主板會為每個CPU配備八個內存通道,而非像幾乎所有主流的消費級主板那樣只配有四個通道而已。還要注意的是服務器/工作站平臺會對帶有糾錯碼(ECC)的內存提供支持。幾乎所有的消費級平臺都省去了這個部分。然而,企業數據的關鍵程度要求客戶數據必須得到最大限度地保護,包括使用ECC內存。
CPU布局
企業級CPU在高負荷狀態下的物理特性和熱量產生也不例外。雖然單處理器(1P)平臺在服務器空間上很富余,但雙處理器設計,如這款Supermicro X9DAX,在更高要求的環境中更常見。一些雙處理器主板把CPU排成一列。X9DAX則是把CPU偏移放置,這樣可以使得散熱通道暢通。在直通式設計里,第二塊處理器會接收到來自于第一塊芯片的熱空氣,使其自身散熱更加困難。這種非最佳化的空氣流通方式會影響性能和組件壽命。
對老式板卡的支持
大多數消費者級平臺都會急于摒棄傳統接口。它增加了成本和設計復雜性,而越來越少的用戶會需要它。想想PS/2端口,IDE硬盤接口,PCI插槽(上圖中Supermicro X9SRA主板所展示的)。消費者能夠很容易地使用更新的技術來更新換代,而企業可能已經使用老舊格式來進行開發自定義應用程序或驗證實踐。企業級平臺上仍在使用傳統接口的幾率在急劇增加。
先進的管理
雖然英特爾的vPro平臺正把基于硬件的遠程管理功能帶到消費者級別的系統中來,而實際上,如今,易管理性在企業級系統中更常見。此功能依賴于智能平臺管理接口(IPMI)這樣一個子系統,它可以使系統在崩潰或關機的情況下仍能與遠程系統連接。(這通常被稱為被帶出)。裝在主板上的基板管理控制器(BMC)位于網絡控制器和系統芯片組之間。IPMI可使遠程IT經理通過管理控制臺連接到遠程系統上,獲取關于系統,故障檢測,管理補丁的信息和診斷數據和其他方面的問題,不受地緣限制。
機箱
消費者有各種的迷你,中型,全尺寸臺式機箱可供選擇。企業常常需要塔式設計,特別是中型或全尺寸的機箱,用于需要大量處理能力或巨大的本地存儲資源的工作站和服務器。企業級塔式機箱提供的一項優勢就是轉換為4U準機架式機箱的能力。當一個初始應用程序需要一定程度的可移植性,而隨后要讓系統永久留在數據中心時,這種能力非常有用。
插槽
工作站和服務器需要現代的平臺所能提供的一切處理能力。有時這意味著要把四個最先進的GPU湊到一起,裝到一個圖形處理的機器上。在這種情況下,氣流就扮演著一個重要的角色。來看看Supermicro CSE-747TG-R1400B-SQ機箱提供的九個擴展卡插槽是怎么辦到的。幾乎所有的消費者級塔式機箱最多也就是八個插槽。即使所有的插槽都被占用,額外的空間也能給系統內部提供更多的氣流。此外,注意插槽附近的區域幾乎是敞開的,只有一個金屬網。
存儲和散熱
許多企業級塔式機箱會為存儲驅動器留有許多硬盤位。容納十個驅動器或更多的空間不足為奇。不太常見的是這些驅動器可以熱插拔,許多不能停機進行硬盤維護的服務器都需要這一功能。熱插拔不僅需要可以從前置滑道取出的驅動器,而且驅動器必須插進機箱的配套背板上。
此外,如此頻繁使用,大容量的硬盤需要適當的風冷,這也是前置倉門需要防塵濾網的原因,風扇需要把冷空氣從前面吸入,有效地從機箱后部排出。設計差的機箱不能有效地讓氣流通過,使熱量都集中在機箱內部。出色的企業級設計會采取一系列必要措施防止這一現象發生。
電源
如今每個計算部門都在強調節約電能。一個80 PLUS供電設備在20%,50%,100%負荷時能源轉化率要達到80%。這比許多低端供電設備上60%或70%的轉換率要好得多,但它還是遜色于更嚴格的80 PLUS Platinum(分別為90%,92%,89%)和80 PLUS Titanium(94%,96%,91%)規格。高端消費者級供電設備一般只能達到80 PLUS Gold的水平(88%,92%,88%),但是企業級供電設備通過采用數字開關而非使用模擬電路的傳統開關,已經超過這一水平。在低負荷情況下能產生5%到10%的能效提升,總諧波失真改善了15%,而且還改善了監測能力。
存儲:SAS vs SATA
雖然SATA和SAS硬盤接口外觀上有些相似,而且實際上也電兼容(SATA硬盤能在很多SAS控制器上使用的原因),但是兩種技術還是有很多不同的。SAS驅動器使用更先進的控制器,通常具有更高的轉速,所以需要更細微的調試,還提供更好的故障前診斷。而且,由于SAS驅動器可以雙端口連接(第二組引腳線在數據連接器的底部),管理員可以設置驅動器用于故障轉移。上面所說的這些功能在消費者級SATA驅動器上都沒有。
在撰寫本文時還沒有擴展SATA接口超過6 Gb/s的正式計劃。鑒于現有固態硬盤500 MB/s(也就是4 Gb/s——八位為一字節),我們正處于出現瓶頸的一個時期。大多數消費者都不太能夠感受到這一窘境,但是對于使用固態硬盤,以存儲為主的應用的企業來說就十分明顯了。這就是SAS驅動器的雙端口功能顯得如此重要的原因?,F在的SAS驅動器的兩個數據流,仍然有大量的備用帶寬。今年晚些時候,開始使用4個數據流,2014年將會看到制造商使用12 Gb/s的通道,甚至更多。同時,一種24 Gb/s SAS的規格正在開發當中。
SLC vs MLC
幾年前,單層單元(SLC)NAND閃存用于企業,而多層單元(MLC)NAND用于消費者級驅動器已經是老生常談了。更貴的SLC更快,NAND顆粒耐久度是MLC的10倍,而MLC的優勢在于更大的容量和更低的價格。最近,這兩者之間的差異正在消失。像英特爾這樣的頂級公司正在不斷鼓吹企業級MLC,或eMLC。這種更高級的MLC在耐久度上已和SLC相差不遠,同時還保有MLC的容量優勢。因此,SLC在企業級固態硬盤中越來越難覓蹤影了。
旋轉振動(RV)補償
除了接口的不同以外(SAS,光纖通道,等等),企業級驅動器通常會集成更多的數據完整性檢測功能。其中一例就是旋轉振動補償。企業級存儲驅動器經常被安放在機架內,一般和許多其他驅動器放在一個機箱里。每個驅動器都會輕微地振動,累積起來,這些振動就會產生諧波——超大型振動。消費者級的硬盤在這種情況下就非常容易發生軌道錯誤,讀/寫磁頭會被振得偏離正確的軌道。企業級驅動器中的旋轉振動補償可以檢測這些振動的運動情況,并抵消這些運動,確保磁頭呆在正確的位置,從而保護數據。
其他因素
許多其他因素可以區分企業級硬盤和消費者級產品。這張來自英特爾的表格包括了大部分主要因素。簡而言之,企業級驅動器組件更加堅固耐用。企業級硬盤主軸固定在兩端而非一端,而且還有機械控制高速旋轉的介質產生的空氣亂流。企業級硬盤集成更多的錯誤處理,更多指令隊列,和可變的扇區大小。所有這一切都增加了更長的平均無故障工作時間(MTBF)評級,更長的工作周期,和更長的更換保修期。
溫度
企業級設備承受更高的環境范圍,特別是溫度。圖中我們看到的是英特爾為檢驗主板以及西部數據為硬盤使用的烤箱。雖然這不太切合實際,但要記住,企業可能會在通風不良,高密度的條件下運行設備,需要的空調越多,每月的能源支出就越高。此外,比如當一個系統風扇壞了,機箱內部的溫度就會迅速攀升,危及硬件和數據。一個更耐高溫的組件可以防止這種情況發生。這也體現了我們在本文中所講到的企業級部件的質量。消費者級別的設備也能工作,但是很可能在高負荷和長時間的運行下表現欠佳。