服務(wù)器部件基礎(chǔ)知識講義

2024/9/22Inspurgroup提綱第一章：服務(wù)器的定義、特點(diǎn)第二章：服務(wù)器部件技術(shù)及發(fā)展趨勢2024/9/22Inspurgroup第一章服務(wù)器的定義、特點(diǎn)及分類1.1服務(wù)器的定義和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.2什么是IA架構(gòu)服務(wù)器1.3服務(wù)器與PC機(jī)的區(qū)別2024/9/22Inspurgroup服務(wù)器的定義：

服務(wù)器是計(jì)算機(jī)的一種，負(fù)責(zé)偵聽網(wǎng)絡(luò)上客戶端的服務(wù)請求并提供相應(yīng)的服務(wù)。服務(wù)器定義的兩層含義一是服務(wù)器是生存在網(wǎng)絡(luò)計(jì)算環(huán)境中的二是它在網(wǎng)絡(luò)計(jì)算中向網(wǎng)絡(luò)的其他機(jī)器提供服務(wù)1.1服務(wù)器的定義與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2024/9/22Inspurgroup服務(wù)器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu):

結(jié)構(gòu)概述：與PC一樣都是采用馮.諾依曼體系結(jié)構(gòu)，既由運(yùn)算器、存儲器、控制器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大基本組成部分組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，下圖為計(jì)算機(jī)的基本組成框圖。輸入設(shè)備運(yùn)算器存儲器控制器輸出設(shè)備2024/9/22Inspurgroup

存儲器：在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，存儲器是用來存儲程序和各種數(shù)據(jù)信息的。規(guī)模較大的存儲系統(tǒng)通常分為若干級，下圖為常見的三級存儲體系。中央處理器緩沖存儲器主儲存器后援存儲器2024/9/22Inspurgroup第一個(gè)層次是服務(wù)器的處理器、內(nèi)存和系統(tǒng)總線。這個(gè)系統(tǒng)是服務(wù)器的核心部分，對服務(wù)器的計(jì)算能力和服務(wù)器的數(shù)據(jù)吞吐能力有關(guān)鍵影響第二個(gè)層次是服務(wù)器的I/O總線及外設(shè)。這個(gè)系統(tǒng)對服務(wù)器的數(shù)據(jù)存儲能力和與外界交換數(shù)據(jù)的能力有很大影響服務(wù)器系統(tǒng)可分成二個(gè)層次服務(wù)器從不同方面主要有四種分類方法：（1）按CPU類型分:?RISC（精簡指令系統(tǒng)）架構(gòu)服務(wù)器?CISC（復(fù)雜指令系統(tǒng)）架構(gòu)服務(wù)器

服務(wù)器的分類和對比（2）按應(yīng)用規(guī)模分類?企業(yè)級（計(jì)算中心級）服器?部門級服務(wù)器?工作組級服務(wù)器

?接入服務(wù)器主要作用是從客戶端收集服務(wù)器請求并形成一個(gè)交易?應(yīng)用服務(wù)器主要作用是是一個(gè)交易執(zhí)行者?資源服務(wù)器則更象是一個(gè)倉庫和銀行，它代表著資源(3)根據(jù)最新的INTERNET計(jì)算模式分類：（4）按服務(wù)器的外形結(jié)構(gòu)分類?塔式服務(wù)器?機(jī)架式服務(wù)器?刀片式服務(wù)器

2024/9/22InspurgroupReliability:可靠性（指一個(gè)部件或系統(tǒng)能不間斷的使用多長的時(shí)間）Availability:可用性（用系統(tǒng)的正常運(yùn)行時(shí)間和使用時(shí)間百分比來衡量）Scalability

:可擴(kuò)展性Usability:易用性（指系統(tǒng)的硬件和軟件易于維護(hù)和修復(fù)的功能）Manageability:可管理性RASUM特性：2024/9/22Inspurgroup第二章服務(wù)器部件技術(shù)及發(fā)展趨勢提綱2024/9/22Inspurgroup?CPU技術(shù)?內(nèi)存技術(shù)?總線技術(shù)?芯片組技術(shù)?硬盤接口技術(shù)?

RAID技術(shù)服務(wù)器的基本部件技術(shù)2024/9/22Inspurgroup

CPU（中央處理器）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心運(yùn)算部件，它的性能是計(jì)算機(jī)的主要絕對因素，提高CPU性能主要是提高其運(yùn)算速度。2.2CPU技術(shù)2024/9/22Inspurgroup處理器緩存處理器緩存處理器緩存處理器緩存總線共享內(nèi)存I/O橋網(wǎng)卡、硬盤、其他外設(shè)PCI總線2024/9/22Inspurgroup2.2.3CACHE技術(shù)簡介設(shè)置在CPU內(nèi)部的存儲區(qū)域，通常將系統(tǒng)最常用的指令放在CACHE中，減少重復(fù)調(diào)用指令的時(shí)間一般CPU內(nèi)部CACHE空間較少，根據(jù)使用頻度可以設(shè)置多級，包括一級緩存（L1Cache）、二級緩存（L2Cache），二級緩存比一級緩存的速度低5倍，在IntelXEONMPCPU還有三級緩存（L3Cache）2024/9/22InspurgroupCache的大小影響服務(wù)器的性能XEON處理器Intel為了增強(qiáng)自己在高端產(chǎn)品-圖形工作站和服務(wù)器領(lǐng)域同RISCCPU的競爭力，先后于99年的第一季度推出PentiumⅡXeon和PentiumⅢXeon，至強(qiáng)處理器（Xeon）與當(dāng)時(shí)的奔騰（Pentium）相比，使用了相同的封裝方式、相同的指令集、相似的設(shè)計(jì)思想。但有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：PentiumXeon的二級緩存（L2）容量可以擴(kuò)至2MB，使得CPU更能在高速緩存中找到需要的數(shù)據(jù)，而不必訪問速度較慢的主存；使用CPU內(nèi)部溫度傳送器允許系統(tǒng)主動控制CPU工作溫度狀況；CPU內(nèi)部采用錯誤監(jiān)測和糾正（ECC）機(jī)制可以自動更正位（bit）錯誤，對雙位bit錯誤進(jìn)行報(bào)警，有效地保護(hù)重要數(shù)據(jù)；高達(dá)4GB地可尋址內(nèi)存空間和64GB地系統(tǒng)物理內(nèi)存；支持多CPU地SMP技術(shù)?，F(xiàn)代Xeon則是作為intel的高端處理器形象出現(xiàn)?，F(xiàn)在基本已經(jīng)形成如下格局：高端Xeon，中端Core2，低端Celeron。其中Xeon由于可以使用多處理器技術(shù)，因此尤其受到多任務(wù)用戶推薦。2024/9/22InspurgroupIntel486處理器1989年，Intel發(fā)布了486處理器。這款經(jīng)過4年開發(fā)和3億美金投入的處理器首次突破了100萬個(gè)晶體管大關(guān)，主頻也從25MHz逐步提高到33MHz、40MHz、50MHz、66MHz，此時(shí)，處理器工藝已經(jīng)全面采用了1微米工藝，并且在芯片內(nèi)集成了125萬個(gè)晶體管2024/9/22InspurgroupIntelPentiumMMX處理器1993年，采用800納米的奔騰(Pentium)的出世，讓CPU全面從微米時(shí)代跨入了納米時(shí)代。奔騰含有310萬個(gè)晶體管，代表型號有Pentium60(60MHz)和Pentium66(66MHz)。此后，Intel又推出了奔騰75MHz～120MHz，制造工藝則提高到500納米，此后CPU發(fā)展直接就跳轉(zhuǎn)至350nm工藝時(shí)代，1995年的intelpentiummmx處理器是350nmcpu的典型代表2024/9/22InspurgroupIntelPentiumⅢ處理器1997年，Katmai及Confidential核心的PentiumⅢ，采用0.25微米制造工藝，集成900萬個(gè)晶體管，支持包含70條新指令的SSE指令集，早期版本采用Slot1接口。其中Katmai核心的產(chǎn)品運(yùn)行在100MHz外頻下，主頻為450MHz、500MHz、550MHz。這時(shí)的CPU外型有些現(xiàn)在最新CPU的雛形2024/9/22InspurgroupIntelPentium4處理器1999年，采用0.18微米工藝的處理器主要有PentiumⅢ(Coppermine核心)、Pentium4(Willamette核心)等產(chǎn)品。

Coppermine(銅礦)核心的PentiumⅢ集成了950萬個(gè)晶體管，主頻為500MHz～1GHz，核心電壓1.65V，片內(nèi)集成256KB全速二級緩存，系統(tǒng)總線頻率有100MHz和133MHz兩種，接口為socket370

Pentium4處理器的開山之作——性能平平的Willamette，它集成了4200萬個(gè)晶體管，主頻為1.3GHz～2GHz，二級緩存為256KB，外頻為100MHz，F(xiàn)SB(前端總線)為400MHz，核心電壓為1.75v，有Socket423/478兩種接口

2024/9/22InspurgroupIntelPentium4處理器2001年進(jìn)入了130nm時(shí)代，Intel推出了性能非常出色的Tualatin(圖拉丁)PentiumⅢ。作為Intel在Socket370架構(gòu)上的“絕唱”，Tualatin核心處理器的電壓降至1.5V左右，主頻范圍在1GHz～1.4GHz，二級緩存有512KB(PentiumⅢ-S)和256KB(PentiumⅢ和賽揚(yáng))，Pentium4C也是0.13微米時(shí)代的強(qiáng)者，其最大特點(diǎn)是支持800MHz前端總線，集成了5500萬個(gè)晶體管，支持HT超線程技術(shù)

2002年，Pentium4Xeon處理器的第一代核心Prestonia發(fā)布，Prestonia核心處理器也采用了先進(jìn)的0.13微機(jī)制造工藝。但是Prestonia核心最大的優(yōu)勢就是增加了對Hyper-Threading（超線程）的支持，socket603、604

2024/9/22InspurgroupIntelPentium4E處理器2004年推出核心為Prescott的Pentium4E處理器，在此次推出的Pentium4E處理器中，一個(gè)顯著的特點(diǎn)就工藝再次改進(jìn)為90nm，集成了1億個(gè)晶體管。其中首批90nm處理器型號為3.40EGHz、3.20EGHz、3.00EGHz、2.80EGHzP4(“E”后綴商標(biāo))支持超線程技術(shù)，800MHz前端總線和1MB二級緩存;socket478接口，但工藝的提升，沒有使得功耗降低，主頻的提升，使得Prescott功耗開始走高。2024/9/22InspurgroupIntelPentiumD處理器2005年，intel推出了PentiumExtremeEdition955，標(biāo)志著Intel進(jìn)入一個(gè)新的階段，65nm時(shí)代的來臨，盡管新品均采用65nm工藝制造，但其TDP(ThermalDesignPower)依然為130W。工作電壓需要從1.2v到1.375V，機(jī)箱內(nèi)部溫度不能夠超過68.6度。不過，Preslers無論在制造工藝還是架構(gòu)變革方面都有了非常大改進(jìn)，包括獨(dú)立的雙L2Cache設(shè)計(jì)，以及制造工藝較90nm產(chǎn)品有了非常大的改觀

2024/9/22InspurgroupCPU－LGA771Xeon?2006年，有兩款新的桌面型cpu出來。第一款是"Conroe"，socket775，雙核，共享4MBL2緩存。第二款，"Allendale"也會緊跟"Conroe"而來，但其只有2MB的二級共享緩存2006年5月23日，英特爾發(fā)布了其65納米的雙核心Xeon（Dempsey核心），并命名為DualCoreXeon5000系列。這是英特爾第一款采用65nm工藝制造的至強(qiáng)處理器，除了制造工藝外，與之前的至強(qiáng)處理器相比主要有以下兩點(diǎn)不同。采用1066MHz前端總線，是先進(jìn)的新一代服務(wù)器Bensley平臺支持的第一款處理器。使用全新的接口SocketJ，或稱LGA771。從2006年1月開始，英特爾啟用了“Core”這一全新的品牌代替了延用多年的“Pentium”?！癈onroe”,“Merom”和“Woodcrest”的出現(xiàn)將意味著奔騰品牌的結(jié)束2024/9/22InspurgroupIntel雙核、四核處理器2008年，intel推出其首款45nmPenryn處理器。全新45nmPenryn家族共有7名成員

雙核心桌面處理器Wolfdate、

四核心桌面處理器Yorkfield、

雙核心行動處理器Penryn、

雙核心XeonDP處理器WolfdateDP、

四核心XeonDP處理器Harpertown、

雙核心XeonMP處理器DunningtonDC

四核心XeonMP處理器DunningtonQC。2024/9/22Inspurgroup計(jì)算平臺IA計(jì)算平臺IA32位/64位IA64位DPMP2024/9/22Inspurgroup超線程技術(shù)分析VT技術(shù)分析2024/9/22Inspurgroup

超線程技術(shù)

*既在一個(gè)CPU的內(nèi)部有兩個(gè)邏輯處理器，每一個(gè)邏輯處理器都有獨(dú)立的IA-32架構(gòu)（ArchitecturalState）用以提升CPU在執(zhí)行多線程應(yīng)用時(shí)的性能。

*

共享處理器核心的執(zhí)行資源，包括執(zhí)行引擎、緩存、系統(tǒng)總線接口以及固件。

*

執(zhí)行多重操作系統(tǒng)或者應(yīng)用程序代碼時(shí)，性能提升達(dá)到30％多，如在MP系統(tǒng)中使用，會帶來性能線性提升。2024/9/22InspurgroupVT（VirtualizationTechnology，虛擬化技術(shù)）VT（VirtualizationTechnology，虛擬化技術(shù)）可以讓一個(gè)CPU工作起來就像多個(gè)CPU并行運(yùn)行，從而使得在一部電腦內(nèi)同時(shí)運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)成為可能virtualization技術(shù)和多任務(wù)（multitasking）、HyperThreading超線程技術(shù)是完全不同的。多任務(wù)是指在一個(gè)操作系統(tǒng)中多個(gè)程序同時(shí)并行運(yùn)行，而在虛擬技術(shù)中，你可以擁有多個(gè)操作系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行，每一個(gè)操作系統(tǒng)中都有多個(gè)程序運(yùn)行，每一個(gè)操作系統(tǒng)都運(yùn)行在一個(gè)虛擬的CPU或者是虛擬主機(jī)上。而HyperThreading超線程只是在SMP系統(tǒng)（SymmetricMultiProcessing）中單CPU模擬雙CPU來平衡程序運(yùn)行性能，這兩個(gè)模擬出來的CPU是不能分離的，只能協(xié)同工作一些軟件可以達(dá)到虛擬多系統(tǒng)的目的，比如VMwareworkstation、VirtualPC等，使用這種技術(shù)就可以單CPU模擬多CPU并行，可以實(shí)現(xiàn)單機(jī)同時(shí)運(yùn)行多操作系統(tǒng)2024/9/22InspurgroupCPU發(fā)展趨勢2005年處理器發(fā)展主題：多核心化一個(gè)芯片中集成多個(gè)CPU內(nèi)核，使得一個(gè)CPU可以處理更多的工作在操作系統(tǒng)看來，它就是實(shí)實(shí)在在的雙處理器，可以同時(shí)執(zhí)行多項(xiàng)任務(wù)理論上說，可以將系統(tǒng)性能提高50%至70%頻率：2005年cpu頻率提升由于耗電，散熱問題被淡化，取而代之的是多內(nèi)核技術(shù)緩存：通過加大二級緩存，提高前端總線速度提升性能2024/9/22Inspurgroup

多核處理器Core0Core1FrontSideBus兩個(gè)或多個(gè)獨(dú)立運(yùn)行的內(nèi)核集成于同一個(gè)處理器上面雙核處理器=一個(gè)處理器上包含2個(gè)內(nèi)核多核處理器=一個(gè)處理器上包含2個(gè)以上內(nèi)核Allproductsanddatesarepreliminaryandsubjecttochangewithoutnotice.Enables…

HigherPerformanceMorePowerEfficiencyNewCapabilities2024/9/22Inspurgroup

定義：是主板上的主存儲部件，是CPU直接與之溝通，并對其存儲數(shù)據(jù)的主要部件，存放當(dāng)前正在使用的（即執(zhí)行中）的數(shù)據(jù)和程序它的物理實(shí)質(zhì)就是一組或多組具備數(shù)據(jù)輸入和數(shù)據(jù)存儲功能的集成電路。

2.3內(nèi)存技術(shù)2024/9/22InspurgroupREGISTERED內(nèi)存緩沖技術(shù)

RegisterIC，內(nèi)存條底部較小的集成電路芯片，使內(nèi)存條帶有緩沖能力，起提高驅(qū)動能力的作用，大大增加了服務(wù)器內(nèi)存容量。ECC內(nèi)存糾錯技術(shù)（海明碼）

ECC（ErrorCheck&Correct）的功能不但使內(nèi)存具有數(shù)據(jù)檢查的能力，而且使內(nèi)存具備了數(shù)據(jù)錯誤修正的功能。普通ECC糾錯1位，發(fā)現(xiàn)2位錯另外，由于ECC的算法比較復(fù)雜，為了糾正一位的錯誤需要消耗一定的時(shí)間，結(jié)果是整個(gè)系統(tǒng)的性能下降2-3%。但由于這種DRAM內(nèi)存在整個(gè)系統(tǒng)中較穩(wěn)定，所以仍被用于作為網(wǎng)絡(luò)核心的服務(wù)器，其價(jià)格較貴。2024/9/22Inspurgroup服務(wù)器上主流內(nèi)存及發(fā)展趨勢雙通道讀取內(nèi)存鏡像、熱備內(nèi)存子系統(tǒng)－雙通道讀取兩個(gè)內(nèi)存控制器分別進(jìn)行讀取使帶寬增加一倍2024/9/22Inspurgroup

內(nèi)存子系統(tǒng)－內(nèi)存鏡像和熱備內(nèi)存熱備—Sparing熱備內(nèi)存在正常情況下不使用，當(dāng)工作內(nèi)存的故障次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)值ECC的次數(shù)，系統(tǒng)自動將故障內(nèi)存條中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綗醾鋬?nèi)存條，故障內(nèi)存條就不再使用。內(nèi)存鏡像—Mirroring內(nèi)存數(shù)據(jù)有兩個(gè)拷貝，避免由于內(nèi)存故障而導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。2024/9/22InspurgroupDDR3與DDR2區(qū)別一性能：高頻率，高帶寬：DDR3內(nèi)存采用的8-bit預(yù)取技術(shù)（DDR2為4bit預(yù)?。┦沟妙l率提升至DDR2的2倍，從DDR3-800到DDR3-1600低延遲：CL延遲由DDR2的15ns下降至DDR3-1066的13.125ns/DDR3-1333的12ns/DDR3-1600的11.25ns低功耗：DDR3采用了1.5V供電電壓以及ASR（自動自刷新技術(shù)）等技術(shù)降低DDR3的功耗，據(jù)內(nèi)存廠家的數(shù)據(jù)顯示，相對于DDR2-800，DDR3-800、1067及1333的功耗比分別為0.72X、0.83X及0.95X。

2024/9/22InspurgroupDDR3和DDR2相比的優(yōu)勢頻率：DDR3可以在800MHz至2000MHz下運(yùn)行（也可更高），而DDR2是在533MHz至1066MHz下運(yùn)行。一般來講，DDR3是DDR2頻率的兩倍，通過削減一半讀寫時(shí)間給系統(tǒng)帶來操作性能提高。

功耗：DDR3相比DDR2可以節(jié)約16%的電能，因?yàn)樾乱淮鶧DR3是在1.5V電壓下工作，而DDR2則是在1.8V下工作，這樣可以彌補(bǔ)由于過多的操作頻率所產(chǎn)生的高電能消耗，減少的能量消耗可以延長部件的使用壽命。

技術(shù)：DDR3內(nèi)存Bank增加到了8個(gè)，比DDR2提高了一倍。所以相比DDR2預(yù)讀取會提高50%的效率，是DDR2標(biāo)準(zhǔn)的兩倍。

2024/9/22Inspurgroup2.4.1總線的基本概念總線是計(jì)算機(jī)各模塊間進(jìn)行信息傳輸一組公共導(dǎo)線通道。

?

數(shù)據(jù)總線（DataBus）

?

地址總線（AddressBus）

?

控制總線（ControlBus）2.4總線技術(shù)2024/9/22Inspurgroup2.4.3常見系統(tǒng)總線1、ISA總線

ISA（IndustryStandardArchitecture

工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)）

ISA總線提供了足夠的吞吐量給低帶寬設(shè)備

CPU占用率高，插卡的數(shù)量亦有限2024/9/22Inspurgroup2、PCI總線

PCI（PeripheralComponentInterconnect互連外圍設(shè)備）又稱局域總線,在CPU和外圍設(shè)備之間提供了一條獨(dú)立的數(shù)據(jù)通道

32位/33Mhz、32位/66Mhz、64位/66Mhz2024/9/22Inspurgroup3、PCI-X總線：-新一代PCI標(biāo)準(zhǔn)，吞吐能力是PCI的兩倍甚至八倍以上-采用了分離事務(wù)即多任務(wù)的設(shè)計(jì)-100MHz和133MHz-PCI-X的頻率可隨設(shè)備的變化而變化2024/9/22Inspurgroup

PCI-X是在現(xiàn)有PCI規(guī)范上發(fā)展而來，同樣是64bit寬度，支持高達(dá)133MHz設(shè)備。具有變頻兼容能力，可向下兼容。

PCI-X的優(yōu)勢除高運(yùn)行頻率，并可支持多任務(wù)工作方式，即某一設(shè)備在向其它目標(biāo)設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)請求時(shí)，如果目標(biāo)設(shè)備忙或未準(zhǔn)備好，發(fā)送請求的設(shè)備可以先處理其它事務(wù)。而目前PCI設(shè)備在完成一次請求之前不會處理其它事務(wù)，造成PCI總線資源浪費(fèi)。

理論上，在相同的運(yùn)行頻率下，PCI-X能夠比PCI提高14%-35%的性能，當(dāng)然需要使用相應(yīng)PCI-X板卡。2024/9/22Inspurgroup5、PCI-E總線高性能：更高的數(shù)據(jù)傳輸帶寬；傳輸帶寬和頻率具有高可延展性；簡化I/O：可通用于Server和Workstation主板中；不使用PCIBridge轉(zhuǎn)接，直接連接MCH；方便使用：與PCI相兼容；簡化主板設(shè)計(jì)復(fù)雜度；支持熱插拔；2024/9/22Inspurgroup2.4.4常見的外部總線1、IEEE1394總線

IEEE1394是一種串行接口標(biāo)準(zhǔn)2、USB總線

USB（UniversalSerialBus）稱為通用串行總線，也是一種連接外圍設(shè)備的機(jī)外總線2024/9/22Inspurgroup1、總線的帶寬總線的帶寬指的是一定時(shí)間內(nèi)總線上可傳送的數(shù)據(jù)量，即我們常說的每秒鐘傳送多少M(fèi)B的最大穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)傳輸率，用MB/s表示，即每秒多少兆字節(jié)（1字節(jié)為8位）。2、總線的位寬總線的位寬指的是總線能同時(shí)傳送的數(shù)據(jù)位數(shù)，即我們常說的32位、64位等總線寬度的概念。3、總線的工作時(shí)鐘頻率總線的工作時(shí)鐘頻率以Mhz為單位，工作頻率越高則總線工作速度越快，也即總線帶寬越寬。2.4.5總線的性能指標(biāo)2024/9/22InspurgroupPCIExpress總線與PCI和PCI-X不同，PCIExpress是建立在一個(gè)串行傳輸協(xié)議上的。就是說，其接口的線路數(shù)量非常有限。為了獲得高速帶寬，串行線路的頻率必須比其他并行總線的頻率高出很多。通過合并多條PCIExpress通道，它的帶寬可以輕易的翻倍。所以PCIExpress總共有5種接口：x16，x8，x4，x2和x1。

PCIExpress是一種雙向點(diǎn)到點(diǎn)的連接。也就是說來回的方向上帶寬都一樣，并且它并不像其他并行總線，需要和別的設(shè)備共享帶寬。這種模組式的結(jié)構(gòu)使得廠商在制造主板的時(shí)候可以隨意分配PCIExpress資源，以適應(yīng)不同的插槽組合。2024/9/22Inspurgroup總線技術(shù)的發(fā)展-PCI-Express技術(shù)2024/9/22InspurgroupPCI-E規(guī)格2024/9/22Inspurgroup總線發(fā)展趨勢PCIExpress的使用越來越廣泛：如千兆以太網(wǎng)卡、顯卡、電視卡、視頻編輯卡等PCI不會消失，其他的應(yīng)用需要一定的轉(zhuǎn)換周期2024/9/22Inspurgroup系統(tǒng)總線并行－串行PCI－PCI-X－PCIE2024/9/22Inspurgroup芯片組及發(fā)展INTELblackford支持雙路英特爾64位至強(qiáng)處理器，提供667/1066/1333MHz前端總線和最大4M二級緩存，最大支持16GB容量的DDR2667和533FBD內(nèi)存，支持內(nèi)存熱備和鏡像，支持PCI-EX82024/9/22Inspurgroup芯片組（blackford）blackfordDempsey/WoodcrestESB-2GilgalSIO3PS2KeyboardPS2MouseSerialBackSerialIntFlashUSB2.0FrontUSB2.0RearUSB2.0FrontUSB2.0RearIDESATA2SATA2SATA2SATA2SATA2SATA2FLASHNVRAMPCIex8(4GB/s)PCIex8(4GB/s)FBD533/677FBD533/677FBD533/677FBD533/6771066/1333MTSPCIex8(4GB/s)DMIx4PCIex8(4GB/s)PCIex4(2GB/s)PCI－XPCI2024/9/22Inspurgroup

芯片組（blackford－VS）BF-VSDempsey/WoodcrestESB-2GilgalSIO3PS2KeyboardPS2MouseSerialBackSerialIntFlashUSB2.0FrontUSB2.0RearUSB2.0FrontUSB2.0RearIDESATA2SATA2SATA2SATA2SATA2SATA2FLASHSDRAMFBD533/677FBD533/6771066/1333MTSPCIex8(4GB/s)DMIx4PCIex8(4GB/s)PCIex4(2GB/s)PCI－XPCI2024/9/22InspurgroupBlackford-vs和Blackford兩個(gè)芯片pin-to-pin；相同的南橋芯片ESB-2；Blackford-vs和Blackford擴(kuò)展能力不同；

Blackford支持3個(gè)PCI-E*8，其中一個(gè)用來連接南橋

Blackford-vs只支持1個(gè)PCI-E*8，用來連接南橋；

Blackford支持4個(gè)通道16個(gè)內(nèi)存插槽；

Blackford-vs支持2個(gè)通道8個(gè)內(nèi)存插槽；

Blackford-vs和Blackford性能比差30%（intel）南橋主要支持：

1個(gè)PCI-E*4；1個(gè)PCI-E*8（2個(gè)PCI-E*4）；1個(gè)PCI-X133；1段32位PCI；2個(gè)千兆網(wǎng)卡；

6個(gè)STAT2；8個(gè)USB；1個(gè)IDE；2024/9/22InspurgroupIntel?QuickPathArchitecture

Intel?QuickPathinterconnectplusintegratedIntel?QuickPathmemorycontrollersHigh

Bandwidth(upto25.6GB/sperlink)(upto32GB/sperMC)Low

Latency(integratednativeDDR3MC)Intel

Reliability(datareliabilitycheckseverycycle)OpenInnovation(over20industryleaders)MC=memorycontrollerSource:Intel.Allfutureproducts,computersystems,

dates,andfiguresspecifiedarepreliminarybasedoncurrentexpectations,andaresubjecttochangewithoutnotice.

2024/9/22Inspurgroup

自1956年IBM推出第一臺磁盤驅(qū)動器IBMRAMAC350至今已經(jīng)有50多個(gè)年頭了，以下主要從磁盤驅(qū)動器基本結(jié)構(gòu)、主要參數(shù)、接口標(biāo)準(zhǔn)、磁盤陣列技術(shù)四個(gè)方面進(jìn)行介紹。2.6磁盤技術(shù)簡介2024/9/22Inspurgroup

當(dāng)前的硬盤架構(gòu)多采用溫徹斯特（Winchester）架構(gòu)由頭盤組件（HDA，HeadDiskAssembly）與印刷電路板組件（PCBA，PrintCircuitBoardAssembly）組成溫氏硬盤是一種可移動頭固定盤片的磁盤存儲器，磁頭定位的驅(qū)動方式主要有步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動（已淘汰）和音圈電機(jī)驅(qū)動兩種其盤片及磁頭均密封在金屬盒中，構(gòu)成一體，不可拆卸，金屬盒內(nèi)是高純度氣體，不是真空2.6.1磁盤的基本結(jié)構(gòu)2024/9/22Inspurgroup1、主軸轉(zhuǎn)速：

IDE硬盤的轉(zhuǎn)速多為5400rpm和7200rpm，目前的主流SAS硬盤，轉(zhuǎn)速多為15000rpm2、平均尋道時(shí)間：指磁盤磁頭移動到數(shù)據(jù)所在磁道時(shí)所用的時(shí)間，這是衡量磁盤機(jī)械能力的重要指標(biāo)，單位：毫秒ms，一般在5ms-13ms之間。3、平均潛伏時(shí)間：平均潛伏時(shí)間與轉(zhuǎn)速有關(guān)，為碟片旋轉(zhuǎn)半周所需時(shí)間。2.6.2磁盤的主要參數(shù)2024/9/22Inspurgroup4、數(shù)據(jù)傳輸率：

?內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率（InternalTransferRate）內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率指磁頭至硬盤緩存間的最大數(shù)據(jù)傳輸率，?外部數(shù)據(jù)傳輸率（ExternalTransferRate）外部數(shù)據(jù)傳輸率也稱為突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸率，是指從硬盤的緩存中向外輸出數(shù)據(jù)的速度磁盤的內(nèi)部傳輸率要小于外部傳輸率，所以內(nèi)部傳輸率的高低才是評價(jià)一個(gè)硬盤整體性能的決定性因素。2024/9/22Inspurgroup5、MTBF（MeanTimeBetweenFailure，平均無故障時(shí)間）：它是硬盤可靠性的一個(gè)指標(biāo)，指從開始運(yùn)行到出現(xiàn)故障的最長時(shí)間的平均值，單位是小時(shí)。SCSI硬盤和IDE硬盤MTBF值有一定差異，SCSI硬盤一般為1200000小時(shí)，IDE硬盤一般為800000小時(shí)。6、SMART支持：

S.M.A.R.T是SelfMonitoringAnalyzedReportTechnology（自監(jiān)測、分析與報(bào)告技術(shù)）的縮寫。在磁盤設(shè)計(jì)中，采用此技術(shù)可增加磁盤自我監(jiān)視和分析各種參數(shù)的能力，如果磁盤處于不良狀態(tài)，能及時(shí)通知系統(tǒng)，并對用戶提出操作建議。2024/9/22Inspurgroup盤片馬達(dá)磁頭馬達(dá)磁盤馬達(dá)2024/9/22Inspurgroup盤片、磁頭2024/9/22Inspurgroup

?IDE

?SCSI?SATA

?SAS常見的硬盤接口技術(shù)2024/9/22Inspurgroup1、IDE接口

*

IDE的英文全稱為：IntegratedDriveElectronics，是目前最主流的硬盤接口，包括光儲類的主要接口。

*

IDE接口使用一根40芯或80芯的扁平電纜連接硬盤與主板，每條線最多連接2個(gè)IDE設(shè)備（硬盤或者光儲）。2024/9/22Inspurgroup

所有的IDE硬盤接口都使用相同的40針連接器2024/9/22Inspurgroup由于硬盤傳輸速率的增加為了增強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，在數(shù)據(jù)線上進(jìn)行了改造，由原來40芯電纜改變?yōu)?0芯，其中40芯為地線為了增加數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性。IDE硬盤接口－電纜2024/9/22InspurgroupATA(IDE)1條通道可用2個(gè)設(shè)備(跳線分為主/從)，共享帶寬根據(jù)ATA/ATAPI規(guī)范，colorconnector－M/B，grey－slave，black－masterSATA端到端連接，一個(gè)通道連接一個(gè)設(shè)備，獨(dú)享帶寬。不存在跳線設(shè)定ID問題SCSI－每個(gè)通道支持16個(gè)設(shè)備，控制器占ID7SCSIWide68pin－硬盤上跳線，避免ID沖突SCSISCA80pin－背板位置決定硬盤IDFibreChannel無跳線，背板位置決定硬盤ID號應(yīng)用2024/9/22Inspurgroup2、SCSI接口技術(shù)（1）SCSI接口定義

SCSI英文全稱：SmallComputerSystemInterface，它出現(xiàn)的原因主要是因?yàn)樵瓉淼腎DE接口的硬盤轉(zhuǎn)速太慢，傳輸速率太低。（2）SCSI接口特點(diǎn)

?多個(gè)I/O并行操作：因此SCSI設(shè)備傳輸速度快

?可并聯(lián)的外設(shè)數(shù)量多2024/9/22Inspurgroup熱拔插非熱拔插SCSI磁盤接口圖2024/9/22Inspurgroup

SCSI接口技術(shù)與其它技術(shù)一樣，也是向前兼容得，也就是說新的SCSI接口可以兼容老接口，而且如果一個(gè)SCSI系統(tǒng)中的兩種SCSI設(shè)備不是位于同一規(guī)格，那么SCSI系統(tǒng)將取較低級規(guī)格作為工作標(biāo)準(zhǔn)。SCSI設(shè)備的兼容性2024/9/22Inspurgroup3、SATA接口

SATA的英文全稱是：Serial-ATA（串行）

SATA1.0標(biāo)準(zhǔn)仍可達(dá)到150MB/s，SATA2.0/3.0更可到300以至600MB/s。下圖是與并行ATA的傳輸線比較：2024/9/22Inspurgroup左邊是串行數(shù)據(jù)傳輸線，右邊是并行數(shù)據(jù)傳輸線

并行ATA和串行ATA的傳輸線比較2024/9/22Inspurgroup電源的輸入接口也與原來的4pin電源不同，需要經(jīng)過轉(zhuǎn)換。

串行ATA的電纜2024/9/22Inspurgroup主板上的SerialATA數(shù)據(jù)線接口SATA控制器2024/9/22Inspurgroup

?針腳數(shù)目大減少，也就全面解決了在ATA標(biāo)準(zhǔn)中存在的數(shù)據(jù)串?dāng)_問題。?數(shù)據(jù)芯線減少，就更能降低電力消耗，減小發(fā)熱量

?起點(diǎn)更高、發(fā)展?jié)摿Ω螅A(yù)計(jì)在2007內(nèi)推出SerialATA3.0標(biāo)準(zhǔn)，到那時(shí)將實(shí)現(xiàn)600MB/s的最高數(shù)據(jù)傳輸率。?

SerialATA的拓展性更強(qiáng)，由于SerialATA采用點(diǎn)對點(diǎn)的傳輸協(xié)議，所以不存在主從問題，這樣每個(gè)驅(qū)動器不僅能獨(dú)享帶寬，而且使拓展SATA設(shè)備更加便利。

SATA接口優(yōu)點(diǎn)2024/9/22InspurgroupSAS簡單的說，SAS是一種磁盤連接技術(shù)。它綜合了現(xiàn)有并行SCSI和串行連接技術(shù)的優(yōu)勢，以串行通訊為協(xié)議基礎(chǔ)架構(gòu)，采用SCSI-3擴(kuò)展指令集并兼容SATA設(shè)備，是多層次的存儲設(shè)備連接協(xié)議棧。

點(diǎn)到點(diǎn)連接目前總線傳輸速度3Gb/s(3Gb/s/8×8/10=300MB/s)針腳定義29PIN，數(shù)據(jù)位8，其它為控制信號、電源和地2024/9/22InspurgroupSas硬盤接口、線纜

2024/9/22InspurgroupSas硬盤和SATA硬盤的區(qū)別2024/9/22Inspurgroup硬盤使用中常見問題標(biāo)稱容量不等于實(shí)際容量計(jì)算方式不同：硬盤廠商對容量計(jì)算方式為1KBytes=1000BytesOS(如Windows)對硬盤容量計(jì)算方式為1KBytes=1024Bytes因此標(biāo)稱的1G容量在OS中就認(rèn)出1,000,000,000÷（1024×1024×1024）＝0.93G，這樣，一塊40G的硬盤會在OS中只顯示為40×0.93＝37.2G。2024/9/22Inspurgroup硬盤背板和模組Sas備板及連接2024/9/22Inspurgroup模組和背板的作用1、硬盤控制器通過硬盤模組支持熱拔插硬盤2、提供良好散熱和溫度報(bào)警3、和RAID卡配合，識別掉線硬盤4、分配硬盤的ID號2024/9/22Inspurgroup2.7RAID2.7.1RAID技術(shù)（RAID（RedundantArrayofIndependentDisks）

?RAID就是獨(dú)立冗余磁盤陣列。

?

RAID通過兩種方法完成了冗余和容錯功能：一種是分段（striping），另一種是奇偶校驗(yàn);

?

RAID技術(shù)即可以在服務(wù)器機(jī)箱內(nèi)部的PCI插槽上插入RAID卡，并連接多塊硬盤實(shí)現(xiàn)，也可以通過連接服務(wù)器外部的專用磁盤陣列柜來實(shí)現(xiàn)RAID技術(shù)。2024/9/22Inspurgroup什么是磁盤陣列（DiskArray）？磁盤陣列就是將兩個(gè)以上的物理磁盤，在邏輯上捆綁在一起，數(shù)據(jù)以條帶的形式順序的保存在各個(gè)磁盤上，對外作為一個(gè)邏輯的設(shè)備提供服務(wù)，磁盤陣列中可包含配置成RAID的磁盤和用于后備的磁盤。多個(gè)磁盤陣列還可以捆綁成大的跨越磁盤陣列，它們只是邏輯上組合在一起。2024/9/22InspurgroupRAID技術(shù)分類：1、按照實(shí)現(xiàn)方法分類：軟件RAID

磁盤陣列直接從主機(jī)CPU獲得RAID指令和I/O命令例如：Windows2000Server硬件RAID

I/O處理由I/O處理器執(zhí)行可以通過下面兩種方式執(zhí)行：（1）PCIHBA

（2）嵌入主板（RAIDOnmotherboard）2、按連接方式分類：外接式內(nèi)置式2024/9/22Inspurgroup軟件RAID2024/9/22Inspurgroup硬件RAID2024/9/22Inspurgroup外接式與內(nèi)接式RAID差別2024/9/22InspurgroupRAID校驗(yàn)在IOP和內(nèi)存之間進(jìn)行運(yùn)算時(shí)，采用的糾錯方式是ECC，ECC利于監(jiān)測并糾正錯誤。在硬盤上寫入的校驗(yàn)數(shù)據(jù)塊采用的運(yùn)算方式是XOR，XOR利于從其他數(shù)據(jù)塊恢復(fù)數(shù)據(jù)。RAID5寫操作中有很大一部分運(yùn)算是XOR，因此要提高性能必須使用專有的處理器或協(xié)處理器進(jìn)行XOR運(yùn)算而不能去占用主機(jī)CPU。RAID知識2024/9/22InspurgroupRAID卡硬件模塊組成IOProcessor，IO處理器，通常為Intel80302/80303，提供RAID數(shù)據(jù)校驗(yàn)計(jì)算、輸入輸出處理等功能。SCSIchip，除零通道外，SCSIRAID卡上都有SCSI芯片來提供SCSI總線通道，用來連接存儲設(shè)備。主機(jī)總線接口，主要為PCI，有PCI64bit/66MHz和PCI-X等類型接口。BatteryBackupUnit，電池備份模塊，提供意外掉電下的數(shù)據(jù)保護(hù)。CacheMemory，緩存/內(nèi)存，提供數(shù)據(jù)從IOP到硬盤之間的緩沖，提高整體性能。FlashROM，用來存放Firmware和BIOSNVRAM，用于保存RAID設(shè)置信息蜂鳴器，在RAID陣列出現(xiàn)意外掉盤等情況下提供聲音報(bào)警，提醒用戶進(jìn)行維護(hù)硬件工作原理2.7.2RAID卡2024/9/22InspurgroupBBU作用我們知道，RAID卡一般帶有64M、128M或更多的內(nèi)存，在讀寫操作中內(nèi)存起到緩沖的作用。IOPDATA內(nèi)存DATA硬盤RAID卡BBU電池模塊工作原理2024/9/22Inspurgroup總線接口ATASATAATA133SATA150…SATA300SATA600SCSISASUltra160Ultra320…SAS(300-600-1200)主機(jī)接口PCI32bitPCI64bitPCI-X…PCI-ERAID卡發(fā)展趨勢—接口2024/9/22InspurgroupAdaptec2120s2024/9/22InspurgroupAdapt