一、核心

    本文中所定义的核心为CPU、内存和芯片组三大块。PC服务器应用在各行各业，为了满足不断增长的运算需求，现代高端的PC服务器普遍采用了双/多CPU的架构（SMP），内存和芯片组也使用了特殊设计。

    1、CPU-SMP

    PC服务器中的双/多CPU多以SMP形式出现。SMP(对称多处理)全称是Symmetrical Multi Processing，是一种广泛应用于服务器、图形工作站等高端运算领域的并行处理技术。它使用两颗或多颗CPU同时进行工作，这种架构中，同时有多个CPU运行软件的单一复本，可提高运算效率。一些对CPU要求较高的软件中，SMP架构性能凸现，大幅度领先于单CPU架构。PC服务器普遍采用8路CPU的SMP架构，8路以上服务器大多采用大型机中的NUMA架构。

    SMP技术对CPU是有要求的：首先，CPU中必须有APIC（可编程中断控制器）单元，这也是SMP技术的基本保证。CPU可以彼此发送中断信息完成信息交换，并可以相互进行协调控制。除了CPU内置的APIC单元外，主板上还要安装一个I/O APIC以处理I/O设备引起的中断。这也是支持SMP的CPU价格昂贵的原因。其次用来组建SMP架构的CPU核心必须完全相同，且频率一致，否则无法点亮系统。下图为采用Xeon CPU的典型SMP架构。我们看到，4颗CPU使用一条3.2GB/s的总线与北桥芯片连接，北桥芯片又和内存连接，所以每颗CPU分得了800MB/s的内存带宽。

     AMD的Opteron大家一定也不陌生，它也是一款服务器的CPU。由于其内部集成了内存控制器，所以每颗CPU拥有了独立的内存通道，是一种高性能的SMP架构。在IBM、HP等厂商的鼎力支持下，Opteron快速发展，并抢占了一部分Intel的市场，下图为4路Opteron的SMP架构。CPU之间用6.4GB/s的HT总线连接，每颗CPU可得到5.4GB/s的独立带宽，达到了比Xeon架构更强的I/O能力。

    2、内存-ECC

    内存的稳定性直接影响到整机的稳定性，为了保证服务器的工作稳定，在服务器中使用的内存都要求有ECC功能。

    ECC是（Error Checking and Correcting）错误检查和纠正。它同SMP一样，也是一种服务器中的内存纠错技术。ECC和奇偶校验(Parity)类似。绝大多数错误ECC可以纠正，而Parity只能检测到错误。经过ECC的纠错，计算机的操作指令才可以继续执行。

    ECC内存使用额外的bit存储一个用数据加密的代码。当数据被写入内存，相应ECC的代码与此同时也被保存下来。在读取数据时，原ECC代码就会和读数据时产生的ECC代码做比较。结果相同，则被视为无错；结果不同，则两个代码被译码，继续找到出错的那一位数据。出错的数据被抛弃，内存控制器随即再写入正确的数据。这就是ECC内存的工作原理，这一过程中虽然传输速度会受到一定影响，但在“稳定压倒一切”的服务器中，ECC起到了重要作用。

    ECC技术集成在内存中，要占用内存位宽。DDR内存的标准位宽是64位，加入ECC后，位宽为64+64÷8=72位。早期的SIMM内存，标准位宽是32位，加入ECC后为32+32÷8=36位。位宽的增加对内存颗粒要求更高，所以服务器的ECC内存价格不斐。

    3、芯片组

    相比技术含量较高的CPU等其它部件，芯片组只是为它们提供稳定的平台支持。服务器芯片组厂商中规模较大是通讯芯片制造商Broadcom旗下的子公司ServerWorks，是Intel服务器的主要芯片组供货商。ServerWorks崛起之时正逢Intel服务器芯片组业务处于青黄不接之时。当时其产品因为技术的瑕疵与支持Rambus内存技术而受创，因而Intel芯片组想打开服务器市场举步维艰。但随后Intel大力研发DDR内存芯片组抢回了一定的市场份额。为了区别于PC和Rambus内存的芯片组，Intel在服务器芯片组使用了不同的命名方式：E7XXX和E8XXX，E7XXX表示IA-32架构，E8XXX表示以Itanium为主的IA-64高端芯片组。

    无论是E7还是E8，它们都抛弃了Rambus而转向双通道DDR，特别是E7500，首次在SMP架构中使用了双通道DDR，加速了DDR技术的成熟和普及。此外，一些一线主板厂商利用其强大的研发能力使875P也支持双Xeon，拓展了高端PC服务器主板的选择范围。最近，由于Intel的积极研发，使其下一代64位Xeon(Nocona)也有了合适的双路平台——E7525。

E7500（点击看大图）

    AMD也一样，推出了许多自家的芯片组，并且得到了其它厂商的协助。AMD8XXX，nVIDIA的nForce4和HP的F8等芯片组，都是Opteron不错的搭档。由于Opteron集成了内存控制器，所以基于Opteron的服务器芯片组性能差别不大，大多是靠功能去竞争。

    至于芯片组中的SCSI控制器和PCI-X标准，在后文会详细介绍。