【IT168评测中心】服务器按架构分主要可以分为塔式和机架式,随着对计算能力需求的提升,机架式逐渐成为了主流,特别是在场地、散热等费用昂贵的数据中心里面,只有在小型的工作组环境下,才可以看到塔式服务器。
近年来对计算密度的要求提升更快,于是出现了刀片服务器,多个服务器共用散热和供电的它还能带来电力、空间上的优势,最终提升了整体的资源利用效率并节约了成本。
然而,刀片式服务器还算是一个新兴的形式:它尚未有一个统一的标准,不同的厂商,如IBM、HP等,都具有不同的刀片标准,厂商与厂商之间的产品互不兼容,并不具有互操作性。SSI(Sever System Infrastructure)服务器系统基础架构论坛(www.ssiforums.org)瞄准了这个巨大的空白区域,在去年7月份推出Modular Server Specification模块式服务器规范,目标就是为业界提供一个开放的、标准的模块化服务器标准,可以使用规范的接口和部件技术,从而降低刀片服务器的建造、维护成本。SSI打造了不少服务器架构的标准,如,服务器里沿用多年的EPS/EPS12V电源规范,实际上就是SSI电源规范的一小部分(SSI电源规范也只是SSI架构的其中一部分)。
很快地,Intel推出了MSS规范相应的实物:Intel Clear Bay平台。我们测试了Intel最新推出的Clear Bay模块式服务器平台,虽然Intel并没有称其为刀片服务器,不过这个符合SSI MSS规范的集成了6个计算模块的6U大型服务器当然属于刀片系列,不过,和一般的刀片服务器不同的是,这台Clear Bay的所有计算刀片都共享一个相同的存储子系统,而不是仅仅通过交换机连接在一起的普通刀片,从这点上看,Intel Clear Bay平台还带有存储虚拟化的概念,这也是MSS规范相对于当前各不兼容的刀片服务器产品的一些先进之处。
Sever System Infrastructure Modular Server Specification实物:Intel Clear Bay
Intel擅长营造生态圈,像推行一个标准/发布一个服务器平台这样的事情自然少不了其他厂商,我们测试的平台来自Inspur浪潮,目前国内共有三家厂商推出了这样的产品,另外两家是联想和保德。国外厂商当然也会推出这样的产品。
从正面板来看,我们一眼就可以看出这台刀片服务器是6U高度,因为它提供了6个1U的计算刀片,不过并不是全宽度的,因为计算刀片里面并没有集成硬盘(当然,位置是预留了的)。
这台服务器正面板被分为了两大区域,右边是计算刀片区域,左边则是存储区域,我们可以看到一共提供了14个2.5英寸热插拔硬盘槽——自然,这些硬盘槽都是SAS接口。最下方的模块并不是存储,当然也不是计算,它是一个风扇散热模块,在后面我们将会介绍。
后面板的内容比较多,这里也可以分为三大区域,最左边的是大型风扇散热模块区域,中间的则是功能模块区域,右边则是电源模块/风扇散热模块区域。可以看出,我们测试的样品没有满配。
模块服务器当中的计算模块,就是一般刀片服务器所说的刀片,我们可以看到这个计算模块很像一个1U高度的机架式服务器,只不过要窄一些。
前面板右方具有6个刀片计算模块的位置
每个计算模块前方具有2个USB接口和1个D-SUB VGA接口,此外还有Power开关和充足的指示灯
刀片计算模块的背板
从布局上看,刀片计算模块和一般的1U机架式服务器是很像的,不过刀片服务器的存储、管理功能都要靠背板实现,这点和普通机架服务器不同。Intel刀片计算模块还预留了2个2.5寸硬盘位置,就是上图的左下方。
刀片模块的配置可以很灵活,因为要根据服务器的角色来决定配置,例如数据库服务器就需要强劲的CPU。我们测试的配置是两个Xeon 5335处理器,当然,它也能支持Intel的45nm Xeon 5400处理器
在内存支持方面没有简化,提供了4个内存通道,共8条内存插槽,这样就最多可以支持32GB的FBD内存,可以满足各种需求。我们测试的样品只使用了两个内存通道,将内存加到4条会明显提升内存的带宽性能。
ATI ES1000 PCI显卡
刀片服务器的特点是配置可以非常灵活,然而Intel模块化服务器相比还要更灵活,因为我们可以看到它没有内置存储,可以根据需要随时安排不同的容量以及分配不同的IO能力,同时Intel模块化服务器也预留了内置的存储位置,可以满足传统的需要,这让其灵活性远比传统服务器强大。
由前面可以知道这台模块化服务器的计算模块是没有存储的,它采用了共享SAS存储,这个设计对于ClearBay平台而言,实在是再适合不过了。
Intel充分利用了SAS存储的双端口功能,其刀片计算模块通过背板上的两块存储模块(标注为SCM的模块)与前面板的SAS磁盘阵列通信,由于具备了两个模块,Intel模块化服务器的所有刀片都能具备了冗余的存储链路,可靠性大为提升。
存储模块实质上是一个SAS阵列卡。SAS天生就具有很强的扩展性,因此用户还可以通过这个存储模块的外置端口扩充存储能力,同样,这个外置存储也因为双存储模块而具备了冗余能力
SAS和网络很相像,所有的刀片都通过SAS控制卡连接到SAS存储模块上(实际上就是SAS阵列卡),SAS存储模块再连接到终端SAS硬盘上。单个SAS域可以支持最多16384个SAS设备,并且同一个设备可以链接多个SAS域,因此Intel模块化服务器的存储能力不容小视
可以看到这个背板结构和刀片模块等都是一致的
SAS存储模块内部结构
阵列卡自然就拥有内存
当然,备份电池亦不可少
存储模块采用的处理器方式是 CPLD(Complex Programmable Logic Device),就是复杂的可编程逻辑元件,CPLD是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路,它的硬件结构设计可由软件完成(相当于房子盖好后人工设计局部室内结构),因而它的设计比纯硬件的数字电路具有很强的灵活性,CPLD方面的世界权威公司包括了Altera、Lattice、Xilinx,我们可以经常在嵌入式产品上看到他们
前面我们说SAS域像一个网络,这下真正的网络控制器就出现了:Intel 82551ER是一个10M/100Mbps以太网卡,这是用来远程管理阵列卡的,由于采用了共享式存储结构,因此存储控制就需要单独拿出来,从这点上看,存储模块也像是一台小的计算机。
要为总共6个刀片提供存储能力,如果靠3.5英寸硬盘,势必会受到数量上的限制,因此采用2.5英寸硬盘刚好合适
2.5英寸企业级硬盘可以提供很高的存储密度,假若用户觉得IO能力仍然不足,还可以选用15K RPM的型号。同样,容量方面也可以很灵活地扩展
Intel模块化服务器总共提供了14个2.5英寸SAS热插拔槽
刀片式服务器比机架式服务器最大的区别在于其内置了网络交换机,Intel ClearBay也不例外,它还可以支持双机冗余设计。
两个网络模块总共可以提供20个千兆端口,可以为6个刀片提供充足的网络带宽
存储模块和交换机模块都采用了双机冗余的形式,只有一个模块不是,它就是管理模块。
最中央的就是管理模块,标注为MM
管理模块提供了标准的9针串口和10M/100Mbps以太网端口进行管理
管理模块内部结构
Intel PRIXP425ABD是一个网络处理器,所谓的网络处理器,其实和单片机也差不多,IXP425集成了10M/100M以太网控制器以及Intel XScale RISC处理器(兼容ARM架构),并提供PCI接口和集成USB 1.1控制器,我们怀疑这个USB 1.1控制器就是KVM光驱性能低下的原因。在操作系统来看,网络模块模拟出USB光驱以及USB键盘鼠标,并连接到刀片上
前边也有提起过,Xilinx是著名的CPLD厂商,同时它也是著名的FPGA厂商(FPGA性质和CPLD很相似),Spartan就是Xilinx的经典产品,这个芯片起到类似处理器的作用
Micrel Semiconductor的KSZ8001S是网络的PHY层收发器
开机之后,Intel ClearBay发出巨大的轰鸣声,它的散热效果非常好。
ClearBay的前面板和后面板都分布了散热模块
这是后面板左侧的模块,配置了12cm风扇,内部默认就是双风扇结构,并具备冗余能力
后面板右侧的散热模块是和电源模块互用的,里面包含了两组较小的冗余风扇
前面板左下方的风扇模块
包含了三组冗余风扇
对照前面可以看出,所有的风扇模块的控制器其实都是相同的
刀片服务器还有一个特点是电源利用效率高,因为所有的设备都共享供电模块
电源是一个故障率较高的部件,因此Intel 3+1的热冗余电源可以提供足够的可靠性,这些电源模块的单块功率就达到了1050W,比起一般的机架电源更强劲
来到这里,我们对Intel ClearBay平台的硬件已经会有一个很清晰的认识了,通过将存储、网络等都做成模块的形式,ClearBay的配置非常灵活,最高性能也比一般的刀片要强。在下一篇文章,我们将会介绍Intel ClearBay平台独特的管理界面。