【IT168 专稿】网卡是服务器中最重要的部件之一,因为服务器离了网卡就不能称之为服务器,最多只能算是一台普通的单机。但做为最重要的部件之一,服务器网卡很多时候都处于一种“养在深闺人未识”的局面,这显然不利于消费者对这类产品的认知与选用,目前服务器网卡市场究竟怎么样呢?
一、集成化是大势所趋
同桌面网卡被广泛整合在主板中一样,服务器网卡在服务器中亦被广泛集成,这也是成为目前服务器网卡技术发展的主流方向之一。例如,某款刀片式服务器机箱有八排RJ-45 LAN端口,这八排端口对应于机箱的八个刀片插槽,每排有四个端口(机箱两侧各有两个),这些端口对应于每个服务器所集成的四个网卡端口。
而根据市场与服务器应用的需要,目前的服务器主板都整合有双或多服务器网卡。例如华硕的P5M2-E单CPU服务器主板提供有两个以太网端口,而P5M2P-E/4L和P5M2-E/4L单CPU服务器主板则具备quad Gigabit PCIe Ethernet,具备四个以太网端口,总共可以提供4Gigabit的吞吐能力。而一些高端主板甚至会配8个网卡乃至更多的网卡端口,如一块主板标配四个千兆网卡、四个光纤网卡等等,这有利于提升服务器集成网卡在进行高端应用时的传输性能与冗余性。

图1 Broadcom NetXtreme II 5708芯片
在服务器主板集成的千兆网卡芯片方面,Broadcom(博通)和Intel的产品较为常见。如常见的Broadcom NetXtreme系列千兆网卡芯片(包含5700、5701、5703、5704、5714、5715、5721、5780等),其采用了先进的制程、主流的封装,和其上一代产品相比它进一步降低了千兆以太网连接所需的器件成本、电路板空间及功耗。
Broadcom博通NetXtreme II系列网卡,包含5706、5708、5709等款芯片。以NetXtreme II 5709双端口以太网PCI-Express网卡为例,其带TOE(TCP/IP卸载引擎,可提高双向吞吐量和性能)和iSCSI卸载功能。传输速率为10/100/1000Mbps,支持LAN唤醒。支持iSCSI引导、接收端扩展(RSS)、TCP/IPv4/IPv6校检、802.1q VLAN标记、IPMI管理直通功能、链路聚合和负载平衡、巨型帧等高级功能。可实现自动链路聚合和负载平衡(适用于异构故障转移并提高吞吐量),多引导代理支持RPL、BootP和PXE。
Intel则有8254X系列(如82540EM、82540EP、82541EI、82541GI、82541PI、82543GC、82544、82544EI、82544GC、82545EM、82545GM、82546EB、82546GB、82547EI、82547GI等)、8256X系列(如82563、82564、82566、82567等)、8257X系列(如82571EB、82572EI、82573E、82573L、82573V、82574、82575EB、82576等)千兆网卡芯片被服务器主板广泛整合与集成。

图2 在服务器主板上网卡是最重要的集成部件之一
如常见的英特尔82546EB千兆以太网控制器是一种双端口单芯片系统,主要用于服务器;英特尔82545EM千兆以太网控制器是一种双端口单芯片系统,主要用于工作站;英特尔82572EI千兆位控制器,可在多个CPU上实现负载均衡,兼容x4、x8和x16全高/超薄PCI Express插槽,支持2个LC接口、1000BASE-SX多模光纤,支持在多个CPU上实现负载均衡,兼容x1、x4、x8和x16全高/超薄PCI Express插槽,支持双RJ-45端口,支持大多数网络操作系统(NOS)、5类非屏蔽双绞线,支持远程管理。
二、独立网卡向PCI-E过渡
通过主板或服务器对网卡及网络模块进行整合与板载,可减少独立服务器网卡插接引起的故障,但对于需要升级的用户或从可升级性上来考虑,独立的服务器网卡仍是必不可少的服务器网络设备。例如很多早期建设的企业局域网,其网络设备大多已落后于现有网络应用,用独立的服务器网卡对其升级已变得势在必行。

图3 Intel服务器网卡的做工已不输普通显卡
从接口来看,服务器网卡已从ISA、PCI、PCI-X时代向PCI-E时代进军。目前,PCI-X接口的服务器网卡在市场上仍很常见,对于需要升级的服务器用户其不可或缺。PCI-X接口是PCI接口的增强产品,众所周知,PCI接口要想满足千兆服务器网卡的需求有些捉襟见肘,而随着PCI接口的更新版本PCI-X接口的出现,大大缓解了这种窘境。PCI-X和PCI接口相互兼容,但PCI-X接口在技术上进行了革新,其一改过去的32位,采用64位宽度来传送数据,所以频宽自动就倍增两倍。
并且PCI-X可以提供象PCI-X 533这样的接口,其接口位宽为64位,另有16位选项。频率为133MHz Quad Data Rate,支持Hot Plugging、3.3/1.5V、ECC supported等技术,可提供4.26GB/s的速率,可更好的为SCSI、iSCSI、光纤信道(Fibre Channel)、10GBit以太网络和InfiniBand等传输装置提供频宽。
而随着PCI-E技术在主板上的全面应用,服务器网卡的接口也悄然在向PCI-E接口转变。PCI-Express接口大家已很熟悉,在此我们就不做详细介绍了。做为新一代主流接口,PCI-Express接口能提供完全满足千兆乃至万兆网卡需求的传输频宽,而不会形成传输瓶颈。

图4 PCI-E接口的服务器网卡已成市场新宠
而随着PCI-E这种新一代主流接口的普及应用,在单个PCI Express插槽中应用2个乃至多个千兆位光纤服务器网卡成为可能。而凭借这种先进的服务器特性,用户可实现更多千兆位的可扩展性,节省宝贵的PCI-Express服务器插槽。
目前较具代表性的PCI-E服务器网卡很多,如英特尔PRO/1000 PT、PRO/1000 PF双端口服务器网卡是英特尔开发的第五代千兆位以太网网卡,其都选用了PCI-E接口来保证千兆位以太网连接的优先性能,并且同时不会占用总线带宽。在多处理器系统中,当它们与微软的接收端扩展技术或Linux中的可扩展I/O结合使用时,都能有效的均衡多个CPU之间的网络负载,改善网络性能。
三、千兆正当红万兆正当兴
千兆服务器网卡仍是目前市场的主流,这点毋庸置疑,但随着万兆交换机在高端应用领域的普及化,及高性能计算群、整合的局域网和iscsl流量、备份存储和网络附加存储数据库链路、数字编辑、科学与商业模拟,以及协作、纵向扩展整合服务器、WEB服务器上的实时视频流等应用领域对网络带宽需求的增加,万兆网卡也正在市场上受到越来越多的用户的关注。
对于高端应用来说,是该选择多口千兆网卡还是直接选用万兆网卡的争论也渐起。对于速率为4Gbps内的连接来说,价性比更高的多口千兆网卡的可选性仍存在。而对于高端服务器用户来说,万兆网卡的选择或许更明智,除非你偏爱在一台服务器上安装看起来更壮观的10块千兆网卡。
在万兆网卡的市场推广上,Intel走在了前列,其在2004年就已推出了适用于高端服务器领域的万兆以太网(10GbE)网卡,破解了以前使千兆以太网(1GbE)服务器连接无法在数据中心进行大规模部署的成本和技术障碍。可满足服务器集群、网络存储、医疗成像和图形设计等服务器带宽密集型应用。支持距离在10千米以内的应用,如地区数据中心通信。

图5 “普及型”万兆网卡的价格正降到多数服务器用户可轻松接受的范畴
而目前的万兆服务器网卡在保持高性能的同时,更低成本也成为其重要的寻求发展因素。如Intel推出的可用铜芯电缆连接的10GbE适配器“Intel 10 Gigabit AF DA Dual Port Server Adapter”就是这样的产品,其支持FCoE,通过采用FCoE,可使用以太网使用存储区域网络(SAN)使用的传输技术“光纤通道(Fibre Channel)”,可减少数据中心内硬件及电缆的使用,降低功耗及费用。具备“SFP+Direct Attach”功能,附带SFP+规格的路由器接口,可进行最大10米距离的10GbE连接。
除此而外,Intel目前在市场上还有10 Gigabit CX4双通道服务器网卡、10 Gigabit SR双端口服务器模组、10 Gigabit XF LR服务器网卡、10 Gigabit XF SR服务器网卡等产品,值得有此需求的用户关注。
其中,基于Intel 82598EB 10GB以太网控制器的新一代Intel 10GB XF SR服务器网卡旨在满足需要高带宽应用程序的吞吐量和延迟要求,同时以极低的功耗提高能效,是部署多核处理器服务器以及苛刻应用(如高性能计算、数据库群集和按需视频点播)用户的理想选择。
而PRO/10GBE CX4服务器网卡同属于英特尔第二代万兆以太网网卡,它标志着英特尔首次通过铜线实现了短距离CX4铜线的万兆位性能。它主要用在使用长度不超过15米的CX4铜线所建立的万兆位以太网连接中,能实现运行速度达133MHz的64位外设组件互连扩展(PCI-X)连接,免除了昂贵的专有网络拓扑结构,改进了网络效率,使得成本极大的降低。适用于多种数据中心应用,例如高性能计算群、整合的局域网和iscsl流量、备份存储和网络附加存储数据库链路、数字编辑、科学与商业模拟,以及协作、纵向扩展整合服务器、WEB服务器上的实时视频流等用户群选用。
后记:与普通桌面网卡相比,服务器网卡有更佳的传输速度、更低的CPU占用率、更好的稳定性和安全性,这让服务器网卡在服务器领域有着无可替代的地位。可更好的满足用户需要高带宽应用程序的吞吐量和延迟要求,是服务器用户的理想选择,值得关注!