计算机服务器硬件组成

一、计算机分类

1、按规模划分:

(1)超级计算机:Super Computer,又称巨型计算机,应用于国防尖端技术和线代科学计算中,巨型机的运算速度可达每秒百万亿次,“天河一号”为我国首台千万亿次超级计算机。
(2)大型计算机:具有较高的运算速度,每秒可执行几千万条指令,而且有较大的存储空间,往往用于科学计算、数据处理或者作为网络服务器使用。
(3)小型计算机:指采用精简指令集处理器,性能和价格介于PC服务器和大型主机之间的一种高性能64位计算机,在中国,小型机习惯上用来指UNIX服务器。
(4)微型计算机:指采用 X86 CPU 架构的PC服务器,中央处理器(CPU)采用微处理器芯片,体积小轻便,广泛应用于商业、服务业、工厂的自动控制、办公自动化以及大众化的信息处理。

2、按功能和角色划分:

(1)服务器
即Server,计算机的一种,通常是网络中为客户端计算机提供各种服务的高性能的计算机,服务器在网络操作系统的控制下,将与其相连的硬盘、磁带、打印机及昂贵的专用通讯设备提供给网络上的客户站点共享,也能为网络用于提供集中计算、信息发布和数据管理等服务。

服务器按应用功能可分为:
Web服务器、数据库服务器、文件服务器、中间件应用服务器、日志服务器、监控服务器、程序版本控制服务器、虚拟服务器、邮件服务器、打印服务器、域控制服务器、多媒体服务器
(2)客户机
即Client,向服务器提出请求,需要服务器为止提供相应的服务和支持的计算机。

3、服务器按外形分类:

PC服务区常见的三种外形:

  • 塔式(Tower)服务器
    机箱以及结构和平时使用的立式PC差不多,机箱空间大,主板扩展性较强,插槽较多。不适用于互联网业务公司,尺寸不标准。
  • 刀片式(Blade)服务器
    更高的密度,集中管理,高性能、灵活扩展、按需配置,实现高可用和高密度。
  • 机架式(Rack)服务器
    现阶段主流服务器,有标准尺寸。配合机柜统一使用,便于统计管理,高密度,节省空间。
4、服务器硬件组成(也遵守冯诺依曼体系):

电源、硬盘、CPU、网卡、内存、PCI、风扇

4.1服务器硬件—CPU:

CPU:Central Processing Unit ,即中央处理器,由控制器和运算器构成,是整个计算机系统中最重要的部分。

4.1.1 CPU架构:

  • CISC:
    Complex Instruction Set Computer,复杂指令集
  • RISC:Reduced Instruction Set Computer,精简指令集(大部分使用)

4.1.2 CPU类型:

  • X86:CISC
  • ARM: Acorn RISC Machine 高通,华为麒麟(商业产品,要收费)
  • RISC-V 阿里玄铁910(第五代,跨时代架构,硬件里的Linux,开源免费的)
  • MIPS 龙芯
  • Power: IBM
  • Powerpc: apple,ibm,moto
  • UItrasparc: Sun
  • Alpha: HP
  • 安腾:compag

4.1.3 服务器CPU公司

  • Intel:
    Xeon 至强
    Itanium 安腾
  • AMD:Althlon MP
  • IBM: Power

按照CPU体系架构来区分,服务器主要分为两类:

  • X86服务器:采用CISC(复杂指令集)架构服务器,即通常所讲的PC服务器,它是基于PC机体系结构,使用Intel或其他兼容X86指令集的处理器芯片的服务器,目前主要为Intel 的Xeon E3、E5、E7系列,价格相对便宜,兼容性好,稳定性较差,安全性不算太高。
  • 非X86服务器:采用RISC(精简指令集)或EPIC(并行指令代码)处理器,主要采用UNIX和其他专用操作系统的服务器,CPU主要有IBM的Power PC、MPIS的MPIS、SUN的Sparc、ComPaq的Alpha、HP的PA-RISC、Intel研发的EPIC安腾处理器等。这种服务器价格昂贵,体系封闭,但是稳定性好,性能强,主要应用在金融、电信等大企业的核心系统。
4.2 微处理器:

1971年世界上第一个微处理器—4004,Intel公司的工程师发明,性能很低,集成度却很高。后来就进入了X86时代。

CPU考核指标:
(1) CPU主频:主频是CPU的时钟频率(CPU Clock Speed),是CPU运算时的工作频率(1秒内发生的同步脉冲数)的简称。单位是Hz,一般来说,主频越高,CPU的速度越快,由于内部结构不同,并非所有的时钟频率相同的CPU的性能都一样。
(2) 外频:系统总线的工作频率,CPU与外部(主板芯片组)交换数据、指令的工作时钟频率。
(3) 倍频:倍频则是指CPU外频与主频相差的倍数
三者关系是:主频=外频×倍频
(4) 高速缓存(cache):高速交换的存储器,CPU缓存一般分为一级、二级、三级缓存,即L1、L2、L3。
(5) 内存总线速度(Memory-Bus Speed):一般等同于CPU的外频,指CPU与二级高速缓存和内存之间的通信速度。
(6) 地址总线宽度:决定了CPU可以访问的物理地址空间。

4.3 服务器硬件—主板、内存、外存、硬盘:

4.3.1 主板 mainboard:
安装在机箱内,是计算机最基本的也是最重要的部件之一。
主板一般为矩形电路板,上面安装了组成计算机的主要电路系统,一般有BIOS芯片、I/O控制芯片、键盘和面板控制开关接口、指示灯插接件、扩充插槽、主板及插卡的直流电源供电接插件等原件。
4.3.2 内存:
内存是介于CPU和外部存储之间,是CPU对外部存储中程序与数据进行高速运算时存放程序指令、数据和中间结果的临时场所,它的物理实质就是一组具备数据输入输出和数据存储功能的高速集成电路。
内存是CPU能直接寻址的存储空间,由半导体器件制成,特点是存取速度快。
计算机中所有程序的运行都是在内存中进行,因此内存的性能对于计算机的影响非常大。

外存:硬盘、U盘、软盘、光盘

内存和外存的区别:
内存断电后数据丢失、外存断电后数据可以保存。

4.3.3 服务器内存常用技术:

  • 在线备用内存技术
  • 内存镜像

容量:即该内存的存储容量,单位一般为GB。
内存带宽
指的是内存与北桥芯片之间的数据传输率。
单通道内存控制器一般都是64-bit的,8个二进制位相当于1个字节,换成字节是64/8=8,再乘以内存的运行频率,如果是双通道内存就要再乘以2

计算公式:内存带宽 = 内存总线频率 × 数据总线位数 / 8

4.3.4 硬盘:
常见的硬盘接口种类:

  • IDE:电子集成(驱动器,早期家用电脑常用接口,并行)
  • SCSI:小型计算机系统接口,早起的服务器常用接口(并行)
  • SATA:家用电脑常用的接口(串行)
  • SAS: 目前服务器上主流的接口(串行)
  • 光纤通道:高性能服务器上采用的接口
  • M.2 :固态硬盘接口,性能更强。(目前未来的发展趋势)

结构分类:

  • 机械硬盘HDD(Hard Disk Drive)
  • 固态硬盘SSD(Solid State Drive)

机械硬盘:

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