服务器部件基础.ppt

2020 3 17 Inspurgroup 提纲 第一章 服务器的定义 特点第二章 服务器部件技术及发展趋势 2020 3 17 Inspurgroup 第一章服务器的定义 特点及分类 1 1服务器的定义和系统结构1 2什么是IA架构服务器1 3服务器与PC机的区别 2020 3 17 Inspurgroup 服务器的定义 服务器是计算机的一种 负责侦听网络上客户端的服务请求并提供相应的服务 服务器定义的两层含义一是服务器是生存在网络计算环境中的二是它在网络计算中向网络的其他机器提供服务 1 1服务器的定义与系统结构 2020 3 17 Inspurgroup 服务器的系统结构 结构概述 与PC一样都是采用冯 诺依曼体系结构 既由运算器 存储器 控制器 输入设备和输出设备五大基本组成部分组成计算机系统 下图为计算机的基本组成框图 输入设备 运算器 存储器 控制器 输出设备 2020 3 17 Inspurgroup 存储器 在计算机系统中 存储器是用来存储程序和各种数据信息的 规模较大的存储系统通常分为若干级 下图为常见的三级存储体系 中央处理器 缓冲存储器 主储存器 后援存储器 2020 3 17 Inspurgroup 第一个层次是服务器的处理器 内存和系统总线 这个系统是服务器的核心部分 对服务器的计算能力和服务器的数据吞吐能力有关键影响第二个层次是服务器的I O总线及外设 这个系统对服务器的数据存储能力和与外界交换数据的能力有很大影响 服务器系统可分成二个层次 服务器从不同方面主要有四种分类方法 1 按CPU类型分 RISC 精简指令系统 架构服务器 CISC 复杂指令系统 架构服务器 服务器的分类和对比 2 按应用规模分类 企业级 计算中心级 服器 部门级服务器 工作组级服务器 接入服务器主要作用是从客户端收集服务器请求并形成一个交易 应用服务器主要作用是是一个交易执行者 资源服务器则更象是一个仓库和银行 它代表着资源 3 根据最新的INTERNET计算模式分类 4 按服务器的外形结构分类 塔式服务器 机架式服务器 刀片式服务器 2020 3 17 Inspurgroup Reliability 可靠性 指一个部件或系统能不间断的使用多长的时间 Availability 可用性 用系统的正常运行时间和使用时间百分比来衡量 Scalability 可扩展性Usability 易用性 指系统的硬件和软件易于维护和修复的功能 Manageability 可管理性 RASUM特性 2020 3 17 Inspurgroup 第二章服务器部件技术及发展趋势 提纲 2020 3 17 Inspurgroup CPU技术 内存技术 总线技术 芯片组技术 硬盘接口技术 RAID技术 服务器的基本部件技术 2020 3 17 Inspurgroup CPU 中央处理器 计算机系统的核心运算部件 它的性能是计算机的主要绝对因素 提高CPU性能主要是提高其运算速度 2 2CPU技术 2020 3 17 Inspurgroup 2020 3 17 Inspurgroup 2 2 3CACHE技术简介设置在CPU内部的存储区域 通常将系统最常用的指令放在CACHE中 减少重复调用指令的时间一般CPU内部CACHE空间较少 根据使用频度可以设置多级 包括一级缓存 L1Cache 二级缓存 L2Cache 二级缓存比一级缓存的速度低5倍 在IntelXEONMPCPU还有三级缓存 L3Cache 2020 3 17 Inspurgroup Cache的大小影响服务器的性能 XEON处理器 Intel为了增强自己在高端产品 图形工作站和服务器领域同RISCCPU的竞争力 先后于99年的第一季度推出Pentium Xeon和Pentium Xeon 至强处理器 Xeon 与当时的奔腾 Pentium 相比 使用了相同的封装方式 相同的指令集 相似的设计思想 但有以下几个方面的特点 PentiumXeon的二级缓存 L2 容量可以扩至2MB 使得CPU更能在高速缓存中找到需要的数据 而不必访问速度较慢的主存 使用CPU内部温度传送器允许系统主动控制CPU工作温度状况 CPU内部采用错误监测和纠正 ECC 机制可以自动更正位 bit 错误 对双位bit错误进行报警 有效地保护重要数据 高达4GB地可寻址内存空间和64GB地系统物理内存 支持多CPU地SMP技术 现代Xeon则是作为intel的高端处理器形象出现 现在基本已经形成如下格局 高端Xeon 中端Core2 低端Celeron 其中Xeon由于可以使用多处理器技术 因此尤其受到多任务用户推荐 2020 3 17 Inspurgroup Intel486处理器 1989年 Intel发布了486处理器 这款经过4年开发和3亿美金投入的处理器首次突破了100万个晶体管大关 主频也从25MHz逐步提高到33MHz 40MHz 50MHz 66MHz 此时 处理器工艺已经全面采用了1微米工艺 并且在芯片内集成了125万个晶体管 2020 3 17 Inspurgroup IntelPentiumMMX处理器 1993年 采用800纳米的奔腾 Pentium 的出世 让CPU全面从微米时代跨入了纳米时代 奔腾含有310万个晶体管 代表型号有Pentium60 60MHz 和Pentium66 66MHz 此后 Intel又推出了奔腾75MHz 120MHz 制造工艺则提高到500纳米 此后CPU发展直接就跳转至350nm工艺时代 1995年的intelpentiummmx处理器是350nmcpu的典型代表 2020 3 17 Inspurgroup IntelPentium 处理器 1997年 Katmai及Confidential核心的Pentium 采用0 25微米制造工艺 集成900万个晶体管 支持包含70条新指令的SSE指令集 早期版本采用Slot1接口 其中Katmai核心的产品运行在100MHz外频下 主频为450MHz 500MHz 550MHz 这时的CPU外型有些现在最新CPU的雏形 2020 3 17 Inspurgroup IntelPentium4处理器 1999年 采用0 18微米工艺的处理器主要有Pentium Coppermine核心 Pentium4 Willamette核心 等产品 Coppermine 铜矿 核心的Pentium 集成了950万个晶体管 主频为500MHz 1GHz 核心电压1 65V 片内集成256KB全速二级缓存 系统总线频率有100MHz和133MHz两种 接口为socket370Pentium4处理器的开山之作 性能平平的Willamette 它集成了4200万个晶体管 主频为1 3GHz 2GHz 二级缓存为256KB 外频为100MHz FSB 前端总线 为400MHz 核心电压为1 75v 有Socket423 478两种接口 2020 3 17 Inspurgroup IntelPentium4处理器 2001年进入了130nm时代 Intel推出了性能非常出色的Tualatin 图拉丁 Pentium 作为Intel在Socket370架构上的 绝唱 Tualatin核心处理器的电压降至1 5V左右 主频范围在1GHz 1 4GHz 二级缓存有512KB Pentium S 和256KB Pentium 和赛扬 Pentium4C也是0 13微米时代的强者 其最大特点是支持800MHz前端总线 集成了5500万个晶体管 支持HT超线程技术2002年 Pentium4Xeon处理器的第一代核心Prestonia发布 Prestonia核心处理器也采用了先进的0 13微机制造工艺 但是Prestonia核心最大的优势就是增加了对Hyper Threading 超线程 的支持 socket603 604 2020 3 17 Inspurgroup IntelPentium4E处理器 2004年推出核心为Prescott的Pentium4E处理器 在此次推出的Pentium4E处理器中 一个显著的特点就工艺再次改进为90nm 集成了1亿个晶体管 其中首批90nm处理器型号为3 40EGHz 3 20EGHz 3 00EGHz 2 80EGHzP4 E 后缀商标 支持超线程技术 800MHz前端总线和1MB二级缓存 socket478接口 但工艺的提升 没有使得功耗降低 主频的提升 使得Prescott功耗开始走高 2020 3 17 Inspurgroup IntelPentiumD处理器 2005年 intel推出了PentiumExtremeEdition955 标志着Intel进入一个新的阶段 65nm时代的来临 尽管新品均采用65nm工艺制造 但其TDP ThermalDesignPower 依然为130W 工作电压需要从1 2v到1 375V 机箱内部温度不能够超过68 6度 不过 Preslers无论在制造工艺还是架构变革方面都有了非常大改进 包括独立的双L2Cache设计 以及制造工艺较90nm产品有了非常大的改观 2020 3 17 Inspurgroup CPU LGA771Xeon 2006年 有两款新的桌面型cpu出来 第一款是 Conroe socket775 双核 共享4MBL2缓存 第二款 Allendale 也会紧跟 Conroe 而来 但其只有2MB的二级共享缓存2006年5月23日 英特尔发布了其65纳米的双核心Xeon Dempsey核心 并命名为DualCoreXeon5000系列 这是英特尔第一款采用65nm工艺制造的至强处理器 除了制造工艺外 与之前的至强处理器相比主要有以下两点不同 采用1066MHz前端总线 是先进的新一代服务器Bensley平台支持的第一款处理器 使用全新的接口SocketJ 或称LGA771 从2006年1月开始 英特尔启用了 Core 这一全新的品牌代替了延用多年的 Pentium Conroe Merom 和 Woodcrest 的出现将意味着奔腾品牌的结束 2020 3 17 Inspurgroup Intel双核 四核处理器 2008年 intel推出其首款45nmPenryn处理器 全新45nmPenryn家族共有7名成员双核心桌面处理器Wolfdate 四核心桌面处理器Yorkfield 双核心行动处理器Penryn 双核心XeonDP处理器WolfdateDP 四核心XeonDP处理器Harpertown 双核心XeonMP处理器DunningtonDC四核心XeonMP处理器DunningtonQC 2020 3 17 Inspurgroup 计算平台 2020 3 17 Inspurgroup 超线程技术分析VT技术分析 2020 3 17 Inspurgroup 超线程技术 既在一个CPU的内部有两个逻辑处理器 每一个逻辑处理器都有独立的IA 32架构 ArchitecturalState 用以提升CPU在执行多线程应用时的性能 共享处理器核心的执行资源 包括执行引擎 缓存 系统总线接口以及固件 执行多重操作系统或者应用程序代码时 性能提升达到30 多 如在MP系统中使用 会带来性能线性提升 2020 3 17 Inspurgroup VT VirtualizationTechnology 虚拟化技术 VT VirtualizationTechnology 虚拟化技术 可以让一个CPU工作起来就像多个CPU并行运行 从而使得在一部电脑内同时运行多个操作系统成为可能virtualization技术和多任务 multitasking HyperThreading超线程技术是完全不同的 多任务是指在一个操作系统中多个程序同时并行运行 而在虚拟技术中 你可以拥有多个操作系统同时运行 每一个操作系统中都有多个程序运行 每一个操作系统都运行在一个虚拟的CPU或者是虚拟主机上 而HyperThreading超线程只是在SMP系统 SymmetricMultiProcessing 中单CPU模拟双CPU来平衡程序运行性能 这两个模拟出来的CPU是不能分离的 只能协同工作一些软件可以达到虚拟多系统的目的 比如VMwareworkstation VirtualPC等 使用这种技术就可以单CPU模拟多CPU并行 可以实现单机同时运行多操作系统 2020 3 17 Inspurgroup CPU发展趋势 2005年处理器发展主题 多核心化一个芯片中集成多个CPU内核 使得一个CPU可以处理更多的工作在操作系统看来 它就是实实在在的双处理器 可以同时执行多项任务理论上说 可以将系统性能提高50 至70 频率 2005年cpu频率提升由于耗电 散热问题被淡化 取而代之的是多内核技术缓存 通过加大二级缓存 提高前端总线速度提升性能 2020 3 17 Inspurgroup 多核处理器 两个或多个独立运行的内核集成于同一个处理器上面双核处理器 一个处理器上包含2个内核多核处理器 一个处理器上包含2个以上内核 Allproductsanddatesarepreliminaryandsubjecttochangewithoutnotice Enables HigherPerformanceMorePowerEfficiencyNewCapabilities 2020 3 17 Inspurgroup 定义 是主板上的主存储部件 是CPU直接与之沟通 并对其存储数据的主要部件 存放当前正在使用的 即执行中 的数据和程序它的物理实质就是一组或多组具备数据输入和数据存储功能的集成电路 2 3内存技术 2020 3 17 Inspurgroup REGISTERED内存缓冲技术RegisterIC 内存条底部较小的集成电路芯片 使内存条带有缓冲能力 起提高驱动能力的作用 大大增加了服务器内存容量 ECC内存纠错技术 海明码 ECC ErrorCheck Correct 的功能不但使内存具有数据检查的能力 而且使内存具备了数据错误修正的功能 普通ECC纠错1位 发现2位错另外 由于ECC的算法比较复杂 为了纠正一位的错误需要消耗一定的时间 结果是整个系统的性能下降2 3 但由于这种DRAM内存在整个系统中较稳定 所以仍被用于作为网络核心的服务器 其价格较贵 2020 3 17 Inspurgroup 服务器上主流内存及发展趋势 双通道读取内存镜像 热备 内存子系统 双通道读取 两个内存控制器分别进行读取使带宽增加一倍 2020 3 17 Inspurgroup 内存子系统 内存镜像和热备 内存热备 Sparing热备内存在正常情况下不使用 当工作内存的故障次数达到预设值ECC的次数 系统自动将故障内存条中的数据传输到热备内存条 故障内存条就不再使用 内存镜像 Mirroring内存数据有两个拷贝 避免由于内存故障而导致数据丢失 2020 3 17 Inspurgroup DDR3与DDR2区别 一性能 高频率 高带宽 DDR3内存采用的8 bit预取技术 DDR2为4bit预取 使得频率提升至DDR2的2倍 从DDR3 800到DDR3 1600低延迟 CL延迟由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供电电压以及ASR 自动自刷新技术 等技术降低DDR3的功耗 据内存厂家的数据显示 相对于DDR2 800 DDR3 800 1067及1333的功耗比分别为0 72X 0 83X及0 95X 2020 3 17 Inspurgroup DDR3和DDR2相比的优势 频率 DDR3可以在800MHz至2000MHz下运行 也可更高 而DDR2是在533MHz至1066MHz下运行 一般来讲 DDR3是DDR2频率的两倍 通过削减一半读写时间给系统带来操作性能提高 功耗 DDR3相比DDR2可以节约16 的电能 因为新一代DDR3是在1 5V电压下工作 而DDR2则是在1 8V下工作 这样可以弥补由于过多的操作频率所产生的高电能消耗 减少的能量消耗可以延长部件的使用寿命 技术 DDR3内存Bank增加到了8个 比DDR2提高了一倍 所以相比DDR2预读取会提高50 的效率 是DDR2标准的两倍 2020 3 17 Inspurgroup 2 4 1总线的基本概念总线是计算机各模块间进行信息传输一组公共导线通道 数据总线 DataBus 地址总线 AddressBus 控制总线 ControlBus 2 4总线技术 2020 3 17 Inspurgroup 2 4 3常见系统总线1 ISA总线ISA IndustryStandardArchitecture工业标准架构 ISA总线提供了足够的吞吐量给低带宽设备CPU占用率高 插卡的数量亦有限 2020 3 17 Inspurgroup 2 PCI总线PCI PeripheralComponentInterconnect互连外围设备 又称局域总线 在CPU和外围设备之间提供了一条独立的数据通道32位 33Mhz 32位 66Mhz 64位 66Mhz 2020 3 17 Inspurgroup 3 PCI X总线 新一代PCI标准 吞吐能力是PCI的两倍甚至八倍以上 采用了分离事务即多任务的设计 100MHz和133MHz PCI X的频率可随设备的变化而变化 2020 3 17 Inspurgroup PCI X是在现有PCI规范上发展而来 同样是64bit宽度 支持高达133MHz设备 具有变频兼容能力 可向下兼容 PCI X的优势除高运行频率 并可支持多任务工作方式 即某一设备在向其它目标设备发送数据请求时 如果目标设备忙或未准备好 发送请求的设备可以先处理其它事务 而目前PCI设备在完成一次请求之前不会处理其它事务 造成PCI总线资源浪费 理论上 在相同的运行频率下 PCI X能够比PCI提高14 35 的性能 当然需要使用相应PCI X板卡 2020 3 17 Inspurgroup 5 PCI E总线高性能 更高的数据传输带宽 传输带宽和频率具有高可延展性 简化I O 可通用于Server和Workstation主板中 不使用PCIBridge转接 直接连接MCH 方便使用 与PCI相兼容 简化主板设计复杂度 支持热插拔 2020 3 17 Inspurgroup 2 4 4常见的外部总线1 IEEE1394总线IEEE1394是一种串行接口标准2 USB总线USB UniversalSerialBus 称为通用串行总线 也是一种连接外围设备的机外总线 2020 3 17 Inspurgroup 1 总线的带宽总线的带宽指的是一定时间内总线上可传送的数据量 即我们常说的每秒钟传送多少MB的最大稳态数据传输率 用MB s表示 即每秒多少兆字节 1字节为8位 2 总线的位宽总线的位宽指的是总线能同时传送的数据位数 即我们常说的32位 64位等总线宽度的概念 3 总线的工作时钟频率总线的工作时钟频率以Mhz为单位 工作频率越高则总线工作速度越快 也即总线带宽越宽 2 4 5总线的性能指标 2020 3 17 Inspurgroup PCIExpress总线 与PCI和PCI X不同 PCIExpress是建立在一个串行传输协议上的 就是说 其接口的线路数量非常有限 为了获得高速带宽 串行线路的频率必须比其他并行总线的频率高出很多 通过合并多条PCIExpress通道 它的带宽可以轻易的翻倍 所以PCIExpress总共有5种接口 x16 x8 x4 x2和x1 PCIExpress是一种双向点到点的连接 也就是说来回的方向上带宽都一样 并且它并不像其他并行总线 需要和别的设备共享带宽 这种模组式的结构使得厂商在制造主板的时候可以随意分配PCIExpress资源 以适应不同的插槽组合 2020 3 17 Inspurgroup 总线技术的发展 PCI Express技术 2020 3 17 Inspurgroup PCI E规格 2020 3 17 Inspurgroup 总线发展趋势 PCIExpress的使用越来越广泛 如千兆以太网卡 显卡 电视卡 视频编辑卡等PCI不会消失 其他的应用需要一定的转换周期 2020 3 17 Inspurgroup 系统总线 并行 串行PCI PCI X PCIE 2020 3 17 Inspurgroup 芯片组及发展 INTELblackford支持双路英特尔64位至强处理器 提供667 1066 1333MHz前端总线和最大4M二级缓存 最大支持16GB容量的DDR2667和533FBD内存 支持内存热备和镜像 支持PCI EX8 2020 3 17 Inspurgroup 芯片组 blackford blackford Dempsey Woodcrest SIO3 PS2Keyboard PS2Mouse SerialBack SerialInt Flash USB2 0Front USB2 0Rear USB2 0Front USB2 0Rear IDE SATA2 SATA2 SATA2 SATA2 SATA2 SATA2 PCIex8 4GB s PCIex8 4GB s FBD533 677 FBD533 677 FBD533 677 FBD533 677 1066 1333MTS PCIex8 4GB s DMIx4 PCIex8 4GB s PCIex4 2GB s PCI X PCI 2020 3 17 Inspurgroup 芯片组 blackford VS BF VS Dempsey Woodcrest SIO3 PS2Keyboard PS2Mouse SerialBack SerialInt Flash USB2 0Front USB2 0Rear USB2 0Front USB2 0Rear IDE SATA2 SATA2 SATA2 SATA2 SATA2 SATA2 FBD533 677 FBD533 677 1066 1333MTS PCIex8 4GB s DMIx4 PCIex8 4GB s PCIex4 2GB s PCI X PCI 2020 3 17 58 可编辑 2020 3 17 Inspurgroup Blackford vs和Blackford两个芯片pin to pin 相同的南桥芯片ESB 2 Blackford vs和Blackford扩展能力不同 Blackford支持3个PCI E 8 其中一个用来连接南桥Blackford vs只支持1个PCI E 8 用来连接南桥 Blackford支持4个通道16个内存插槽 Blackford vs支持2个通道8个内存插槽 Blackford vs和Blackford性能比差30 intel 南桥主要支持 1个PCI E 4 1个PCI E 8 2个PCI E 4 1个PCI X133 1段32位PCI 2个千兆网卡 6个STAT2 8个USB 1个IDE 2020 3 17 Inspurgroup Intel QuickPathArchitectureIntel QuickPathinterconnectplusintegratedIntel QuickPathmemorycontrollers HighBandwidth upto25 6GB sperlink upto32GB sperMC LowLatency integratednativeDDR3MC IntelReliability datareliabilitycheckseverycycle OpenInnovation over20industryleaders MC memorycontroller Source Intel Allfutureproducts computersystems dates andfiguresspecifiedarepreliminarybasedoncurrentexpectations andaresubjecttochangewithoutnotice 2020 3 17 Inspurgroup 自1956年IBM推出第一台磁盘驱动器IBMRAMAC350至今已经有50多个年头了 以下主要从磁盘驱动器基本结构 主要参数 接口标准 磁盘阵列技术四个方面进行介绍 2 6磁盘技术简介 2020 3 17 Inspurgroup 当前的硬盘架构多采用温彻斯特 Winchester 架构由头盘组件 HDA HeadDiskAssembly 与印刷电路板组件 PCBA PrintCircuitBoardAssembly 组成温氏硬盘是一种可移动头固定盘片的磁盘存储器 磁头定位的驱动方式主要有步进电机驱动 已淘汰 和音圈电机驱动两种其盘片及磁头均密封在金属盒中 构成一体 不可拆卸 金属盒内是高纯度气体 不是真空 2 6 1磁盘的基本结构 2020 3 17 Inspurgroup 1 主轴转速 IDE硬盘的转速多为5400rpm和7200rpm 目前的主流SAS硬盘 转速多为15000rpm2 平均寻道时间 指磁盘磁头移动到数据所在磁道时所用的时间 这是衡量磁盘机械能力的重要指标 单位 毫秒ms 一般在5ms 13ms之间 3 平均潜伏时间 平均潜伏时间与转速有关 为碟片旋转半周所需时间 2 6 2磁盘的主要参数 2020 3 17 Inspurgroup 4 数据传输率 内部数据传输率 InternalTransferRate 内部数据传输率指磁头至硬盘缓存间的最大数据传输率 外部数据传输率 ExternalTransferRate 外部数据传输率也称为突发数据传输率 是指从硬盘的缓存中向外输出数据的速度磁盘的内部传输率要小于外部传输率 所以内部传输率的高低才是评价一个硬盘整体性能的决定性因素 2020 3 17 Inspurgroup 5 MTBF MeanTimeBetweenFailure 平均无故障时间 它是硬盘可靠性的一个指标 指从开始运行到出现故障的最长时间的平均值 单位是小时 SCSI硬盘和IDE硬盘MTBF值有一定差异 SCSI硬盘一般为1200000小时 IDE硬盘一般为800000小时 6 SMART支持 S M A R T是SelfMonitoringAnalyzedReportTechnology 自监测 分析与报告技术 的缩写 在磁盘设计中 采用此技术可增加磁盘自我监视和分析各种参数的能力 如果磁盘处于不良状态 能及时通知系统 并对用户提出操作建议 2020 3 17 Inspurgroup 盘片马达 磁头马达 磁盘马达 2020 3 17 Inspurgroup 盘片 磁头 2020 3 17 Inspurgroup IDE SCSI SATA SAS 常见的硬盘接口技术 2020 3 17 Inspurgroup 1 IDE接口 IDE的英文全称为 IntegratedDriveElectronics 是目前最主流的硬盘接口 包括光储类的主要接口 IDE接口使用一根40芯或80芯的扁平电缆连接硬盘与主板 每条线最多连接2个IDE设备 硬盘或者光储 2020 3 17 Inspurgroup 所有的IDE硬盘接口都使用相同的40针连接器 2020 3 17 Inspurgroup 由于硬盘传输速率的增加为了增强数据传输的稳定性 在数据线上进行了改造 由原来40芯电缆改变为80芯 其中40芯为地线为了增加数据传输稳定性 IDE硬盘接口 电缆 2020 3 17 Inspurgroup ATA IDE 1条通道可用2个设备 跳线分为主 从 共享带宽根据ATA ATAPI规范 colorconnector M B grey slave black masterSATA端到端连接 一个通道连接一个设备 独享带宽 不存在跳线设定ID问题SCSI 每个通道支持16个设备 控制器占ID7SCSIWide68pin 硬盘上跳线 避免ID冲突SCSISCA80pin 背板位置决定硬盘IDFibreChannel无跳线 背板位置决定硬盘ID号 应用 2020 3 17 Inspurgroup 2 SCSI接口技术 1 SCSI接口定义SCSI英文全称 SmallComputerSystemInterface 它出现的原因主要是因为原来的IDE接口的硬盘转速太慢 传输速率太低 2 SCSI接口特点 多个I O并行操作 因此SCSI设备传输速度快 可并联的外设数量多 2020 3 17 Inspurgroup 热拔插 非热拔插 SCSI磁盘接口图 2020 3 17 Inspurgroup SCSI接口技术与其它技术一样 也是向前兼容得 也就是说新的SCSI接口可以兼容老接口 而且如果一个SCSI系统中的两种SCSI设备不是位于同一规格 那么SCSI系统将取较低级规格作为工作标准 SCSI设备的兼容性 2020 3 17 Inspurgroup 3 SATA接口SATA的英文全称是 Serial ATA 串行 SATA1 0标准仍可达到150MB s SATA2 0 3 0更可到300以至600MB s 下图是与并行ATA的传输线比较 2020 3 17 Inspurgroup 左边是串行数据传输线 右边是并行数据传输线 并行ATA和串行ATA的传输线比较 2020 3 17 Inspurgroup 电源的输入接口也与原来的4pin电源不同 需要经过转换 串行ATA的电缆 2020 3 17 Inspurgroup 主板上的SerialATA数据线接口 SATA控制器 2020 3 17 Inspurgroup 针脚数目大减少 也就全面解决了在ATA标准中存在的数据串扰问题 数据芯线减少 就更能降低电力消耗 减小发热量 起点更高 发展潜力更大 预计在2007内推出SerialATA3 0标准 到那时将实现600MB s的最高数据传输率 SerialATA的拓展性更强 由于SerialATA采用点对点的传输协议 所以不存在主从问题 这样每个驱动器不仅能独享带宽 而且使拓展SATA设备更加便利 SATA接口优点 2020 3 17 Inspurgroup SAS 简单的说 SAS是一种磁盘连接技术 它综合了现有并行SCSI和串行连接技术的优势 以串行通讯为协议基础架构 采用SCSI 3扩展指令集并兼容SATA设备 是多层次的存储设备连接协议栈 点到点连接目前总线传输速度3Gb s 3Gb s 8 8 10 300MB s 针脚定义29PIN 数据位8 其它为控制信号 电源和地 2020 3 17 Inspurgroup Sas硬盘接口 线缆 2020 3 17 Inspurgroup Sas硬盘和SATA硬盘的区别 2020 3 17 Inspurgroup 硬盘使用中常见问题 标称容量不等于实际容量计算方式不同 硬盘厂商对容量计算方式为1KBytes 1000BytesOS 如Windows 对硬盘容量计算方式为1KBytes 1024Bytes因此标称的1G容量在OS中就认出1 000 000 000 1024 1024 1024 0 93G 这样 一块40G的硬盘会在OS中只显示为40 0 93 37 2G 2020 3 17 Inspurgroup 硬盘背板和模组 Sas备板及连接 2020 3 17 Inspurgroup 模组和背板的作用 1 硬盘控制器通过硬盘模组支持热拔插硬盘2 提供良好散热和温度报警3 和RAID卡配合 识别掉线硬盘4 分配硬盘的ID号 2020 3 17 Inspurgroup 2 7RAID 2 7 1RAID技术 RAID RedundantArrayofIndependentDisks RAID就是独立冗余磁盘阵列 RAID通过两种方法完成了冗余和容错功能 一种是分段 striping 另一种是奇偶校验 RAID技术即可以在服务器机箱内部的PCI插槽上插入RAID卡 并连接多块硬盘实现 也可以通过连接服务器外部的专用磁盘阵列柜来实现RAID技术 2020 3 17 Inspurgroup 什么是磁盘阵列 DiskArray 磁盘阵列就是将两个以上的物理磁盘 在逻辑上捆绑在一起 数据以条带的形式顺序的保存在各个磁盘上 对外作为一个逻辑的设备提供服务 磁盘阵列中可包含配置成RAID的磁盘和用于后备的磁盘 多个磁盘阵列还可以捆绑成大的跨越磁盘阵列 它们只是逻辑上组合在一起 2020 3 17 Inspurgroup RAID技术分类 1 按照实现方法分类 软件RAID磁盘阵列直接从主机CPU获得RAID指令和I O命令例如 Windows2000Server硬件RAIDI O处理由I O处理器执行可以通过下面两种方式执行 1 PCIHBA 2 嵌入主板 RAIDOnmotherboard 2 按连接方式分类 外接式内置式 2020 3 17 Inspurgroup 软件RAID 2020 3 17 Inspurgroup 硬件RAID 2020 3 17 Inspurgroup 外接式与内接式RAID差别 2020 3 17 Inspurgroup RAID校验在IOP和内存之间进行运算时 采用的纠错方式是ECC ECC利于监测并纠正错误 在硬盘上写入的校验数据块采用的运算方式是XOR XOR利于从其他数据块恢复数据 RAID5写操作中有很大一部分运算是XOR 因此要提高性能必须使用专有的处理器或协处理器进行XOR运算而不能去占用主机CPU RAID知识 2020 3 17 Inspurgroup RAID卡硬件模块组成IOProcessor IO处理器 通常为Intel80302 80303 提供RAID数据校验计算 输入输出处理等功能 SCSIchip 除零通道外 SCSIRAID卡上都有SCSI芯片来提供SCSI总线通道 用来连接存储设备 主机总线接口 主要为PCI 有PCI64bit 66MHz和PCI X等类型接口 BatteryBackupUnit 电池备份模块 提供意外掉电下的数据保护 CacheMemory 缓存 内存 提供数据从IOP到硬盘之间的缓冲 提高整体性能 FlashROM 用来存放Firmware和BIOSNVRAM 用于保存RAID设置信息蜂鸣器 在RAID阵列出现意外掉盘等情况下提供声音报警 提醒用户进行维护硬件工作原理 2 7 2RAID卡 2020 3 17 In