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1、單擊此處編輯母版標題樣式,*,Inspur group,,*,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,,,2011,年浪潮,SV/STR,銷售渠道,服務技術訓練營－華中大區(qū),,,2011,年浪潮,SV/STR,銷售渠道,服務技術訓練營－華中大區(qū),*,,,2011,年浪潮,SV/STR,銷售渠道,服務技術訓練營－華中大區(qū),*,,,2011,年浪潮,SV/STR,銷售渠道,服務技術訓練營－華中大區(qū),*,,,2011,年浪潮,SV/STR,銷售渠道,服務技術訓練營－華中大區(qū),*,,,2011,年浪潮,SV/STR,銷售渠道,服務技術訓練營－華中大區(qū),*,,,2011,年浪潮,SV/

2、STR,銷售渠道,服務技術訓練營－華中大區(qū),*,,,2011,年浪潮,SV/STR,銷售渠道,服務技術訓練營－華中大區(qū),*,,,2011,年浪潮,SV/STR,銷售渠道,服務技術訓練營－華中大區(qū),*,,,2011,年浪潮,SV/STR,銷售渠道,服務技術訓練營－華中大區(qū),*,,,2011,年浪潮,SV/STR,銷售渠道,服務技術訓練營－華中大區(qū),*,,,2011,年浪潮,SV/STR,合作伙伴,服務技術訓練營－華北區(qū)站,,,2011,年浪潮,SV/STR,合作伙伴,服務技術訓練營－華北區(qū)站,*,,,2011,年浪潮,SV/STR,合作伙伴,服務技術訓練營－華北區(qū)站,*,,,2011,年浪潮,S

3、V/STR,合作伙伴,服務技術訓練營－華北區(qū)站,*,,,2011,年浪潮,SV/STR,合作伙伴,服務技術訓練營－華北區(qū)站,*,,,2011,年浪潮,SV/STR,合作伙伴,服務技術訓練營－華北區(qū)站,*,,,2011,年浪潮,SV/STR,合作伙伴,服務技術訓練營－華北區(qū)站,*,,,2011,年浪潮,SV/STR,合作伙伴,服務技術訓練營－華北區(qū)站,*,,,2011,年浪潮,SV/STR,合作伙伴,服務技術訓練營－華北區(qū)站,*,,,2011,年浪潮,SV/STR,合作伙伴,服務技術訓練營－華北區(qū)站,*,,,2011,年浪潮,SV/STR,合作伙伴,服務技術訓練營－華北區(qū)站,*,,,2011,年

4、浪潮,SV/STR,合作伙伴,服務技術訓練營－華北區(qū)站,*,單擊此處編輯母版標題樣式,*,,,*,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,,,,單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,2024/12/1,Inspur group,提綱,第一章：服務器的定義、特點,第二章：服務器部件技術及發(fā)展趨勢,,2023/9/25Inspur group提綱第一章：服務器,2024/12/1,Inspur group,第一章 服務器的定義、特點及分類,1.1,服務器的定義和系統(tǒng)結構,1.2,什么是,IA,架構服務器,1.3,服務器與,PC,

5、機的區(qū)別,,2023/9/25Inspur group第一章 服務器的,2024/12/1,Inspur group,,服務器的定義：,,服務器是計算機的一種，負責偵聽網(wǎng)絡上客戶端的服務請求并提供相應的服務。,,服務器定義的兩層含義,一是服務器是生存在網(wǎng)絡計算環(huán)境中的,二是它在網(wǎng)絡計算中向網(wǎng)絡的其他機器提供服務,,1.1,服務器的定義與系統(tǒng)結構,2023/9/25Inspur group1.1 服務器的定,2024/12/1,Inspur group,服務器的系統(tǒng)結構,:,,,結構概述：與,PC,一樣都是采用馮,.,諾依曼體系結構，既由運算器、存儲器、控制器、輸入設備和輸出設備五大基本組成部

6、分組成計算機系統(tǒng)，下圖為計算機的基本組成框圖。,,輸入設備,運算器,存儲器,控制器,輸出設備,2023/9/25Inspur group 服務器的系,2024/12/1,Inspur group,,存儲器：,在計算機系統(tǒng)中，存儲器是用來存儲程序和各種數(shù)據(jù)信息的。規(guī)模較大的存儲系統(tǒng)通常分為若干級，下圖為常見的三級存儲體系。,中央處理器,緩沖存儲器,主儲存器,后援存儲器,2023/9/25Inspur group 存儲器：中,2024/12/1,Inspur group,第一個層次是服務器的處理器、內(nèi)存和系統(tǒng)總線。這個系統(tǒng)是服務器的核心部分，對服務器的計算能力和服務器的數(shù)據(jù)吞吐能力有關

7、鍵影響,第二個層次是服務器的,I/O,總線及外設。這個系統(tǒng)對服務器的數(shù)據(jù)存儲能力和與外界交換數(shù)據(jù)的能力有很大影響,服務器系統(tǒng)可分成二個層次,2023/9/25Inspur group第一個層次是服務器,服務器從不同方面主要有四種分類方法：,（1）按CPU類型分:,,? RISC（精簡指令系統(tǒng)）架構服務器,? CISC（復雜指令系統(tǒng)）架構服務器,,服務器的分類和對比,服務器從不同方面主要有四種分類方法： 服務器的分類和對比,（,2,）按應用規(guī)模分類,,?,企業(yè)級（計算中心級）服器,?,部門級服務器,?,工作組級服務器,,,,,（2）按應用規(guī)模分類,,?,接入服務器,主要作用是從客戶端收集服務器請

8、求并形成一個交易,?,應用服務器,主要作用是,是一個交易執(zhí)行者,?,資源服務器,則更象是一個倉庫和銀行，它代表著資源,(3),根據(jù)最新的,INTERNET,計算模式分類：,(3)根據(jù)最新的INTERNET計算模式分類：,（,4,）按服務器的外形結構分類,,?,塔式服務器,,?,機架式服務器,,?,刀片式服務器,,,（4）按服務器的外形結構分類,服務器部件基礎課件,2024/12/1,Inspur group,Reliability :,可靠性（指一個部件或系統(tǒng)能不間斷的使用多長的時間 ）,Availability :,可用性（用系統(tǒng)的正常運行時間和使用時間百分比來衡量 ）,Scalabilit

9、y,,:,可擴展性,Usability :,易用性（指系統(tǒng)的硬件和軟件易于維護和修復的功能 ）,Manageability:,可管理性,RASUM,特性：,2023/9/25Inspur groupReliabili,2024/12/1,Inspur group,第二章 服務器部件技術及發(fā)展趨勢,,提綱,2023/9/25Inspur group第二章 服務器部,2024/12/1,Inspur group,?CPU,技術,? 內(nèi)存技術,? 總線技術,? 芯片組技術,? 硬盤接口技術,?,RAID,技術,,,,服務器的基本部件技術,2023/9/25Inspur group?CPU 技術服

10、務,2024/12/1,Inspur group,,CPU,（中央處理器）,計算機系統(tǒng)的核心運算部件，它的性能是計算機的主要絕對因素，提 高,CPU,性能主要是提高其運算速度。,2.2 CPU,技術,2023/9/25Inspur group,2024/12/1,Inspur group,處理器,緩存,處理器,緩存,處理器,緩存,處理器,緩存,總線,共享,內(nèi)存,I/O,橋,網(wǎng)卡、硬盤、其他外設,PCI,總線,2023/9/25Inspur group處理器處理器處理器,2024/12/1,Inspur group,2.2.3 CACHE,技術簡介,,設置在,CPU,內(nèi)部的存儲區(qū)域，通常將系統(tǒng)最

11、常用的指令放在,CACHE,中，減少重復調(diào)用指令的時間,一般,CPU,內(nèi)部,CACHE,空間較少，根據(jù)使用頻度可以設置多級，包括一級緩存（,L1 Cache,）、二級緩存（,L2 Cache,），二級緩存比一級緩存的速度低,5,倍，在,Intel XEON MP CPU,還有三級緩存（,L3 Cache,）,2023/9/25Inspur group2.2.3 CAC,2024/12/1,Inspur group,Cache,的大小影響服務器的性能,2023/9/25Inspur groupCache的大小影,XEON,處理器,Intel,為了增強自己在高端產(chǎn)品,-,圖形工作站和服務器領域同,

12、RISC CPU,的競爭力，先后于,99,年的第一季度推出,PentiumⅡ Xeon,和,PentiumⅢ Xeon,，至強處理器（,Xeon,）與當時的奔騰（,Pentium,）相比，使用了相同的封裝方式、相同的指令集、相似的設計思想。但有以下幾個方面的特點：,Pentium Xeon,的二級緩存（,L2,）容量可以擴至,2MB,，使得,CPU,更能在高速緩存中找到需要的數(shù)據(jù)，而不必訪問速度較慢的主存；,使用,CPU,內(nèi)部溫度傳送器允許系統(tǒng)主動控制,CPU,工作溫度狀況；,CPU,內(nèi)部采用錯誤監(jiān)測和糾正（,ECC,）機制可以自動更正位（,bit,）錯誤，對雙位,bit,錯誤進行報警，有效地

13、保護重要數(shù)據(jù)；,高達,4GB,地可尋址內(nèi)存空間和,64GB,地系統(tǒng)物理內(nèi)存；,支持多,CPU,地,SMP,技術。,現(xiàn)代,Xeon,則是作為,intel,的高端處理器形象出現(xiàn)?，F(xiàn)在基本已經(jīng)形成如下格局：高端,Xeon,，中端,Core,2,，低端,Celeron,。其中,Xeon,由于可以使用多處理器技術，因此尤其受到多任務用戶推薦。,,XEON處理器Intel為了增強自己在高端產(chǎn)品-圖形工作站和,2024/12/1,Inspur group,Intel 486,處理器,1989,年，,Intel,發(fā)布了,486,處理器。這款經(jīng)過,4,年開發(fā)和,3,億美金投入的處理器首次突破了,100,萬個晶體

14、管大關，主頻也從,25MHz,逐步提高到,33MHz,、,40MHz,、,50MHz,、,66MHz,，此時，處理器工藝已經(jīng)全面采用了,1,微米工藝，并且在芯片內(nèi)集成了,125,萬個晶體管,2023/9/25Inspur groupIntel 486,2024/12/1,Inspur group,Intel Pentium MMX,處理器,1993,年，采用,800,納米的奔騰,(Pentium),的出世，讓,CPU,全面從微米時代跨入了納米時代。奔騰含有,310,萬個晶體管，代表型號有,Pentium 60(60MHz),和,Pentium 66(66MHz),。此后，,Intel,又推出了

15、奔騰,75MHz,～,120MHz,，制造工藝則提高到,500,納米，此后,CPU,發(fā)展直接就跳轉(zhuǎn)至,350nm,工藝時代 ，,1995,年的,intel pentium mmx,處理器是,350nm cpu,的典型代表,2023/9/25Inspur groupIntel Pen,2024/12/1,Inspur group,Intel Pentium Ⅲ,處理器,1997,年，,Katmai,及,Confidential,核心的,Pentium Ⅲ,，采用,0.25,微米制造工藝，集成,900,萬個晶體管，支持包含,70,條新指令的,SSE,指令集，早期版本采用,Slot 1,接口。其中,

16、Katmai,核心的產(chǎn)品運行在,100MHz,外頻下，主頻為,450MHz,、,500MHz,、,550MHz,。這時的,CPU,外型有些現(xiàn)在最新,CPU,的雛形,2023/9/25Inspur groupIntel Pen,2024/12/1,Inspur group,Intel Pentium 4,處理器,1999,年，采用,0.18,微米工藝的處理器主要有,Pentium Ⅲ(Coppermine,核心,),、,Pentium 4(Willamette,核心,),等產(chǎn)品。,Coppermine(,銅礦,),核心的,Pentium Ⅲ,集成了,950,萬個晶體管，主頻為,500MHz,～,

17、1GHz,，核心電壓,1.65V,，片內(nèi)集成,256KB,全速二級緩存，系統(tǒng)總線頻率有,100MHz,和,133MHz,兩種，接口為,socket 370Pentium 4,處理器的開山之作,——,性能平平的,Willamette,，它集成了,4200,萬個晶體管，主頻為,1.3GHz,～,2GHz,，二級緩存為,256KB,，外頻為,100MHz,，,FSB(,前端總線,),為,400MHz,，核心電壓為,1.75v,，有,Socket 423/478,兩種接口,,2023/9/25Inspur groupIntel Pen,2024/12/1,Inspur group,Intel Pen

18、tium 4,處理器,2001,年進入了,130nm,時代 ，,Intel,推出了性能非常出色的,Tualatin(,圖拉丁,)Pentium Ⅲ,。作為,Intel,在,Socket 370,架構上的“絕唱”，,Tualatin,核心處理器的電壓降至,1.5V,左右，主頻范圍在,1GHz,～,1.4GHz,，二級緩存有,512KB(Pentium Ⅲ-S),和,256KB(Pentium Ⅲ,和賽揚,),，,Pentium 4C,也是,0.13,微米時代的強者，其最大特點是支持,800MHz,前端總線，集成了,5500,萬個晶體管，支持,HT,超線程技術,2002,年，,Pentium 4

19、Xeon,處理器的第一代核心,Prestonia,發(fā)布，,Prestonia,核心處理器也采用了先進的,0.13,微機制造工藝。但是,Prestonia,核心最大的優(yōu)勢就是增加了對,Hyper-Threading,（超線程）的支持，,socket 603,、,604,,2023/9/25Inspur groupIntel Pen,2024/12/1,Inspur group,Intel Pentium 4E,處理器,2004,年推出核心為,Prescott,的,Pentium 4E,處理器，在此次推出的,Pentium 4E,處理器中，一個顯著的特點就工藝再次改進為,90nm,，集成了,1,億

20、個晶體管。其中首批,90nm,處理器型號為,3.40E GHz,、,3.20E GHz,、,3.00E GHz,、,2.80E GHz P4(“E”,后綴商標,),支持超線程技術，,800MHz,前端總線和,1MB,二級緩存,; socket 478,接口，但工藝的提升，沒有使得功耗降低，主頻的提升，使得,Prescott,功耗開始走高。,2023/9/25Inspur groupIntel Pen,2024/12/1,Inspur group,Intel Pentium D,處理器,2005,年，,intel,推出了,Pentium Extreme Edition 955,，標志著,Inte

21、l,進入一個新的階段，,65nm,時代的來臨，盡管新品均采用,65nm,工藝制造，但其,TDP(Thermal Design Power),依然為,130W,。工作電壓需要從,1.2v,到,1.375V,，機箱內(nèi)部溫度不能夠超過,68.6,度。不過，,Preslers,無論在制造工藝還是架構變革方面都有了非常大改進，包括獨立的雙,L2 Cache,設計，以及制造工藝較,90nm,產(chǎn)品有了非常大的改觀,,2023/9/25Inspur groupIntel Pen,2024/12/1,Inspur group,CPU,－,LGA771 Xeon,?,2006,年，有兩款新的桌面型,cpu,出來

22、。第一款是,"Conroe",，,socket 775,，雙核，共享,4MB L2,緩存。第二款，,"Allendale",也會緊跟,"Conroe",而來，但其只有,2MB,的二級共享緩存,2006,年,5,月,23,日，英特爾發(fā)布了其,65,納米的,雙核,心,Xeon,（,Dempsey,核心），并命名為,Dual Core Xeon 5000,系列。這是英特爾第一款采用,65nm,工藝制造的至強,處理器,，除了制造工藝外，與之前的至強處理器相比主要有以下兩點不同。,采用,1066MHz,前端總線，是先進的新一代,服務器,Bensley,平臺支持的第一款處理器。使用全新的接口,Socket

23、 J,，或稱,LGA771,。,從,2006,年,1,月開始，英特爾啟用了“,Core”,這一全新的品牌代替了延用多年的“,Pentium”,。,“Conroe”,“Merom”,和“,Woodcrest”,的出現(xiàn)將意味著奔騰品牌的結束,2023/9/25Inspur groupCPU－ LGA7,2024/12/1,Inspur group,Intel,雙核、四核 處理器,2008,年，,intel,推出其首款,45nm Penryn,處理器。全新,45nm Penryn,家族共有,7,名成員,,雙核心桌面處理器,Wolfdate,、,,四核心桌面處理器,Yorkfield,、,,雙核心行動

24、處理器,Penryn,、,,雙核心,Xeon DP,處理器,Wolfdate DP,、,,四核心,Xeon DP,處理器,Harpertown,、,,雙核心,Xeon MP,處理器,Dunnington DC,四核心,Xeon MP,處理器,Dunnington QC,。,2023/9/25Inspur groupIntel 雙核、,2024/12/1,Inspur group,計算平臺,,IA,計,算,平,臺,,,,IA32,位,/64,位,IA64,位,,,,DP,MP,2023/9/25Inspur group計算平臺IAIA3,2024/12/1,Inspur group,,超線程技術

25、分析,VT,技術分析,,2023/9/25Inspur group超線程技術分析,2024/12/1,Inspur group,,超線程技術,,*,既在一個,CPU,的內(nèi)部有兩個邏輯處理器，每一個邏輯處理器都有獨立的,IA-32,架構（,Architectural State,）用以提升,CPU,在執(zhí)行多線程應用時的性能。,,*,,共享處理器核心的執(zhí)行資源，包括執(zhí)行引擎、緩存、系統(tǒng)總線接口以及固件。,,*,,執(zhí)行多重操作系統(tǒng)或者應用程序代碼時，性能提升達到,30,％多，如在,MP,系統(tǒng)中使用，會帶來性能線性提升。,,2023/9/25Inspur group 超線程技術,2024/12/1,I

26、nspur group,VT,（,Virtualization Technology,，虛擬化技術）,VT,（,Virtualization Technology,，虛擬化技術）可以讓一個,CPU,工作起來就像多個,CPU,并行運行，從而使得在一部電腦內(nèi)同時運行多個操作系統(tǒng)成為可能,virtualization,技術和多任務（,multitasking,）、,HyperThreading,超線程技術是完全不同的。多任務是指在一個操作系統(tǒng)中多個程序同時并行運行，而在虛擬技術中，你可以擁有多個操作系統(tǒng)同時運行，每一個操作系統(tǒng)中都有多個程序運行，每一個操作系統(tǒng)都運行在一個虛擬的,CPU,或者是虛擬主

27、機上。而,HyperThreading,超線程只是在,SMP,系統(tǒng)（,Symmetric Multi Processing,）中單,CPU,模擬雙,CPU,來平衡程序運行性能，這兩個模擬出來的,CPU,是不能分離的，只能協(xié)同工作,一些軟件可以達到虛擬多系統(tǒng)的目的，比如,VMware workstation,、,Virtual PC,等，使用這種技術就可以單,CPU,模擬多,CPU,并行，可以實現(xiàn)單機同時運行多操作系統(tǒng),2023/9/25Inspur groupVT（Virtua,2024/12/1,Inspur group,CPU,發(fā)展趨勢,2005,年處理器發(fā)展主題：多核心化,一個芯片中集成

28、多個,CPU,內(nèi)核，使得一個,CPU,可以處理更多的工作,在操作系統(tǒng)看來，它就是實實在在的雙處理器，可以同時執(zhí)行多項任務,理論上說，可以將系統(tǒng)性能提高,50%,至,70%,頻率：,2005,年,cpu,頻率提升由于耗電，散熱問題被淡化，取而代之的是多內(nèi)核技術,緩存：通過加大二級緩存，提高前端總線速度提升性能,2023/9/25Inspur groupCPU發(fā)展趨勢20,2024/12/1,Inspur group,,多核處理器,,,Core0,,Core1,,Front Side Bus,兩個或多個獨立運行的內(nèi)核集成于同一個處理器上面,雙核,處理器,=,一個處理器上包含,2,個內(nèi)核,多核處理器

29、,=,一個處理器上包含,2,個以上內(nèi)核,All products and dates are preliminary and subject to change without notice.,Enables …,,Higher Performance,More Power Efficiency,New Capabilities,2023/9/25Inspur group 多核處理,2024/12/1,Inspur group,,定義：是主板上的主存儲部件，是,CPU,直接與之溝通，并對其存儲數(shù)據(jù)的主要部件，存放當前正在使用的（即執(zhí)行中）的數(shù)據(jù)和程序,它的物理實質(zhì)就是一組或多組具備數(shù)據(jù)

30、輸入和數(shù)據(jù)存儲功能的集成電路。,,,,2.3,內(nèi)存技術,2023/9/25Inspur group 定義：是,2024/12/1,Inspur group,REGISTERED,內(nèi)存緩沖技術,,Register IC,，內(nèi)存條底部較小的集成電路芯片，使內(nèi)存條帶有緩沖能力，起提高驅(qū)動能力的作用，大大增加了服務器內(nèi)存容量,。,ECC,內(nèi)存糾錯技術（海明碼）,,ECC,（,Error Check & Correct,）的功能不但使內(nèi)存具有數(shù)據(jù)檢查的能力，而且使內(nèi)存具備了數(shù)據(jù)錯誤修正的功能。普通,ECC,糾錯,1,位，發(fā)現(xiàn),2,位錯,另外，由于,ECC,的算法比較復雜，為了糾正一位的錯誤需要消

31、耗一定的時間，結果是整個系統(tǒng)的性能下降,2-3%,。但由于這種,DRAM,內(nèi)存在整個系統(tǒng)中較穩(wěn)定，所以仍被用于作為網(wǎng)絡核心的服務器，其價格較貴。,,2023/9/25Inspur groupREGISTERE,2024/12/1,Inspur group,服務器上主流內(nèi)存及發(fā)展趨勢,雙通道讀取,內(nèi)存鏡像、熱備,2023/9/25Inspur group服務器上主流內(nèi)存及,內(nèi)存子系統(tǒng)－雙通道讀取,兩個內(nèi)存控制器分別進行讀取,使帶寬增加一倍,,內(nèi)存子系統(tǒng)－雙通道讀取兩個內(nèi)存控制器分別進行讀取,2024/12/1,Inspur group,,內(nèi)存子系統(tǒng)－內(nèi)存鏡像和熱備,內(nèi)存熱備,—Sparing,熱

32、備內(nèi)存在正常情況下不使用，當工作內(nèi)存的故障次數(shù)達到預設值,ECC,的次數(shù)，系統(tǒng)自動將故障內(nèi)存條中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綗醾鋬?nèi)存條，故障內(nèi)存條就不再使用。,內(nèi)存鏡像,—Mirroring,內(nèi)存數(shù)據(jù)有兩個拷貝，避免由于內(nèi)存故障而導致數(shù)據(jù)丟失。,,,2023/9/25Inspur group,2024/12/1,Inspur group,DDR3,與,DDR2,區(qū)別,,一性能：,高頻率，高帶寬：,DDR3,內(nèi)存采用的,8-bit,預取技術（,DDR2,為,4bit,預?。┦沟妙l率提 升至,DDR2,的,2,倍，從,DDR3-800,到,DDR3-1600,,低延遲：,CL,延遲由,DDR2,的,15ns,下降

33、至,DDR3-1066,的,13.125ns / DDR3-1333,的,12ns/DDR3-1600,的,11.25ns,,低功耗：,DDR3,采用了,1.5V,供電電壓以及,ASR,（自動自刷新技術）等技術降低,DDR3,的功耗，據(jù)內(nèi)存廠家的數(shù)據(jù)顯示，相對于,DDR2-800,，,DDR3-800,、,1067,及,1333,的功耗比分別為,0.72X,、,0.83X,及,0.95X,。,,,,,2023/9/25Inspur groupDDR3 與DDR,2024/12/1,Inspur group,DDR3,和,DDR2,相比的優(yōu)勢,頻率：,DDR3,可以在,800

34、MHz,至,2000MHz,下運行（也可更高），而,DDR2,是在,533MHz,至,1066MHz,下運行。一般來講，,DDR3,是,DDR2,頻率的兩倍，通過削減一半讀寫時間給系統(tǒng)帶來操作性能提高。功耗：,DDR3,相比,DDR2,可以節(jié)約,16%,的電能，因為新一代,DDR3,是在,1.5V,電壓下工作，而,DDR2,則是在,1.8V,下工作，這樣可以彌補由于過多的操作頻率所產(chǎn)生的高電能消耗，減少的能量消耗可以延長部件的使用壽命。技術：,DDR3,內(nèi)存,Bank,增加到了,8,個，比,DDR2,提高了一倍。所以相比,DDR2,預讀取會提高,50%,的效率，是,DDR2,標準的兩倍。,

35、,2023/9/25Inspur groupDDR3和DDR2,2024/12/1,Inspur group,2.4.1,總線的基本概念,總線是計算機各模塊間進行信息傳輸一,組公共導線通道。,,?,數(shù)據(jù)總線（,Data Bus,）,,?,地址總線（,Address Bus,）,,?,控制總線（,Control Bus,）,2.4,總線技術,2023/9/25Inspur group2.4.1 總線,2024/12/1,Inspur group,2.4.3,常見系統(tǒng)總線,,1,、,ISA,總線,,ISA,（,Industry Standard Architecture,,工業(yè)標準架構）,,IS

36、A,總線提供了足夠的吞吐量給低帶寬,設備,,CPU,占用率高，插卡的數(shù)量亦有限,2023/9/25Inspur group2.4.3 常見,2024/12/1,Inspur group,2,、,PCI,總線,,PCI,（,Peripheral Component,Interconnect,互連外圍設備）,又稱局域總線,,,在,CPU,和外圍設備,之間提供了一條獨立的數(shù)據(jù)通道,,32,位,/33Mhz,、,32,位,/66Mhz,、,64,位,/66Mhz,,2023/9/25Inspur group2、PCI總線,2024/12/1,Inspur group,,3,、,PCI-X,總線：,-

37、,新一代,PCI,標準，吞吐能力是,PCI,的兩倍甚至八倍以上,-,采用了分離事務即多任務的設計,-100MHz,和,133MHz,-PCI-X,的頻率可隨設備的變化,而變化,2023/9/25Inspur group,2024/12/1,Inspur group,PCI-X,是在現(xiàn)有,PCI,規(guī)范上發(fā)展而來，同樣是,64bit,寬度，支持高達,133MHz,設備。具有變頻兼容能力，可向下兼容。,PCI-X,的優(yōu)勢除高運行頻率，并可支持多任務工作方式，即某一設備在向其它目標設備發(fā)送數(shù)據(jù)請求時，如果目標設備忙或未準備好，發(fā)送請求的設備可以先處理其它事務。,而目前,PCI,設備在完成一次請求之前不

38、會處理其它事務，造成,PCI,總線資源浪費。,,理論上，在相同的運行頻率下，,PCI-X,能夠比,PCI,提高,14%-35%,的性能，當然需要使用相應,PCI-X,板卡,。,2023/9/25Inspur group PC,2024/12/1,Inspur group,5,、,PCI-E,總線,高性能：,更高的數(shù)據(jù)傳輸帶寬；,傳輸帶寬和頻率具有高可延展性；,簡化,I/O,：,可通用于,Server,和,Workstation,主板中；,不使用,PCI Bridge,轉(zhuǎn)接，直接連接,MCH,；,方便使用：,與,PCI,相兼容；,簡化主板設計復雜度；,支持熱插拔；,2023/9/25

39、Inspur group5、PCI-E總線,2024/12/1,Inspur group,2.4.4,常見的外部總線,1,、,IEEE 1394,總線,,IEEE 1394,是一種串行接口標準,,2,、,USB,總線,,USB,（,Universal Serial Bus,）稱為通用串,行總線，也是一種連接外圍設備的機外總,線,2023/9/25Inspur group2.4.4 常見,2024/12/1,Inspur group,1,、總線的帶寬,總線的帶寬指的是一定時間內(nèi)總線上可傳送的數(shù)據(jù)量，即我們常說的每秒鐘傳送多少,MB,的最大穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)傳輸率，用,MB/s,表示，即每秒多少兆字節(jié)（,

40、1,字節(jié)為,8,位）。,2,、總線的位寬,總線的位寬指的是總線能同時傳送的數(shù)據(jù)位數(shù)，即我們常說的,32,位、,64,位等總線寬度的概念。,3,、總線的工作時鐘頻率,總線的工作時鐘頻率以,Mhz,為單位，工作頻率越高則總線工作速度越快，也即總線帶寬越寬。,2.4.5,總線的性能指標,2023/9/25Inspur group1、總線的帶寬2.,2024/12/1,Inspur group,PCI Express,總線,與,PCI,和,PCI-X,不同，,PCI Express,是建立在一個串行傳輸協(xié)議上的。就是說，其接口的線路數(shù)量非常有限。為了獲得高速帶寬，串行線路的頻率必須比其他并行總線的頻率

41、高出很多。通過合并多條,PCI Express,通道，它的帶寬可以輕易的翻倍。所以,PCI Express,總共有,5,種接口：,x16,，,x8,，,x4,，,x2,和,x1,。,PCI Express,是一種 雙向 點到點 的連接。也就是說來回的方向上帶寬都一樣，并且它并不像其他并行總線，需要和別的設備共享帶寬。這種模組式的結構使得廠商在制造主板的時候可以隨意分配,PCI Express,資源，以適應不同的插槽組合。,2023/9/25Inspur groupPCI Expre,2024/12/1,Inspur group,總線技術的發(fā)展,-PCI-Express,技術,2023/9/25

42、Inspur group總線技術的發(fā)展-P,2024/12/1,Inspur group,PCI-E,規(guī)格,2023/9/25Inspur groupPCI-E規(guī)格,2024/12/1,Inspur group,總線發(fā)展趨勢,PCI Express,的使用越來越廣泛：如千兆以太網(wǎng)卡、顯卡、電視卡、視頻編輯卡等,PCI,不會消失，其他的應用需要一定的轉(zhuǎn)換周期,2023/9/25Inspur group總線發(fā)展趨勢PCI,2024/12/1,Inspur group,系統(tǒng)總線,并行－串行,PCI,－,PCI-X,－,PCI E,2023/9/25Inspur group系統(tǒng)總線并行－串行,2024

43、/12/1,Inspur group,芯片組及發(fā)展,INTEL blackford,支持雙路英特爾,64,位至強處理器，提供,667/1066/1333MHz,前端總線和最大,4M,二級緩存，最大支持,16GB,容量的,DDR2 667,和,533 FBD,內(nèi)存，支持內(nèi)存熱備和鏡像，支持,PCI-EX8,,2023/9/25Inspur group芯片組及發(fā)展INT,2024/12/1,Inspur group,芯片組（,blackford,）,,blackford,Dempsey / Woodcrest,,ESB-2,,Gilgal,,SIO3,PS2 Keyboard,PS2 Mouse,

44、Serial Back,Serial Int,Flash,USB 2.0 Front,USB 2.0 Rear,USB 2.0 Front,USB 2.0 Rear,IDE,SATA 2,SATA 2,SATA 2,SATA 2,SATA 2,SATA 2,,FLASH,NVRAM,PCIe x8 (4GB/s),PCIe x8 (4GB/s),FBD 533/677,FBD 533/677,FBD 533/677,FBD 533/677,1066/1333 MTS,PCIe x8 (4GB/s),DMI x4,PCIe x8 (4GB/s),PCIe x4 (2GB/s),PCI,－,X,P

45、CI,2023/9/25Inspur group芯片組（black,2024/12/1,Inspur group,,芯片組（,blackford,－,VS,）,,BF-VS,Dempsey / Woodcrest,,ESB-2,,Gilgal,,SIO3,PS2 Keyboard,PS2 Mouse,Serial Back,Serial Int,Flash,USB 2.0 Front,USB 2.0 Rear,USB 2.0 Front,USB 2.0 Rear,IDE,SATA 2,SATA 2,SATA 2,SATA 2,SATA 2,SATA 2,,FLASH,SDRAM,FBD 533

46、/677,FBD 533/677,1066/1333 MTS,PCIe x8 (4GB/s),DMI x4,PCIe x8 (4GB/s),PCIe x4 (2GB/s),PCI,－,X,PCI,2023/9/25Inspur group 芯片組,2024/12/1,Inspur group,Blackford-vs,和,Blackford,兩個芯片,pin-to-pin,；相同的南橋芯片,ESB-2,；,Blackford-vs,和,Blackford,擴展能力不同；,,Blackford,支持,3,個,PCI-E*8,，其中一個用來連接南橋,,Blackford-vs,只支持,1

47、,個,PCI-E*8,，用來連接南橋；,,Blackford,支持,4,個通道,16,個內(nèi)存插槽；,,Blackford-vs,支持,2,個通道,8,個內(nèi)存插槽；,,Blackford-vs,和,Blackford,性能比差,30%,（,intel,）,南橋主要支持：,,1,個,PCI-E*4,；,1,個,PCI-E*8,（,2,個,PCI-E*4,）；,1,個,PCI-X133,；,1,段,32,位,PCI,；,2,個千兆網(wǎng)卡；,,6,個,STAT2,；,8,個,USB,；,1,個,IDE,；,,2023/9/25Inspur groupBlackford,2024/12/1,Inspur

48、group,Intel,?,QuickPath Architecture,Intel,?,QuickPath interconnect plus integrated Intel,?,QuickPath memory controllers,,,,,High Bandwidth,(up to 25.6 GB/s per link),(up to 32 GB/s per MC),Low Latency,(integrated native DDR3 MC),Intel Reliability,(data reliability checks every cycle),Open Innova

49、tion,(over 20 industry leaders),MC = memory controller,Source: Intel. All future products, computer systems,?dates, and figures specified are preliminary based on current expectations, and are subject to change without notice.,,2023/9/25Inspur groupIntel? Qu,2024/12/1,Inspur group,,自,1956,年,IBM,推出第一

50、臺磁盤驅(qū)動器,IBM RAMAC 350,至今已經(jīng)有,50,多個年頭了，以下主要從磁盤驅(qū)動器基本結構、主要參數(shù)、接口標準、磁盤陣列技術四個方面進行介紹。,,2.6,磁盤技術簡介,2023/9/25Inspur group,2024/12/1,Inspur group,,,當前的硬盤架構多采用溫徹斯特（,Winchester,）架構,由頭盤組件（,HDA,，,Head Disk Assembly,）與印刷電路板組件（,PCBA,，,Print Circuit Board Assembly,）組成,溫氏硬盤是一種可移動頭固定盤片的磁盤存儲器，磁頭定位的驅(qū)動方式主要有步進電機驅(qū)動（已淘汰）和音圈電機

51、驅(qū)動兩種,其盤片及磁頭均密封在金屬盒中，構成一體，不可拆卸，金屬盒內(nèi)是高純度氣體，不是真空,2.6.1,磁盤的基本結構,2023/9/25Inspur group　 當前的硬盤架構,2024/12/1,Inspur group,1,、主軸轉(zhuǎn)速：,,IDE,硬盤的轉(zhuǎn)速多為,5400rpm,和,7200rpm,，目前的主流,SAS,硬盤，轉(zhuǎn)速多為,15000rpm,2,、平均尋道時間：,指磁盤磁頭移動到數(shù)據(jù)所在磁道時所用的時間，這是衡量磁盤機械能力的重要指標，單位：毫秒,ms,，一般在,5ms-13ms,之間。,3,、平均潛伏時間：,平均潛伏時間與轉(zhuǎn)速有關，為碟片旋轉(zhuǎn)半周所需時間,。,,2.6.2

52、,磁盤的主要參數(shù),2023/9/25Inspur group1、主軸轉(zhuǎn)速：2.,2024/12/1,Inspur group,4,、數(shù)據(jù)傳輸率：,?內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率（,Internal Transfer Rate,）,內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率指磁頭至硬盤緩存間的最大數(shù)據(jù)傳輸率，,?外部數(shù)據(jù)傳輸率（,External Transfer Rate,）,外部數(shù)據(jù)傳輸率也稱為突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸率，是指從硬盤的緩存中向外輸出數(shù)據(jù)的速度,磁盤的內(nèi)部傳輸率要小于外部傳輸率，所以內(nèi)部傳輸率的高低才是評價一個硬盤整體性能的決定性因素。,2023/9/25Inspur group4、數(shù)據(jù)傳輸率：,2024/12/1,Inspur

53、group,5,、,MTBF,（,Mean Time Between Failure,，平均無故障時間）：,它是硬盤可靠性的一個指標，指從開始運行到出現(xiàn)故障的最長時間的平均值，單位是小時。,SCSI,硬盤和,IDE,硬盤,MTBF,值有一定差異，,SCSI,硬盤一般為,1200000,小時，,IDE,硬盤一般為,800000,小時。,6,、,SMART,支持：,,S.M.A.R.T,是,Self Monitoring Analyzed Report Technology,（自監(jiān)測、分析與報告技術）的縮寫。在磁盤設計中，采用此技術可增加磁盤自我監(jiān)視和分析各種參數(shù)的能力，如果磁盤處于不良狀態(tài)，能及

54、時通知系統(tǒng)，并對用戶提出操作建議。,2023/9/25Inspur group5、MTBF（Me,2024/12/1,Inspur group,盤片馬達,磁頭馬達,磁盤馬達,2023/9/25Inspur group盤片馬達磁頭馬達磁,2024/12/1,Inspur group,盤片、磁頭,2023/9/25Inspur group盤片、磁頭,2024/12/1,Inspur group,? IDE,? SCSI,? SATA,? SAS,,常見的硬盤接口技術,2023/9/25Inspur group,2024/12/1,Inspur group,1,、,IDE,接口,,*,,IDE,的

55、英文全稱為：,Integrated Drive Electronics,，是目前最主流的硬盤接口，包括光儲類的主要接口。,,*,,IDE,接口使用一根,40,芯或,80,芯的扁平電纜連接硬盤與主板，每條線最多連接,2,個,IDE,設備（硬盤或者光儲）,。,2023/9/25Inspur group 1、IDE接,2024/12/1,Inspur group,,,所有的,IDE,硬盤接口都使用相同的,40,針連接器,2023/9/25Inspur group,2024/12/1,Inspur group,由于硬盤傳輸速率的增加為了增強數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，在數(shù)據(jù)線上進行了改造，由原來,40,芯電

56、纜改變?yōu)?80,芯，其中,40,芯為地線為了增加數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性。,IDE,硬盤接口－電纜,2023/9/25Inspur group由于硬盤傳輸速率的,2024/12/1,Inspur group,ATA(IDE),1,條通道可用,2,個設備,(,跳線分為主,/,從,),，共享帶寬,根據(jù),ATA/ATAPI,規(guī)范，,color connector,－,M/B,，,grey,－,slave,，,black,－,master,SATA,端到端連接，一個通道連接一個設備，獨享帶寬。不存在跳線設定,ID,問題,SCSI,－每個通道支持,16,個設備，控制器占,ID7,SCSI Wide 68pin,－

57、硬盤上跳線，避免,ID,沖突,SCSI SCA 80pin,－背板位置決定硬盤,ID,Fibre Channel,無跳線，背板位置決定硬盤,ID,號,,,,,應用,2023/9/25Inspur groupATA(IDE)應,2024/12/1,Inspur group,2,、,SCSI,接口技術,（,1,）,SCSI,接口定義,,SCSI,英文全稱：,Small Computer System Interface,，它出現(xiàn)的原因主要是因為原來的,IDE,接口的硬盤轉(zhuǎn)速太慢，傳輸速率太低。,（,2,）,SCSI,接口特點,?多個,I/O,并行操作：因此,SCSI,設備傳輸速度快,? 可并聯(lián)的外

58、設數(shù)量多,2023/9/25Inspur group2、SCSI接口技,2024/12/1,Inspur group,熱拔插,非熱拔插,SCSI,磁盤接口圖,2023/9/25Inspur group熱拔插非熱拔插SC,2024/12/1,Inspur group,,SCSI,接口技術與其它技術一樣，也是向前兼容得，也就是說新的,SCSI,接口可以兼容老接口，而且如果一個,SCSI,系統(tǒng)中的兩種,SCSI,設備不是位于同一規(guī)格，那么,SCSI,系統(tǒng)將取較低級規(guī)格作為工作標準。,SCSI,設備的兼容性,2023/9/25Inspur group S,2024/12/1,Inspur

59、 group,3,、,SATA,接口,,SATA,的英文全稱是：,Serial-ATA,（串行）,,SATA 1.0,標準仍可達到,150MB/s,，,SATA 2.0/3.0,更可到,300,以至,600MB/s,。,,,下圖是與并行,ATA,的傳輸線比較：,2023/9/25Inspur group3、SATA接口,2024/12/1,Inspur group,左邊是串行數(shù)據(jù)傳輸線，右邊是并行數(shù)據(jù)傳輸線,,并行,ATA,和串行,ATA,的傳輸線比較,2023/9/25Inspur group左邊是串行數(shù)據(jù)傳輸,2024/12/1,Inspur group,電源的輸入接口也與原來的,4pin

60、,電源不同，需要經(jīng)過轉(zhuǎn)換。,,串行,ATA,的電纜,2023/9/25Inspur group電源的輸入接口也與,2024/12/1,Inspur group,主板上的,Serial ATA,數(shù)據(jù)線接口,SATA,控制器,2023/9/25Inspur group主板上的Seria,2024/12/1,Inspur group,,? 針腳數(shù)目大減少，也就全面解決了在,ATA,標準中存在的數(shù)據(jù)串擾問題。,? 數(shù)據(jù)芯線減少，就更能降低電力消耗，減小發(fā)熱量,? 起點更高、發(fā)展?jié)摿Ω?，預計在,2007,內(nèi)推出,Serial ATA 3.0,標準，到那時將實現(xiàn),600MB/s,的最高數(shù)據(jù)傳輸率。,?,

61、Serial ATA,的拓展性更強，由于,Serial ATA,采用點對點的傳輸協(xié)議，所以不存在主從問題，這樣每個驅(qū)動器不僅能獨享帶寬，而且使拓展,SATA,設備更加便利,。,,SATA,接口優(yōu)點,2023/9/25Inspur group　　 ? 針腳,2024/12/1,Inspur group,SAS,簡單的說，,SAS,是一種磁盤連接技術。它綜合了現(xiàn)有并行,SCSI,和串行連接技術的優(yōu)勢，以串行通訊為協(xié)議基礎架構，采用,SCSI-3,擴展指令集并兼容,SATA,設備，是多層次的存儲設備連接協(xié)議棧。,,點到點連接,目前總線傳輸速度,3Gb/s(3Gb/s/8×8/10=300MB/s

62、),針腳定義,29PIN,，數(shù)據(jù)位,8,，其它為控制信號、電源和地,,,,2023/9/25Inspur groupSAS簡單的說，S,2024/12/1,Inspur group,Sas,硬盤接口、線纜,,,2023/9/25Inspur groupSas硬盤接口、線,2024/12/1,Inspur group,Sas,硬盤和,SATA,硬盤的區(qū)別,,,,,2023/9/25Inspur groupSas硬盤和SAT,2024/12/1,Inspur group,硬盤使用中常見問題,標稱容量不等于實際容量,計算方式不同：,硬盤廠商對容量計算方式為,1KBytes=1000Bytes,OS(

63、,如,Windows),對硬盤容量計算方式為,1KBytes=1024Bytes,因此標稱的,1G,容量在,OS,中就認出,1,000,000,000÷,（,1024×1024×1024,）＝,0.93G,，這樣，一塊,40G,的硬盤會在,OS,中只顯示為,40×0.93,＝,37.2G,。,2023/9/25Inspur group硬盤使用中常見問題,2024/12/1,Inspur group,硬盤背板和模組,Sas,備板及連接,2023/9/25Inspur group硬盤背板和模組Sa,2024/12/1,Inspur group,模組和背板的作用,1,、硬盤控制器通過硬盤模組支持熱拔

64、插硬盤,2,、提供良好散熱和溫度報警,3,、和,RAID,卡配合，識別掉線硬盤,4,、分配硬盤的,ID,號,2023/9/25Inspur group模組和背板的作用1,2024/12/1,Inspur group,2.7 RAID,2.7.1 RAID,技術,（,RAID,（,Redundant Array of Independent Disks,）,?,RAID,就是獨立冗余磁盤陣列。,?,RAID,通過兩種方法完成了冗余和容錯功能：一種是分段（,striping,），另一種是奇偶校驗,;,? RAID,技術即可以在服務器機箱內(nèi)部的,PCI,插槽上插入,RAID,卡，并連接多塊硬盤實

65、現(xiàn)，也可以通過連接服務器外部的專用磁盤陣列柜來實現(xiàn),RAID,技術。,2023/9/25Inspur group2.7 RAID,2024/12/1,Inspur group,什么是磁盤陣列（,Disk Array,）？,磁盤陣列就是將兩個以上的物理磁盤，在邏輯上捆綁在一起，數(shù)據(jù)以條帶的形式順序的保存在各個磁盤上，對外作為一個邏輯的設備提供服務，磁盤陣列中可包含配置成,RAID,的磁盤和用于后備的磁盤。,多個磁盤陣列還可以捆綁成大的跨越磁盤陣列，它們只是邏輯上組合在一起。,,2023/9/25Inspur group什么是磁盤陣列（D,2024/12/1,Inspur group,RAID,

66、技術分類：,1,、按照實現(xiàn)方法分類：,軟件,RAID,,磁盤陣列直接從主機,CPU,獲得,RAID,指令和,I/O,命令,例如：,Windows 2000 Server,硬件,RAID,I/O,處理由,I/O,處理器執(zhí)行,可以通過下面兩種方式執(zhí)行：,（,1,）,PCI HBA,,（,2,）嵌入主板（,RAID On motherboard,）,2,、按連接方式分類：,外接式,內(nèi)置式,,2023/9/25Inspur groupRAID技術分類：,2024/12/1,Inspur group,軟件,RAID,2023/9/25Inspur group軟件RAID,2024/12/1,Inspur group,硬件,RAID,2023/9/25Inspur group硬件RAID,2024/12/1,Inspur group,外接式與內(nèi)接式,RAID,差別,2023/9/25Inspur group外接式與內(nèi)接式RA,2024/12/1,Inspur group,RAID,校驗,在,IOP,和內(nèi)存之間進行運算時，采用的糾錯方式是,ECC,，,ECC,利于監(jiān)測并糾正錯誤。,在硬盤上寫入的校驗