服务器的架构 行情价格 商务服务

chibohandong 2023-2-24 227

服务器的分类标准是多元化的,目前主要可按产品形态、指令集架构、处理器数量、应用类型等对市场上的服务器进行分类。

3.1 按产品形态

服务器按产品形态,可以分为:塔式服务器、机架服务器、刀片服务器、机柜服务器等。

1)塔式服务器( Tower Server)

既常见的立式和卧式机箱结构的服务器,可放置在普通的办公环境,机箱结构较大,有较大的内部硬盘、冗余电源、冗余风扇的扩容空间,并具备较好的散热功能。塔式服务器密度低,多为单处理器系统(有少部分为双处理器系统)。系统电源和风扇一般是单配,非冗余可靠性较低。主要应用在企业官网、多媒体大流量APP、医疗成像、虚拟桌面基础架构(VD)等场景。

2)机架式服务器(Rack Server)

机架结构是传统电信机房的设备结构标准,宽度为19英寸,高度以单位“U”计算,每“U”为1.75英寸(可换算成4.445cm)。通常有1U、2U、4U和8U之分,其中以1U和2U为主,其次是4U和8U。近期市场也有3U和6U等高度的机架产品出现。机架服务器是一种外观按照统一标准设计的服务器,配合机柜使用。可以认为机架式是一种优化结构的塔式服务器,它的设计宗旨主要是为了尽可能减少服务器空间的占用,而减少空间的直接好处就是在机房托管的时候价格会便宜很多。主要应用在云计算、软件定义存储、超融合架构、CDN缓存、超算中心等场景。

3)刀片式服务器(Blade Server)

通常在一个机箱里可以插入数量不等的“刀片”,其中每一块“刀片”实际上就是一块服务器主板。刀片服务器通常只需要比机架服务器更少的机架空间,通过优化空间来提供更强的计算能力,是一种更高密度的服务器平台。一般包括刀片服务器、刀片机框(含背板)及后插板三大部分。不同厂商有不同高度的机框。各厂商机框皆为19英寸宽,可安装在42U的标准机柜上。主要应用在超算中心、异构计算、云计算平台、实时业务处理、商业智能分析及数据挖掘等场景。

4)机柜式服务器(Cabinet Server)

是未来数据中心基础架构的核心形态和发展趋势。它集成计算、网络、存储于一体,以及面向不同应用时,可以部署不同的软件,提供一个整体的解决方案。机柜式服务器一般由一组冗余电源集中供电,散热方面由机柜背部风扇墙集中散热,功能模块和支撑模块相分离,通过供电、散热的整合,相比普通机架式服务器,运行功耗低、且可靠高效。此外,机柜式服务器无需繁琐拆装,维护便捷,能够轻松实现统一集中管理和业务的自动部署。主要应用在虚拟化、大数据分析、分布式存储、超算中心等快速一体化部署场景。

3.2 按指令集架构

服务器按照指令集架构分类,主要分为如下:

CISC服务器:

(Complexinstruction Set Computing)

即复杂指令集计算

RISC服务器:

(ReducedInstruction Set Computing)

即精简指令集计算

EPIC服务器:

(Explicitlyparallel Instruction Computing)

即显式并行指令计算

 

1)CISC服务器

也被称为X86服务器,采用Intel、AMD或其它兼容X86指令集的处理器芯片以及Windows操作系统的服务器,是目前主流的服务器架构。

2)RISC服务器

RISC服务器基于RISC处理器,目前主要包括IBM的Power和Power PC处理器,SUN和富士通合作研发的SPARC处理器,华为基于ARM架构级授权研发的鲲鹏920处理器。

3)EPIC服务器

EPIC服务器基于EPIC处理器,目前主要是Intel研发的安腾处理器等。

使用RISC或EPIC架构的服务器又称非X86服务器。包括:大型机、小型机和UNIX服务器,并且主要采用UNIX和其它专用操作系统。

3.3 按处理器数量

按照处理器的数量可将服务器分为:单路服务器、双路服务器、四路服务器、八路服务器等。其中,“路”是指一台服务器内部的CPU个数,比如单路服务器内部CPU数量为1颗,双路服务器为2颗,以此类推。目前主流的服务器是双路服务器。

多路服务器用到了对称多处理技术(SymmetricalMulti-Processing,简称SMP),在一台服务器上,多颗CPU共享内存子系统以及总线结构。在服务器运行时,多颗CPU同时运行操作系统的单一复本,系统将任务队列对称地分布于每颗CPU之上,所有的CPU都可以平等地访问内存、I/O和外部中断,从而极大地提高了整个系统的数据处理能力。

3.4 按应用类型

在不同的应用场景,对服务器的功能要求会有所侧重,按照其应用类型,可以分为文件服务器、数据库服务器、应用程序服务器。

1)文件服务器

在计算机局域网中,以文件数据共享为目标,将供多台计算机使用的文件存储在一台服务器中,这台主机就被称为文件服务器。文件服务器相当于一个信息系统的大仓库,保证用户和服务器磁盘子系统之间快速数据传递。在该类型服务器的各个子系统中,对系统性能影响大小依次排列为网络系统、磁盘系统、内存容量、处理器性能。

2)数据库服务器

用于频繁的读取和索引数据的服务器,比如企业的财务系统、人事系统及各种管理系统均有类似需求。不同类型的企业对数据库服务器的要求不同,对于较大的企业,会涉及到分布式并发数据查询等问题,这对网络系统以及I/O的数据传输能力有比较高的要求;而对于较小的企业,并发用户相对较少,分布式查询需求不高,磁盘系统更为重要。

3)应用程序服务器

类似于文件服务器为很多用户提供文件一样,应用程序服务器让多个用户可以同时使用应用程序。在该类型服务器的各个子系统中,对处理器性能的要求会更高。

四、 X86/ARM之争?

正如前文所述,按照指令集类型,服务器可以分为CISC服务器、RISC服务器、EPIC服务器。其中CISC服务器又被称为X86服务器,RISC和EPIC服务器又被统称为非X86服务器(也即Non-X86服务器)。从服务器的产业趋势来看,目前正形成双强的局面,其中X86服务器以Intel/AMD处理器为主导,而非X86服务器以ARM架构处理器为主导。双方各有优劣势,将长期共存。

 

4.1 X86服务器:市占率高

X86服务器是目前市场的主流选择。2009年以来,X86服务器逐步成为服务器市场的主流选择,收入方面的优势相较于Non-X86服务器不断扩大。根据Gartner的数据,2019年,全球X86服务器出货量和厂商销售额分别为1249.7万台和693.6亿美元,远超Non-X86服务器。X86服务器是云计算基础设施的主要构成元素,随着云计算产业的持续发展, X86服务器的市场规模有望进一步扩大。

中国x86服务器市场需求有望拐点向上。在中国“新基建”政策的推动下,未来5年,中国X86服务器市场景气度有望提升。根据IDC的预测,2020-2024年,中国X86服务器的出货量复合增长率为9.1%。

英特尔10nm新一代芯片即将面世,X86服务器有望迎来新一轮产品迭代。处理器是服务器的核心,而X86服务器芯片的霸主为英特尔,英特尔的产品迭代对X86服务器的产业周期有重要影响。早在1978年,英特尔即推出第一代X86架构处理器—8086,用于PC。此后,英特尔进军服务器领域,历经奔腾、至强产品线。根据英特尔公布的路线图,公司将于2020年四季度推出10nm服务器处理器Ice Lake-SP系列,进一步升级微内核,预计最多为38核76线程,支持64条PCIe 4.0通道,同时降低功耗。英特尔加快处理器迭代步伐,有望为X86服务器的发展带来强力催化。

目前,作为市场份额最高的服务器架构,X86服务器的核心优势在于:

1)性能领先。X86架构处理器设计的初衷在于性能,以2U服务器系统为例,可提供多达48 核的超强计算性能,灵活的存储扩展以及高速网络接入能力,非常适用于具有多重业务负载的复杂基础设施环境,包括企业级部署、云环境部署、大数据应用环境等。

2)生态完善。X86指令集是一个相对开放的指令集,在发展之初英特尔等供应商对独立软件开发商即进行指令集开放,对桌面软件兼容,发展至今,越来越多的玩家进入X86生态圈,形成了广阔、完善的护城河。

4.2 ARM服务器:潜力很大

ARM服务器迎来万物互联发展良机。ARM处理器的应用始于低功耗、计算量小的移动场景,并专注于嵌入式电子、消费电子、汽车电子等领域发展。因此,ARM在移动端、IOT侧占据压倒性的市场及技术优势。叠加其适配500万ARM原生应用,未来,ARM架构与X86架构的竞争值得关注。

5G和物联网推动边缘计算、端侧AI发展,能效、灵活性将成为用户重点考量因素。ARM服务器的优点包括:

ARM服务器的能耗低。X86架构采用效率相对较低的体系架构,功耗较高,而ARM采用精简指令集的设计理念,具有天生的计算高效能优势。

单位面积内核数更多、算力更强。一个ARM核的面积仅为X86核的七分之一,同样尺寸下,ARM 核数是X86的4倍以上。由于芯片尺寸限制,ARM的众核横向扩展更符合分布式业务需求。

以鲲鹏920为例,其采用7nm工艺,可以支持32/48/64内核。此外,Ampere发布的Altra芯片具有80个内核,Marvell将推出的Thunder X3具有96个内核,相较于Intel至强白金系列的24-56个内核,具有单位面积内更强性能的优势。

未来,随着数据中心软件生态逐步支持ARM架构,以及其天生的低成本和低功耗特性,在华为、AWS等ICT巨头的带领下,ARM架构CPU的价格和性能有望改善,将可为用户提供更低成本的云计算服务,实现出货量的进一步成长。


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