解析服务器的处理器、磁盘和冗余（上）

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　　显然，处理器子系统是整个系统中执行各类应用的数据运算的关键部分。而在这个部分中，处理器又是最为关键的执行中心。所以，不论你购买的服务器要在自己的业务中扮演什么样的角色，首先都要考虑应该选择一款什么样的处理器，而这种选择实际上也会或多或少地决定系统其它部件的选择。

　　在PC服务器用处理器领域，英特尔不论是在产品系列的细化程度，还是在品牌覆盖率上，都占据着极大的优势。因此，我们自然也将关注的重点放在了它的身上。 从产品系列来看，英特尔针对服务器平台的处理器包括如下几个产品系列:IntelItanium 2(即所谓的“安腾2”)，Intel XEON(即所谓的“至强”)，Intel XEON MP(Multi-Processor，即所谓的多路至强)，Intel Pentium D，支持超线程技术的Intel Pentium 4 HT和普通Intel Pentium 4，其中，Itanium 2采用的是全新的IA-64架构，其先进的64位体系结构使其拥有出色的性能和处理能力，但是它却牺牲了对现有的丰富的32位操作系统及应用程序的支持。因此它主要定位在高端计算领域，所以不在本文的讨论范畴以内。

　　前身为Pentium Pro的XEON处理器是英特尔专门针对服务器及工作站市场设计的产品，对于中型企业需要的部门级服务器产品而言，是最佳的选择。其多处理器版本XEON MP专为四路及以上多路服务器而专门设计，可以有力地支持各类电子商务及运算高度密集的企业级应用。对于中小型企业环境中部署的工作组服务器来说，由于用户数量有限，实际应用中数据的运算量并不大，而且各个客户端对服务器发出请求也比较分散，并不一定需要强大的专用处理器来给予支持。

　　因此，对于这类入门级的产品，各类服务器厂商纷纷采用台式机平台的处理器。这种做法固然是商家为了有效降低生产成本采取的变通手段，但低廉的价格也推动了服务器及相关应用在中小企业的广泛应用。此外，英特尔丰富的台式机处理器产品线又为各家厂商针对不同用户的需求强度，进一步细化自身产品，提供了有力的支持。从目前市售产品的情况来看，采用Pentium D，Pentium 4 HT和普通Pentium 4的产品都很普遍。在刚刚过去的2005年，64位和双核无疑是台式机领域最为热门的话题。实际上，在服务器的处理器领域也存在着同样的现象。

　　EM64T:

　　向64位平滑过渡在PC服务器领域，64位热潮的出现相对台式机领域要更早一些。2003年3月问世的Opteron处理器首先依靠其扩展x86-64指令集AMD 64将64位计算引入了PC服务器平台，虽然当时缺少64位操作系统和应用程序的支持，但是凭借对32位软件的良好兼容，这款产品还是取得了相当的成功。显然，Opteron的出现，对英特尔在PC服务器领域的统治地位发起了前所未有的挑战。不过，英特尔凭借强大的技术实力和丰富的市场经验很快就发起反击并扭转了局面。而在这一过程中扮演重要角色的，就是我们并不陌生的EM64T(Extended Memory 64 Technology，64位内存扩展技术)。

　　EM64T与Itanium 2所使用的IA-64架构不同，后者是一种用来取代IA-32的崭新的而且是完全不同的体系结构;而前者则是在IA-32的基础上，对x86指令集加以扩展，使其能够支持64位扩展内存寻址(要想了解该功能的重要性，参见插文“我们为什么需要64位”)，因此也可将其视作是一种混合64位的指令集。

　　显然，EM64T能够很好地兼容现有的32位软件，在保留现有软硬件的同时，在适当的时候再过渡到64位架构。对于绝大多数用户而言，这种平滑的过渡方式无疑更容易为他们所接受。诚然，与纯64位处理器产品相比，兼容32位软件的处理器自然要在性能方面做出牺牲，二者在64位环境下的表现肯定有着相当大的差距。但是考虑到基于这两类处理器的服务器产品针对完全不同的市场，用户的应用需求也各不相同，因此也无需进行这样直接的对比。

　　双核:迅速提升性能如果说EM64T还是在为尚未成气候的64位计算作准备，并没有给我们带来太多的实质性提高的话，那么双核架构进入x86处理器则是为提高处理器性能带来了真真正正的实惠。大家都知道，处理器的实际性能其实就是处理器在每个时钟周期内能够处理指令数的总量，因此，每增加一个内核，处理器每个时钟周期内可执行的单元数自然也将增加一倍。当然，必须指出的是，只有充分利用两个内核中的所有可执行单元，才能使系统达到最大的性能。

　　与此同时，对于处理器这种产品，以往各家厂商惯用的性能增强手法就是提高其运行频率，在相当长的一段时间内，这固然是一种行之有效的办法。但是，随着频率的快速提升，制造工艺、功耗等问题都对高频处理器的推出速度产生越来越大的阻碍。因此，双核甚至多核架构成为了更为大家欣赏的新的性能提升途径。 2005年，英特尔首先在高端台式机领域发布了采用双核架构的Pentium D处理器。在取得成功和业界及用户的认可后，英特尔又在服务器领域发布了采用双核架构的Xeon处理器。

　　下面，让我们来详尽了解一下双核至强处理器的相关特性: 双内核架构:这款采用90nm的新型至强处理器包含两个支持64位扩展技术的Prescott核心，主频2.8GHz，拥有2个2MB的二级缓存。在一枚物理处理器中提供两个执行内核，使系统能够在更短的时间内完成更多的工作。在右边的“性能测试”插文中，我们可以看出双核至强相对其前代产品，有着幅度惊人的提升。 64位内存扩展技术:这项技术在前面我们已经详细地加以介绍。简单来说，它将为至强服务器系统带来在运行64位和32位应用和操作系统方面出色的灵活性。

　　英特尔虚拟化技术:双核心架构的引入不仅使其性能获益匪浅，也使处理器的功能设计有了更为广泛的发展空间。而虚拟化技术(Intel Virtualization Technology)就是其中之一。虚拟化技术可以让一台物理计算机虚拟出若干个虚拟的系统，这些虚拟系统能使用同样的PC资源独立工作。换句话说，借助这种技术，用户将可以在自己的系统上使用超过一个操作系统，以便每个操作系统解决特定的运算任务。比如，一个虚拟系统能够扫描病毒，另外的虚拟系统则可以执行应用程序，文字处理或者玩游戏。

　　英特尔病毒防护技术:英文名称为Execute Disable Bit Functionality的这项功能最早出现在2001年问世的Itanium处理器中，如今英特尔又将其应用到了应用范围更为广泛的至强处理器中。该技术与相应的操作系统配合，能够有效阻止“缓存溢出”型的恶意攻击。在实际应用中，它能够帮助处理器识别出应用程序可以使用内存的哪些区域，而哪些区域则不能使用。当恶意的蠕虫代码试图在缓存中插入其代码时，处理器将禁止其代码的执行，阻止它的破坏动作和复制企图。对于当前饱受安全问题困扰的商业用户而言，这项技术带来的获益是显而易见的。

　　超线程技术:在双核的基础上，英特尔还将每个内核设计为两个逻辑处理器，与基于线程的实际应用相配合，能够进一步增强系统的数据运算性能。提高处理器利用率和系统的响应能力，为服务器用户带来较前代产品更为出色的用户体验。 按需配电:借助增强型的Intel SpeedStep动态节能技术，至强处理器能够根据运行环境和强度的变化进行调整，为降低平均系统功耗提供有益的帮助，在一定程度上也潜在改进了系统的运行噪音问题。

　　谈到这，相信你既已经对英特尔的服务器处理器产品线有了较清晰的认识，也了解了该领域的最新发展。我们相信，这对大家未来购买到合适的服务器将大有裨益。

　　磁盘系统直接影响整体性能

　　服务器中，磁盘系统的性能高低直接影响着服务器的整体性能，这点尤其体现在数据库服务器和文件服务器中。因此，在选择服务器产品时，它应该成为你第二重点考察的对象。

　　目前应用在服务器上的硬盘主要有两类:SCSI和S-ATA硬盘，根据你的应用需求，我们首先需要在这两种类型之间做出选择。

　　SCSI还是S-ATA 从容量上比较，S-ATA硬盘有着绝对的优势，而且其价格也远远低于同档SCSI硬盘。在主流S-ATA硬盘已达到250GB的同时，性能最佳的SCSI 硬盘Seagate Cheetah 15K的最大容量也只有146GB。从存储成本上考虑，S-ATA硬盘无疑胜出一筹。

　　但是对于服务器的磁盘子系统而言，容量仅仅是其众多需求之一，最为关键的还是磁盘系统的稳定性，对于承担关键应用的服务器更是如此。现在 SCSI硬盘都可以达到一百万小时以上的MTBF(平均故障时间)值，而普通S-ATA硬盘的MTBF都在八十万左右。两相比较，SCSI在稳定性上的优势就体现的十分明显了。此外，磁盘系统的扩展性在采购时也要格外注意。统计表明，在大多数数据存储环境中，每18个月数据容量就会增长一倍。此时存储系统的可扩展性就格外重要。而对于小型网络环境来说，利用服务器提供的在线存储又是十分常见的。

　　如果用户采用的是SCSI硬盘，那么单通道SCSI接口一般可安装七个SCSI接口设备，扩展SCSI接口最多可安装15个SCSI设备。S- ATA硬盘每个接口只能安装一个设备，而通常主板上只会提供2至6个S-ATA接口，从扩展性上比较，SCSI要比S-ATA更为出色。在服务器应用中，衡量硬盘性能主要有两个指标，一个是数据传输速率，另外一个则是每秒I/O数。而对这两项指标起关键作用的则是单碟密度以及转速。

　　在单碟密度上，现在的S-ATA硬盘已经做到了单碟146GB容量，远高于普通的SCSI硬盘。不过，由于SCSI硬盘转速普遍达到10000 乃至15000 ，在I/O性能上仍远远高于S-ATA硬盘。此外，SCSI硬盘系统中的处理芯片可以完成大部分数据读取所需的计算，所以在高负载数据读写过程中对处理器资源的占用要大幅度低于S-ATA系统。对于一些负载并不是很重的文件、数据库服务器，用户可以为服务器配备S-ATA存储系统，而如果想要让数据库服务器提供更好的运行效率，那么SCSI系统还是非常值得考虑的。

　　RAID系统对于任何一台承担关键应用的服务器，我们都强烈建议您为服务器配备RAID系统。因为RAID通过在多个硬盘上同时存储和读取数据来大幅提高存储系统的数据吞吐量，而且在很多RAID模式中都有较为完备的相互校验/恢复的措施，甚至是直接相互的镜像备份，从而大大提高了RAID系统的容错度，提高了系统的稳定冗余性。

　　随着S-ATA硬盘的流行，基于此类硬盘的RAID系统也逐步出现在服务器中。从RAID系统的整体性能上看，S-ATA RAID虽然还无法与SCSI RAID并驾齐驱，但是其低廉的成本无疑可以帮助很多资金有限的用户实现高速、安全的数据存储。 RAID系统根据其功能以及组成可以分为多个级别，我们最为常见的模式就是RAID 0、RAID 1以及RAID 5。

　　RAID 0模式至少由2块硬盘组成。该模式在存储数据时由RAID控制器将数据分割成大小相同的数据条，同时写入阵列的磁盘。在读取时，也是顺序从阵列磁盘中读取后再由RAID控制器进行组合再传送给系统。这样，数据就等于并行的写入和读取，非常有助于提高存储系统的性能。不过，RAID 0还不能算是真正的RAID，因为它没有数据冗余能力。由于没有备份或校验恢复设计，在RAID 0阵列中任何一个硬盘损坏就可能导致整个阵列数据的损坏—数据都是分布存储，一损俱损。

　　RAID 1系统内硬盘的内容是两两相同的，两个硬盘的内容完全一样，这等于内容彼此备份，也就是我们常说的镜像模式。在写入时，RAID控制器并不是将数据分成条带而是将数据同时写入两个硬盘。RAID 1已经可以算是一种真正的RAID系统，但这是由一个硬盘的代价所带来的效果，而这个硬盘并不能增加整个阵列的有效容量。

　　RAID 5是在服务器中最常用的RAID模式，这主要是由于其出色的性能与数据冗余平衡设计。RAID 5是一种即时校验RAID系统，它采用了数据块的存储方式，但没有独立的校验硬盘(这也是它与RAID 3模式的区别)，这是因为它在每个独立的数据盘中都开辟了单独的区域用于存储同级数据的XOR校验数据。在写入时，同级校验数据将即时生成并写入，在读取时，同级校验数据也将被即时读出并检查源数据的正确性。

　　总体来说，RAID 0模式主要应用在一些需要磁盘系统提供高速数据传输的场合，比如视频编辑。RAID 1则由于其较高的数据安全性被广泛应用在财务数据存储等需要安全数据保护的场合，而对于任何一台同时要求性能和数据安全存储的服务器，RAID 5是非常理想的选择。