服务器硬件架构

从性能角度来看，处理器、内存和 I/O 这三个子系统在服务器中是最重要的，它们也是最容易出现性能瓶颈的地方。目前市场上主流的服务器大多使用英特尔 Nehalem、Westmere 微内核架构的三个家族处理器：Nehalem-EP，Nehalem-EX 和 Westmere-EP。下表总结了这些处理器的主要特性： Nehalem-EPWestmere-EPNehalem-EXNehalem-EX商业名称至强 5500至强 5600至强 6500至强 7500支持的最插座数2228每 插 座 最 大 核 心数4688每 插 座 最 大 线 程数8121616MB 缓存 (3 级)8121824最大内存 DIMM 数181832128 在本文中，我们将分别从处理器、内存、I/O 三大子系统出发，带你一起来梳理和了解最新英特尔架构服务器的变化和关键技术。 一、处理器的演变 现代处理器都采纳了最新的硅技术，但一个单 die(构成处理器的半导体材料块)上有数百万个晶体管和数兆存储器。多个 die 组织到一起就形成了一个硅晶片，每个 die 都是独立切块，测试和用陶瓷封装的，下图显示了封装好的英特尔至强 5500 处理器外观。图 1 英特尔至强 5500 处理器 插座 处理器是通过插座安装到主板上的，下图显示了一个英特尔处理器插座，用户可根据自己的需要，选择不同时钟频率和功耗的处理器安装到主板上。图 2 英特尔处理器插座 主板上插座的数量决定了最多可支持的处理器数量，最初，服务器都只有一个处理器插座，但为了提高服务器的性能，市场上已经出现了包含 2，4 和 8个插座的主板。 在处理器体系结构的演变过程中，很长一段时间，性能的改善都与提高时钟频率紧密相关，时钟频率越高，完成一次计算需要的时间越短，因此性能就越好。随着时钟频率接近 4GHz，处理器材料物理性质方面的原因限制了时钟频率的进一步提高，因此必须找出提高性能的替代方法。 核心 晶体管尺寸不断缩小(Nehalem 使用 45nm 技术，Westmere 使用 32nm 技术)，允许在单块 die 上集成更多晶体管，利用这个优势，可在一块 die 上多次复制最基本的 CPU(核心)，因此就诞生了多核处理器。 现在市场上多核处理器已经随处可见，每颗处理器包含多个 CPU 核心(通常是 2，4，6，8 个 )，每个核心都有一级缓存(L1)，通常所有的核心会共享二级(L2)、三级缓存(L3)、总线接口和外部连接，下图显示了一个双核心的 CPU 架构。图 3 双核心 CPU 架构示意图 现代服务器通常提供了多个处理器插座，例如，基于英特尔至强 5500 系列(Nehalem-EP)的服...