服务器：概念、组成、分类和架构之争 - 网站源码_资源分享

伺服器是构筑云排序的最核心理念此基础电子设备，在“新此基础建设”大力大力推进大力推进、公有云稳步冲高的大背景下，伺服器金融行业正迎高增长反转。

责任编辑紧紧围绕4个核心理念难题，循序渐进对伺服器进行深入细致探究：

1、伺服器是甚么？

2、伺服器的形成？

3、伺服器的进行分类？

4、X86/ARM争夺战？

一、伺服器是甚么？

伺服器的中文名称作“ Server”，是指在互联网上提供更多各式各样服务项目的高操控性排序机掌控系统。做为互联网的结点，储存、处置互联网上80％的统计数据、重要信息，因而也被称作网络的肉体。

伺服器和一般排序机掌控系统的机能是类似于的。而已相对于一般排序机掌控系统，伺服器在灵活性、可靠性、操控性等各方面都明确要求更高，因而CPU、晶片组、缓存、硬盘掌控系统、互联网等硬体和一般排序机掌控系统略有不同。

简而言之，伺服器与普通排序机掌控系统的主要就差别主要就包括：

1）通讯形式为两对多：

2）天然资源透过互联网共享：伺服器透过无线电通讯互联网上其他终端产品（Client）递交的服务项目允诺，在互联网操作掌控系统的掌控下，将与相连接的硬碟、印表机、Modem及各式各样专供电子电子设备提供更多给互联网上的顾客公交站点共享天然资源，也能为互联网使用者提供更多分散排序、信息发表及统计数据管理等服务项目。

3）硬体操控性更加强大：伺服器的高操控性主要就体现在高速度的运算能力、长时间的可靠运行、强大的外部统计数据吞吐能力等各方面。

伺服器厂商会根据不同的应用场景，对伺服器进行差异化设计，目前主要就的应用场景主要就包括文件交互、统计数据储存和查询、应用程序应答与运行等。

二、伺服器的形成？

2.1 伺服器的逻辑构架

伺服器的逻辑构架和一般排序机掌控系统类似于。但是由于需要提供更多高操控性排序，因而在处置能力、灵活性、可靠性、可靠性、可扩展性、可管理性等各方面明确要求较高。伺服器的逻辑构架中，最重要的部分是CPU和缓存。CPU对统计数据进行逻辑运算，缓存进行统计数据储存管理。

2.2 伺服器的硬体

伺服器硬体主要就主要就包括：处置器、缓存、晶片组、I/O（RAID卡、网卡、HBA卡）、硬碟、机箱（电源、风扇）。

在硬体的成本形成上，CPU及晶片组、缓存、外部储存是大头。以一台一般的伺服器生产成本为例，CPU及晶片组大致占比50% 左右，缓存大致占比 15% 左右，外部储存大致占比10%左右，其他硬体占比25%左右。

2.3 伺服器的固件和OS

伺服器的固件主要就主要就包括BIOS或UEFI、BMC、CMOS，OS主要就包括32位和64位。

1）BIOS

（Basic input/ Output System）

即基本输入输出掌控系统，是伺服器启动后最先运行的软件。它主要就包括基本输入输出掌控程序、上电自检程序、掌控系统启动自举程序、掌控系统设置重要信息。BIOS是伺服器硬体和OS之间的抽象层，用来设置硬体，为OS运行做准备。BIOS设置程序是储存在BIOS芯片中的。BIOS的进化版本是UEFI（Unified Extensible FirmwareInterface），即统一的可扩展固定接口。这种接口用于操作掌控系统自动从预启动的操作环境，加载到一种操作掌控系统上，从而使开机程序化繁为简，节省时间。

2）BMC

（Baseboard Management Montroller）

即基板管理掌控器，主要就是对伺服器进行监控和管理。BMC可以在伺服器未开机的状态下，对机器进行固件升级、查看机器电子设备等。

3）CMOS

（Complementary metal-oxide-semiconductor）

是电脑主机板上一块特殊的RAM芯片，是掌控系统参数存放的地方。CMOS储存器用来储存BIOS设定后的相关参数。

4）OS

（Operating system）

即操作掌控系统，对伺服器软硬体及统计数据天然资源进行管理调度。OS主要就分为32位和64位，OS的位数版本决定了排序机掌控系统处置器在RAM（随机存取储存器）处置重要信息的效率，64位版本比32位的可以处置更多的缓存和应用程序。

三、伺服器的进行分类？

伺服器的进行分类标准是多元化的，目前主要就可按产品形态、指令集构架、处置器数量、应用类型等对市场上的伺服器进行进行分类。

3.1 按产品形态

伺服器按产品形态，可以分为：塔式伺服器、机架伺服器、刀片伺服器、机柜伺服器等。

1）塔式伺服器（ Tower Server）

既常见的立式和卧式机箱结构的伺服器，可放置在一般的办公环境，机箱结构较大，有较大的内部硬碟、冗余电源、冗余风扇的扩容空间，并具备较好的散热机能。塔式伺服器密度低，多为单处置器掌控系统（有少部分为双处置器掌控系统）。掌控系统电源和风扇一般是单配，非冗余可靠性较低。主要就应用在企业官网、多媒体大流量APP、医疗成像、虚拟桌面此基础构架（VD）等场景。

2）机架式伺服器（Rack Server）

机架结构是传统电信机房的电子设备结构标准，宽度为19英寸，高度以单位“U”排序，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。机架伺服器是一种外观按照统一标准设计的伺服器，配合机柜使用。可以认为机架式是一种优化结构的塔式伺服器，它的设计宗旨主要就是为了尽可能减少伺服器空间的占用，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。主要就应用在云排序、软件定义储存、超融合构架、CDN缓存、超算中心等场景。

3）刀片式伺服器（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”实际上就是一块伺服器主板。刀片伺服器通常只需要比机架伺服器更少的机架空间，透过优化空间来提供更多更强的排序能力，是一种更高密度的伺服器平台。一般主要就包括刀片伺服器、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。主要就应用在超算中心、异构排序、云排序平台、实时业务处置、商业智能分析及统计数据挖掘等场景。

4）机柜式伺服器（Cabinet Server）

是未来统计数据中心此基础构架的核心理念形态和发展趋势。它集成排序、互联网、储存于一体，以及面向不同应用时，可以部署不同的软件，提供更多一个整体的解决方案。机柜式伺服器一般由一组冗余电源分散供电，散热各方面由机柜背部风扇墙分散散热，机能模块和支撑模块相分离，透过供电、散热的整合，相比一般机架式伺服器，运行功耗低、且可靠高效。此外，机柜式伺服器无需繁琐拆装，维护便捷，能够轻松实现统一分散管理和业务的自动部署。主要就应用在虚拟化、大统计数据分析、分布式储存、超算中心等快速一体化部署场景。

3.2 按指令集构架

伺服器按照指令集构架进行分类，主要就分为如下：

CISC伺服器：

（Complexinstruction Set Computing）

即复杂指令集排序

RISC伺服器：

（ReducedInstruction Set Computing）

即精简指令集排序

EPIC伺服器：

（Explicitlyparallel Instruction Computing）

即显式并行指令排序

1）CISC伺服器

也被称作X86伺服器，采用Intel、AMD或其他兼容X86指令集的处置器芯片以及Windows操作掌控系统的服务项目器，是目前主流的伺服器构架。

2）RISC伺服器

RISC伺服器基于RISC处置器，目前主要就主要就包括IBM的Power和Power PC处置器，SUN和富士通合作研发的SPARC处置器，华为基于ARM构架级授权研发的鲲鹏920处置器。

3）EPIC伺服器

EPIC伺服器基于EPIC处置器，目前主要就是Intel研发的安腾处置器等。

使用RISC或EPIC构架的伺服器又称非X86伺服器。主要就包括：大型机、小型机和UNIX伺服器，并且主要就采用UNIX和其他专供操作掌控系统。

3.3 按处置器数量

按照处置器的数量可将伺服器分为：单路伺服器、双路伺服器、四路伺服器、八路伺服器等。其中，“路”是指一台伺服器内部的CPU个数，比如单路伺服器内部CPU数量为1颗，双路伺服器为2颗，以此类推。目前主流的伺服器是双路伺服器。

多路伺服器用到了对称多处置技术（SymmetricalMulti-Processing，简称SMP），在一台服务器上，多颗CPU共享天然资源缓存子掌控系统以及总线结构。在伺服器运行时，多颗CPU同时运行操作掌控系统的单一复本，掌控系统将任务队列对称地分布于每颗CPU之上，所有的CPU都可以平等地访问缓存、I/O和外部中断，从而极大地提高了整个掌控系统的统计数据处置能力。

3.4 按应用类型

在不同的应用场景，对伺服器的机能明确要求会有所侧重，按照其应用类型，可以分为文件伺服器、统计数据库伺服器、应用程序伺服器。

1）文件伺服器

在排序机掌控系统局域网中，以文件统计数据共享天然资源为目标，将供多台排序机掌控系统使用的文件储存在一台伺服器中，这台主机就被称作文件伺服器。文件伺服器相当于一个重要信息掌控系统的大仓库，保证使用者和伺服器硬盘子掌控系统之间快速统计数据传递。在该类型伺服器的各个子掌控系统中，对掌控系统操控性影响大小依次排列为互联网掌控系统、硬盘掌控系统、缓存容量、处置器操控性。

2）统计数据库伺服器

用于频繁的读取和索引统计数据的伺服器，比如企业的财务掌控系统、人事掌控系统及各式各样管理掌控系统均有类似于需求。不同类型的企业对统计数据库伺服器的明确要求不同，对于较大的企业，会涉及到分布式并发统计数据查询等难题，这对互联网掌控系统以及I/O的统计数据传输能力有比较高的明确要求；而对于较小的企业，并发使用者相对较少，分布式查询需求不高，硬盘掌控系统更为重要。

3）应用程序伺服器

类似于于文件伺服器为很多使用者提供更多文件一样，应用程序伺服器让多个使用者可以同时使用应用程序。在该类型伺服器的各个子掌控系统中，对处置器操控性的明确要求会更高。

四、 X86/ARM争夺战？

正如前文所述，按照指令集类型，伺服器可以分为CISC伺服器、RISC伺服器、EPIC伺服器。其中CISC伺服器又被称作X86伺服器，RISC和EPIC伺服器又被统称作非X86伺服器（也即Non-X86伺服器）。从伺服器的产业趋势来看，目前正形成双强的局面，其中X86伺服器以Intel/AMD处置器为主导，而非X86伺服器以ARM构架处置器为主导。双方各有优劣势，将长期共存。

4.1 X86伺服器：市占率高

X86伺服器是目前市场的主流选择。2009年以来，X86伺服器逐步成为伺服器市场的主流选择，收入各方面的优势相较于Non-X86伺服器不断扩大。根据Gartner的统计数据，2019年，全球X86伺服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伺服器。X86伺服器是云排序此基础设施的主要就形成元素，随着云排序产业的稳步发展， X86伺服器的市场规模有望进一步扩大。

中国X86伺服器市场需求有望反转向上。在中国“新此基础建设”政策的推动下，未来5年，中国X86伺服器市场高增长度有望提升。根据IDC的预测，2020-2024年，中国X86伺服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伺服器有望迎新一轮产品迭代。处置器是伺服器的核心理念，而X86伺服器芯片的霸主为英特尔，英特尔的产品迭代对X86伺服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架构处置器—8086，用于PC。此后，英特尔进军伺服器领域，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伺服器处置器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。英特尔大力大力推进处置器迭代步伐，有望为X86伺服器的发展带来强力催化。