Серверы и вычислительные системы

Вычислительные машины, предназначенные для обработки данных в автоматическом режиме без постоянного непосредственного участия человека, обычно называют серверами.

Основные типы серверов

Современные серверы делятся на следующие типы:

• башенные серверы в прямоугольном корпусе (tower) для установки в произвольном месте;
• стоечные серверы, устанавливаемые в стандартную стойку (rack) и способные работать как отдельная единица;
• блейд-серверы, состоящие из нескольких вычислительных "лезвий" (blade) в одном шасси, устанавливаемом в стойку;
• серверы для высокопроизводительных вычислений (HPC);
• серверы для критически важных задач (mission-critical);
• серверы для гиперконвергентной инфраструктуры.

Внутреннее устройство серверов

Серверные процессоры

В основе аппаратной архитектуры сервера находится специализированный серверный процессор, отличающийся большим числом ядер, кэш-памяти и высокой пропускной способностью. Наиболее популярными являются процессоры Intel Xeon (актуальные серии Bronze, Silver, Gold и Platinum), с переменным успехом конкурируют с ними чипы AMD (современный Epyc, устаревший Opteron). В последнее время на рынке появились многочисленные решения на базе микроархитектуры ARM. 

В одном сервере может быть установлено от 1 до 8 процессоров, в зависимости от уровня оборудования. В каждом процессоре имеется от 4 до 112 ядер, опять-таки, в зависимости от класса. Цена самых простых процессоров начинается от менее чем 100$ за штуку, а топовые модели могут стоить более 10000$, что по параметру цены за единицу веса ставит их в один ряд с ювелирными изделиями. Поэтому выбрать и купить сервер с процессором, лучше всего подходящим для конкретного применения - задача нетривиальная.

Оперативная память серверов

Большинство современных серверов корпоративного класса оснащаются регистровой оперативной памятью DDR4 RDIMM c частотой 2400, 2666 или 2933 МГц. Объем каждого модуля может составлять от 8 до 128 Гб, в сервер можно установить от 4 модулей (системы начального уровня) до 96 модулей (топовые системы). Совокупный объем памяти может достигать обычно 3 Тб, а иногда до 12 Тб. Также в последние несколько лет применяется память со сниженной нагрузкой LRDIMM, обеспечивающими больший общий объем, и энергонезависимая оперативная память NVDIMM (также DCPMM и другие названия), такая как Intel Optane. При покупке сервера важно выбрать тип и объем одного или нескольких первых модулей, а их количество в дальнейшем можно увеличить.

Дисковая подсистема серверов

Хранилище сервера состоит из массива накопителей, размещаемых в отсеках сервера, и контроллера, который ими управляет. Очень часто используют RAID-контроллеры, позволяющие организовывать так называемые RAID-массивы с функциями зеркалирования, дублирования и избыточности для защиты данных. Накопители делятся на жесткие диски HDD магнитного типа и твердотельные накопители SSD с широко известной флэш-памятью. Для связи накопителей и контроллера может использоваться относительно медленный интерфейс SATA, быстрый SAS и сверхбыстрый NVMe (последний применяется только для SSD, так как его пропускная способность значительно превосходит возможности чтения и записи на магнитный носитель).
Стандартные форм-факторы накопителей - это 2,5 дюйма и 3,5". В зависимости от размера корпуса сервера, в нем может быть установлено различное количество дисков. Так, в передних отсеках стоечного сервера 1U помещается от 4 дисков 3,5 или 8 либо 10 дисков 2,5", в сервере 2U - до 12 3,5" или до 24 2,5" и так далее, пропорционально увеличению размера корпуса.

Контроллер хранилища сервера

Также необходимо правильно выбрать модель RAID-контроллера. Он должен соответствовать интерфейсу используемых накопителей и поддерживать планируемый к созданию тип RAID-массива. Самые простые модели поддерживают RAID 0, 1 и 10, иногда также 5. Более продвинутые, кроме того, типы 50, 6, 60 и другие.

Вычислительные ускорители сервера

Центральные процессоры современных серверов обладают очень высокой мощностью, но и её иногда не хватает для наиболее сложных задач. Так, для графических, в том числе трехмерных, задач и искусственного интеллекта (машинного обучения, глубокого обучения) используются профессиональные видеокарты, также называемые графическими ускорителями или GPU. Для специальных задач, например цифровой обработки аналоговых сигналов, применяют программируемые вентильные матрицы FPGA.

Сетевые интерфейсы серверов

Для подключения к локальной или глобальной сети серверы имеют стандартный интерфейс Gigabit Ethernet с 2 или 4 портами. При необходимости подключения к системам хранения данных или в других случаях, требующих высокой скорости, используются интерфейсы с оптическими трансиверами SFP, Infiniband, Omni-Path и другие.

Блоки питания серверов

Критически важным для непрерывной работы сервера является стабильное электропитание. Если мы считаем, что внешняя подача электричества уже обеспечена с помощью ИБП или автономного электроснабжения, критически важным звеном становится блок питания. Поэтому для того, чтобы сервер не выключался при выходе из строя его системы питания, целесообразно использовать несколько блоков питания или резервированные блоки питания (RPS), где в одном устройстве есть 2 или более независимых блока.

Разумеется, не нужно забывать и о том, что единственный блок питания или все в сумме должны выдавать достаточную мощность, не меньшую, чем совокупное энергопотребление всех компонентов сервера.

Купить сервер

Если вы хотите купить сервер, который будет наиболее эффективно решать стоящие перед вами задачи в длительной перспективе, в этом вам помогут наши специалисты, которые в сотрудничестве с вами будут прорабатывать проект вашего сервера.