4. Пример аппаратной платформы сервера на осLinux

В качестве примера аппаратной платформы для обеспечения функционирования сервера на базе графической ОС семейства Linux рассмотрим следующую конфигурацию:

Элемент	Характеристика
Серверная платформа	Серверная платформа Intel для установки в стойку высотой 1U
Корпус	Серверный корпус Intel Server Chassis R1304 Высота 4.24см (1U), Ширина 43.82см, Глубина 50.80см
Блок питания	Фиксированный блок питания 400W
Панель управления	Стандартная панель управления LED-индикаторы: NIC1, NIC2, Power/Sleep, HDD, ID, System Status Кнопки: Power, Reset, Unstuffable ID, NMI
Системная плата	Intel Server Board S1200BTL на базе чипсета Intel C204
Чипсет	Intel C204 Platform Controller Hub (PCH), ServerEngines LLC Pilot III BMC controller
Процессор	Один процессор Intel Xeon семейства E3-1200 (Sandy Bridge), разъем LGA 1155, максимальный TDP 95W, 4 ядра, 8MB L3 Cache, поддержка технологий Turbo Boost 2.0, Hyper-threading, интегрированный двухканальный контроллер памяти DDR3 1333MHz, интегрированный контроллер шины PCI Express 2.0, 20 линий
Процессорные технологии	Intel Hyper-threading – каждое физическое ядро процессора может функционировать как два логических ядра. Таким образом, четырехядерный процессор может выполнять одновременно до восьми независимых вычислительных потоков Intel Turbo Boost – повышение тактовой частоты ядер процессора с шагом 100 МГц (на 1,2,3 или 4 шага), если при этом не превышен температурный лимит Интегрированный в процессор контроллер памяти – двухканальный контроллер памяти DDR3-1333, два модуля памяти Unbuffered ECC DIMM на канал, обнаружение и коррекция одинарных ошибок памяти, обнаружение двойных ошибок. Скорость обмена до 21 GB/s Интегрированный в процессор контроллер шины PCI Express 2.0 – 20 линий со скоростью обмена 5 Гбит/c на линию
Оперативная память	До 32ГБ 1333MHz ECC Unbuffered DDR3, два канала, 2 модуля DIMM на канал, скорость обмена 21ГБ/c
Дисковая подсистема	До 4-х дисков SATA и/или SAS 3.5" с горячей заменой
Контроллер дисков	Интегрированный на системной плате 6-портовый SATA-контроллер, 2 порта SATA 6 Гбит/с, 4 порта SATA 3 Гбит/с, поддержка уровней RAID 0/1/10, опционально поддержка RAID 5 посредством установки ключа расширения RAID Activation Key опционально: Дополнительный SAS-модуль AXXRMS2LL040, 4 порта SAS (6 Гбит/с) / SATA (3 Гбит/с), контроллер LSI 2008, поддержка уровней RAID 0/1/10/1E или Дополнительный SAS-модуль AXXRMS2AF040, 4 порта SAS (6 Гбит/с) / SATA (3 Гбит/с), контроллер LSI 2008, поддержка уровней RAID 0/1/10/5/50
Разъемы на задней панели	DB-15 видео-разъем DB-9 последовательный порт 4 порта USB 2.0 2 порта Gigabit Ethernet
Разъемы на передней панели	2 порта USB 2.0
Внутренние разъемы	4 порта USB 2.0, 2x5 headers последовательный порт, 2x5 header 2 порта SATA 6 Гбит/с и 4 порта 3 Гбит/с разъем для подключения RAID Activation Key разъем для подключения TPM-модуля разъем для подключения внутреннего SAS-модуля разъемы для подключения модуля RMM4
Видеоадаптер	Интегрированный видеоадаптер ServerEngines LLC Pilot II BMC Controller 2D Video, 32MB memory
Сетевой контроллер	Два интегрированный гигабитных сетевых адаптера: Gigabit Ethernet device 82574L Gigabit Ethernet PHY 82579
Возможности расширения	Один слот PCI Express 2.0 x8 (x16 physical) для платы расширения low-profile half-length с потребляемой мощностью не более 15 W
Оптический накопитель	Slim-line SATA DVD+/-RW Drive
Система охлаждения	Три фиксированных системных вентилятора с переменной скоростью вращения
Управление и мониторинг	Интегрированный контроллер LLC Pilot III: - Integrated Baseboard Management Controller (BMC), IPMI 2.0 compliant - Integrated 2D video controller
Удаленное управление	Модуль удаленного управления Intel Remote Management Module RMM4, включает выделенный гигабитный LAN-порт управления
Условия эксплуатации	Рабочая температура от +10°C до +30°C Температура хранения от -40°C до +70°C Влажность не более 90%
Питание	Напряжение питания от 200В до 240В, 50/60 Hz Максимальный потребляемый ток 3А

В качестве графической операционной системы семейства Linux рассматриваем одну из нижеперечисленных:

Red Hat Enterprise Linux 6 (IA32 and EM64T)

Red Hat Enterprise Linux 6 EM64T UEFI

SuSE Linux Enterprise Server 11 SP1 (IA32 and EM64T).

Рассмотрим главные принципы, которыми мы руководствовались при подборе данной конфигурации.

Процессор

Выбор на производителя Intel в данной конфигурации оптимален, так как помимо самого процессора, эта фирма представлена здесь серверным корпусом и системной платой, что, по сути, является основным показателем быстродействия и поддержки современных технологий для сервера.

Процессор Intel Xeon E3-1200 включает 4 ядра, 8 МБ кэш-памяти 3-го уровня (каждое ядро имеет доступ ко всему объему кэш-памяти – технология Intel Smart Cache) и диапазон рабочих частот от 3.10 ГГц до 3.50 ГГц в зависимости от модели. Взаимодействие с чипсетом осуществляется посредством усовершенствованного 4-х канального интерфейса DMI (Digital Media Interface) 2-го поколения. В процессорах Intel Xeon E3-1200 получили развитие технологии, которые отлично зарекомендовали себя в процессорах предыдущего поколения:

технология Intel Turbo Boost, повышающая рабочую частоту одного или нескольких ядер процессора при пиковой загрузке, при этом процессор может работать в "турбо-режиме" пока не превышен температурный лимит;

технология Intel Hyper-Threading, позволяющая каждому ядру процессора обрабатывать параллельно два потока вычислений, что повышает производительность в многозадачной среде, а также в приложениях, в которых реализованы многопоточные алгоритмы;

технология Intel Intelligent Power, обеспечивающая автоматическую регулировку энергопотребления в соответствии с нагрузкой на процессор, применение этой технологии позволило снизить энергопотребление современных серверов в режиме ожидания в 2 раза по сравнению с серверами 4-х летней давности.

Дополнительный прирост производительности процессорам Intel Xeon E3-1200 обеспечивают также новые архитектурные решения:

набор векторных инструкций Advanced Vector Extensions (Intel AVX), ускоряющий выполнение операций с плавающей точкой на 22% по сравнению с процессорами предыдущего поколения (семейство Intel Xeon X3400) при одинаковой рабочей частоте процессора;

набор инструкций шифрования Advanced Encryption Standard – New Instructions (Intel AES-NI), ускоряющий операции шифрования на 58% по сравнению с процессорами предыдущего поколения (Intel Xeon X3400).

Производительность нового топового процессора Intel Xeon E3-1280, работающего на частоте 3.5 ГГц, по сравнению со старшим процессором предыдущего поколения Intel Xeon X3480 (рабочая частота 3.06 ГГц) выше на 44% при выполнении целочисленных вычислений и на 40% для операций с плавающей точкой.

Преимущества микропроцессорной архитектуры Sandy Bridge в плане ее влияния на производительность можно оценить с помощью следующей диаграммы, в которой сравниваются младший процессор нового семейства Intel Xeon E3-1220 с рабочей частотой 3.10 ГГц и старший процессор предыдущего поколения Intel Xeon X3480 с рабочей частотой 3.06 ГГц.

Подсистема памяти

Поддерживается до 32 ГБ оперативной памяти DDR3 с рабочей частотой 1333 МГц. Двухканальный контроллер памяти расположен в процессоре. При конфигурировании сервера рекомендуется использовать четное количество модулей памяти, чтобы задействовать оба канала контроллера. В этом случае производительность подсистемы памяти будет максимальной – скорость обмена 21 ГБ/с.

Используется память с контролем четности. Этот технология позволяет обнаруживать и корректировать 99.988% всех ошибок памяти и недоступна на обычных компьютерах.

Серверная плата

Основная новация – перенос контроллера шины PCI Express 2.0 в процессор. Теперь 20 линий шины PCI Express 2.0 (каждая с пропускной способностью 5 Гбит/с) подключены напрямую к процессору, поэтому платам расширения больше не придется конкурировать за доступ к интерфейсу "процессор - чипсет".

Второе нововведение – 2 порта SATA 6 Гбит/c. Это может оказаться полезным в случае использования твердотельных накопителей (SSD), поскольку пропускная способность интерфейса гарантированно не будет ограничивать их быстродействие. Остальные 4 порта SATA остались на прежней скорости – 3 Гбит/с.

Подсистема управления

Предназначена для управления и мониторинга состояния аппаратных подсистем сервера. Функционал обеспечивается BMC-контроллером, расположенным на системной плате, и соответствующим набором программного обеспечения. Базовые функции: управление питанием, перезагрузка, конфигурирование, мониторинг параметров питания, температуры, скорости вращения вентиляторов, состояния подсистем сервера, контроль доступа, журналирование событий.

Опционально возможна установка модуля удаленного управления, который позволяет выполнять все эти операции удаленно по сети, как локальной, так и из любого места через Интернет.

Контроллер дисковой подсистемы

Интегрированный на серверной системной плате 6-портовый SATA-контроллер: 2 порта 6 Гбит/с, 4 порта 3 Гбит/c. Поддержка RAID уровней 0/1/10, опционально RAID 5.

Новшество: возможность установки RAID-модуля с 4-мя портами SAS 6 Гбит/с с поддержкой уровней RAID 0/1/10/5/10/1E. При этом модуль устанавливается не в слот расширения (что актуально для стоечной модели сервера, где такой слот только один), а в специальный разъем на системной плате с интерфейсом PCI Express 2.0 x4.

Дисковая подсистема

Для стоечного и пьедестального вариантов сервера возможности конфигурирования дисковой подсистемы одинаковы: максимально 4 диска с интерфейсом SAS и/или SATA с фиксированной установкой или горячей заменой.

Теперь возможно использование дисков с интерфейсом 6 Гбит/c, а также твердотельных накопителей (SSD - Solid State Drive). В отличие от традиционных жестких дисков, SSD не имеют подвижных деталей, обладают низким энергопотреблением и тепловыделением. Твердотельные диски основаны на быстродействующей flash-памяти и обеспечивают значительно более высокую скорость, чем традиционные жесткие диски. Так производительность при чтении SSD модели Intel X25-E достигает 250Мб/сек, при записи 170Мб/сек. SSD-устройства значительно превосходят конкурентов по латентности доступа и времени наработки на отказ (MTBF SSD > 2 млн. часов). Наиболее производительные SSD-диски обеспечивают производительность в 1.5-2 раза более высокую, чем наиболее производительные жесткие диски со скоростью вращения шпинделя 15000 оборотов в минуту.