【硬件】写给医(学)生的服务器扫盲指南

Chris生命科学小站

发布于 2023-02-28 17:22:36

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文章被收录于专栏：Chris生命科学小站五年归档

医学生能够直接接触到服务器的机会非常少。在现代社会学科交叉融合的背景下，跨界是趋势，因此我们打算提前给大家科普一些服务器相关的基本知识。本文是写给医学生朋友看的硬件科普短文，如果是其他理工科专业的朋友现在可以关闭页面了，以免浪费时间。

服务器相比普通PC三个独特优势，

CPU，
带寄存器的可纠错内存，
可以热插拔的磁盘阵列。

CPU

以Intel为例，有酷睿（Core），赛扬（Celeron），奔腾（Pentium），至强（Xeon）这几大系列。对于CPU，大家可能对核心，线程数，频率这些性能指标比较熟悉，其实最重要的是需了解不同的CPU是针对不同场合设计的，好比你再追求速度也不会开着兰博基尼去跑越野吧[1]。简单来说，至强是给服务器用的，酷睿是主流家用的，奔腾和赛扬则是面向低成本低性能的配置，赛扬又是奔腾的简配版本。

作为医学生，不了解技术细节无伤大雅，下面我将给大家最直观的感受[2]：

(赛扬奔腾比较)

(酷睿比较)

(这是新至强和奔腾比较)

(这是淘宝整机js卖给你的至强，跑了一百万公里车胎补过接着开)

关于CPU小手动一动就能找到很多相关资料，这里我们就不再讲更多的技术细节了[3]。

AMD和Intel选哪个牌子？

这个问题其实深层次地反应了我国还处于发展中国家的本质，因为目前CPU你只能二选一，找不出第三家。AMD从诞生之处一直处在Intel的阴影之下，这也造就了AMD独特的风格，那就是一款产品和Intel同类相比拥有5分的成本，6分的价格，8分的性能，简而言之，性价比高！如果把CPU比做发动机，AMD更适合用在摩托车上，单个CPU动力强劲，速度快，价格易于接受。Intel则适合用在长途客车或大型牵引机车上更靠谱一点，尤其是多CPU协作的情况下，Intel芯片组互联能力要强于AMD芯片组[4]。

内存

内存也叫RAM（Random Access Memory），好比人的短时记忆，比如你正在想中午吃啥或者中午正在吃啥，突然来个电话让你去抢救插管，你脑子里就再也记不得住刚才想吃啥或者中午吃没吃这个问题了。电脑内存也类似，内存上的东西随时后可能被其他内容抹掉。另外还有种可能，在手机出现之前只能在电脑上玩扫雷，突然你弟弟从外面回家一脚把电脑电源线给踢飞了，然后你扫到一半的雷就没有了。这些都是RAM的特性。

服务器通常5、6年甚至更长时间都不需要关机，这么长时间的运行如何保证不宕机呢？

除了软件系统要稳定之外，内存是关键。内存错误可能会引起致命性的问题。内存错误可分为硬错误和软错误，硬件错误是由于硬件的损害或缺陷造成数据总是不正确，此类错误是无法纠正但容易发现的；软错误是随机出现的，例如在内存附近突然出现电子干扰等因素都可能造成内存软错误的发生，服务器专用内存RECC技术就是为了纠正内存的软错误[5]。 ECC是一种奇偶校验，R是register（寄存器），也就是在有奇偶校验的内存上再加寄存器。就速度来说REG>RAM>ROM，所以内存上加个REG存放文件索引，方便快速定位文件和ECC校验，极大的提高了稳定性和内存速度。但是RECC这种内存比较特殊，简单来说，只有服务器主板才能点亮RECC。

所以到这里简单总结一下，如果你想配置高性能计算机（HPC），先弄清楚你自己想干嘛，如果单纯为了速度，选AMD平台的HPC为佳，如果需要长时间不间断地运行或处理大量重复性工作，选Intel平台的服务器为佳。AMD就好比是一架动力强劲的摩托，而Intel平台的服务器好比是一辆长途巴士，不能说特别快但路遥知马力。

(图中红箭头指的就是寄存器，一般内存条上没有)

磁盘阵列

不管是HPC还是普通PC，硬盘其实都是一样的。但硬盘接口（也叫控制器）有差别。制造商为了方便，往往把控制器和硬盘集成到一起，就叫IDE，英文全称为“Integrated Drive Electronics”，即“电子集成驱动器”。后来人们就习惯用IDE来称呼最早出现的硬盘接口ATA-1，就是用宽宽的排线的那种接口。

（早期IDE接口的排线，有一次我家电脑排线被耗子咬了个小口，造成电脑莫名其妙的死机）

IDE之后出现了SATA（Serial ATA），叫串口硬盘。串口硬盘是一种完全不同于并行ATA（ATA-1）的新型硬盘接口类型，因为采用串行方式传输数据而得名，也因此针脚数量大大减少，比排线窄了不少。

(图为SATA数据线，右边宽的金手指是硬盘的电源接口)

最早服务器硬盘接口叫SCSI（谐音：诗卡诗，Small Computer System Interface）。有点类似于苹果的雷电接口，SCSI并不是专门为硬盘设计的接口，而是一种高速数据传输技术。SCSI接口具有应用范围广、多任务、带宽大、CPU占用率低，以及热插拔等优点，但缺点就是价格贵，使得它很难像IDE硬盘一样走入寻常百姓家，因此在早期SCSI硬盘主要应用于中、高端服务器和高档工作站中[6]。

随着IDE升级为SATA，SCSI也在升级，现在的升级版本叫SAS，与SATA硬盘一样都是采用串行技术。SAS严格来说不是SCSI的升级版，因为是重新开发的，准确说是SCSI的替代版本。而SATA可以看作是SAS的一个子协议，因此SAS接口完全兼容SATA，SATA接口却不能支持SAS。在服务器上如果你有一块SATA硬盘和一块SAS硬盘，即使两者容量相同，也不能组合成一个阵列，因为必须是SATA之间或SAS之间同样接口的硬盘才能组成阵列，这一点刚接触服务器的同学一定要注意。

SATA虽香，可体积还是有点大，于是人们又开发了miniSATA（mSATA），让广大笔记本用户享受到这一福利。Intel随后又推出了M.2接口，一是想替代mSATA，而是为其超级本量身定做的一种新接口标准。M.2接口速度非常高，远超过mSATA，可以说是目前最快的IO接口了。Macbook，Mac mini这些苹果电脑也广泛采用了M.2接口的SSD，这是苹果电脑开机速度快，运行流畅的必备保障。