Что входит в серверное оборудование?

Работу сервера обеспечивают его многочисленные компоненты. Ознакомимся с перечнем ключевых видов оборудования, а также критериями их выбора при комплектовании серверных систем.

Серверным оборудованием именуются аппаратные компоненты сервера – компьютера, который взаимодействует с другими устройствами через сеть. Чаще всего сервер используется:

• для размещения и хранения данных (файлов, архивов);
• организации доступа к данным для пользователей интернета и других сетей – через сайт, видеохостинг;
• проведения вычислительных операций, связанных с запуском программ, скриптов, игр;
• управления сетью (ее частью);
• целевого обмена информацией с другими устройствами (серверами), например электронными письмами, сообщениями в мессенджерах, видеоконтентом.

Но это далеко не исчерпывающий перечень вариантов использования сервера. С учетом типа решаемых задач он может именоваться почтовым, игровым, файловым. Но зачастую совмещает различные функции.

Подключаемые к серверу устройства называются клиентами. Это могут быть компьютеры пользователей, соответственно:

• отправляющих (принимающих) электронные письма;
• запускающих игры;
• скачивающих (загружающих) файлы.

Рассмотрим подробнее, из чего именно состоит сервер и как соответствующие компоненты могут влиять на его работу.

Главные компоненты сервера:

• процессор;
• системная плата;
• оперативная память;
• накопители для хранения данных;
• RAID-контроллер;
• сетевая карта;
• видеокарта;
• система охлаждения.

Отметим, что среди этих компонентов есть те, что могут присутствовать в количестве двух и более. Так, есть двух- и трехпроцессорные серверы, с одной или несколькими сетевыми картами. Видеокарты могут быть как встроенными в системную плату, так и подключаться отдельно.

Изучим далее, за что отвечают и чем характеризуются указанные компоненты.

Процессор

Процессор обеспечивает основной объем вычислительных операций и потому напрямую влияет на быстродействие всего сервера. Тем оно будет выше, чем больше у процессора:

• тактовая частота (измеряется в гигагерцах, ГГц);
• кеш-память (чаще всего в мегабайтах, Мб);
• количество ядер;
• разрядность в битах (32 бита – медленнее, 64 – быстрее).

При одинаковых показателях процессоров разницу образуют дополнительные параметры:

• техпроцесс в нанометрах (чем меньше, тем быстрее устройство);
• новизна архитектуры (более поздние обычно производительнее, например, процессоры Intel на базе Ivy Bridge быстрее предыдущих Sandy Bridge);
• максимальная температура работы (чем выше, тем дольше процессор может работать на повышенной нагрузке).

Что учесть при выборе процессора: если сервер не игровой, не обслуживает много клиентов, то можно не переплачивать за отдельные характеристики (например, несколько десятков ядер или самый современный «низкий» техпроцесс).

Системная плата

На ней располагаются процессор и многие другие составляющие сервера – системная (материнская) плата связывает их друг с другом. У нее много характеристик, имеющих значение при комплектовании серверного оборудования:

• количество разъемов для подключения процессора (как правило, нужно не менее двух), а также максимально поддерживаемая тактовая частота;
• количество разъемов для оперативной памяти, а также максимально поддерживаемый ее объем;
• производительность серверного моста (в гигатранзакциях в секунду, Гт/с);
• количество портов для подключения накопителей;
• совместимость с операционными системами (современные серверы работают не только на Windows, но и очень часто на Linux).

Что важно: каждый компонент сервера должен быть совместим с системной платой (ее набором микросхем). Например, если у платы микросхемы типа Intel B460 или H410, то к ней нельзя будет подключить процессор Intel Core 11-го поколения. Современные модули оперативной памяти типа DDR4 не подойдут для материнской платы, если она поддерживает только DDR3.

Оперативная память (ОЗУ)

Те или иные данные, обрабатываемые процессором, размещаются во временное хранилище – оперативную память. Все запускаемые приложения на сервере требуют наличия достаточного объема ОЗУ.

Основные параметры компонента:

• объем в гигабайтах (Гб);
• технологичность поколения (самое продвинутое – DDR5);
• технологичность модулей (самый продвинутый – LRDIMM);
• тактовая частота (в ГГц);
• наличие ECC (системы коррекции ошибок).

На объеме ОЗУ (как и на прочих характеристиках, приведенных выше) лучше не экономить. Очень многие проблемы на серверах (зависания, долгое время отклика на запрос пользователя) возникают из-за совершенно незначительного дефицита доступной оперативной памяти. Если оснастить сервер ОЗУ с запасом, таких проблем не возникнет.

Накопители (диски)

На них осуществляется постоянное (долговременное) хранение информации – от нескольких минут до десятилетий. Если серверу не хватает ОЗУ, то «оперативные» данные временно размещаются на накопителях.

Есть три основных типа дисков:

1. HDD (винчестер) – классический жесткий диск.

Преимущества:

• низкая цена;
• приспособленность к частой записи, перезаписи, стиранию данных без снижения функциональности.

Недостатки:

• низкая скорость записи и чтения данных;
• износ с течением времени (диск все время вращается с большой скоростью – в тысячи оборотов в минуту).

2. SSD – флеш-накопитель.

Как правило, стоит дороже винчестера, но при этом превосходит его по скорости записи и чтения (и может выйти из строя, если они производятся слишком часто).

3. SSHD – «гибридный» вариант, сочетающий два предыдущих (на серверах используется нечасто из-за ограниченного, как правило, объема SSD-части – обычно не более 32 Гб).

В свою очередь, на объеме накопителя, как и в случае с ОЗУ, экономить не следует. При ограниченности бюджета можно пренебречь скоростью работы (используя более дешевый, но медленный HDD), но не вместительностью. Однако, если нагрузка на сервер будет значительной, предстоит установить более высокопроизводительный накопитель SSD.

RAID-контроллер

Главные задачи компонента – контроль над использованием дисков, подключенных к серверу. От эффективности и стабильности работы контроллера зависит общая производительность сервера, а также степень надежности размещения данных.

Отметим, что функции RAID-контроллера могут быть реализованы на программном уровне. Однако на серверах более целесообразно использовать именно аппаратный компонент, который обладает собственным процессором и памятью (и потому будет намного более производительным).

Следует учитывать, что критерии выбора RAID-контроллера довольно специфические. Главный из них – поддерживаемый интерфейс подключения к материнской плате. Примеры самых распространенных:

• PCI Express 3.0 x8;
• PCI Express 3.1 x8;
• Intel I/O.

Таким образом, контроллер должен быть совместим с интерфейсом. Приведенные выше их типы достаточно универсальны, и под них можно подобрать много подходящих контроллеров. Но есть и специфические варианты, например контроллеры, что совместимы только с интерфейсом Supermicro. Их можно подключить только к серверам от одноименного бренда.

Прочие критерии:

• объем кеш-памяти (для сервера требуется не менее 1–2 Гб);
• количество и тип поддерживаемых портов (внутренних – для подключения накопителей сервера и внешних), разъемов.

Если нужно увеличенное число портов для обеспечения управления дополнительными накопителями, то можно попробовать подключить диски к RAID-контроллеру через экспандер.

Сетевая карта

Важнейший компонент, который обеспечивает подключение сервера к компьютерной сети. Если сломается, то сервер перестанет выполнять свои функции. Поэтому важно выбирать сетевые карты от надежных брендов, удостоверяться в полной их совместимости с материнскими платами. Ключевые характеристики устройства:

• максимальная скоростью обмена данными с сетью (который на серверах достигает нескольких гигабайтов в секунду);
• количество поддерживаемых портов;
• тип соединения (Wi-Fi, кабель);
• разрядность (32, 64 бита).

Что учесть: если нет объективных причин использовать Wi-Fi, то лучше применять проводные сетевые карты. Это обеспечит более надежное и защищенное подключение сервера к сети.

Видеокарта

Перечисленные выше виды оборудования – обязательные части сервера, без которых он функционировать не может. Но есть и иные типы устройств. Условно их можно считать второстепенными, но их наличие в составе сервера может иметь большое значение.

Яркий пример – видеокарта. Сервер обычно не имеет своего монитора (видимого пользователям), и потому, казалось бы, качество картинки не имеет никакого значения. Вместе с тем специфика видеокарты в составе сервера заключается в выполнении скрытых задач по обработке графики. Скорость такой обработки может быть выше до нескольких сотен раз в сравнении с производительностью процессора. Это обусловлено работой графических процессоров, присутствующих в составе видеокарт, на нескольких сотнях (или даже тысячах) ядер.

Таким образом, наличие видеокарты в составе сервера заметно повысит его производительность, если он призван обеспечивать запуск игр, обработку мультимедийного контента, решать задачи по 3D-моделированию.

С помощью специального устройства – райзера (Riser) – к материнской плате может быть подключена дополнительная видеокарта. Ее наличие еще более повысит общую производительность сервера.

Система охлаждения

Этот компонент не кажется слишком технологичным, в нем нет никаких микросхем и средств размещения данных. Однако в его отсутствие сервер становится бесполезным. При сколько-нибудь интенсивной обработке данных большинство его компонентов (особенно процессор) сильно нагреваются. Если их не охладить, они быстро выходят из строя.

Чем более мощный сервер, тем более совершенной должна быть система охлаждения. Она подразделяется на два вида:

• внешнюю (в серверной комнате – вентиляторы, кондиционеры);
• внутреннюю (внутри сервера – кулеры, жидкостные охладители).

В большинстве случаев жидкостный вариант охлаждения превосходит воздушный с точки зрения себестоимости установки и обслуживания, а также энергоэффективности.

Производительность и функционал сервера определяются составом его оборудования. Каждый из компонентов должен быть совместим с теми, к которым осуществляется непосредственное подключение. Необходимо соответствие характеристик оборудования тем задачам, которые призван решать сервер.