【理論研究】漫談傳統IT基礎設施03-服務器(中)

書接上一回,爲什麼既有機架式服務器,又有刀片服務器呢。


刀片服務器VS機架式服務器

機房/數據中心,其實就是房地產經濟。機房面積就那麼大,如何在有限的空間內,儘可能地提升裝機密度,安裝上架更多的機器,那麼單臺機器攤分的機房成本就越低,機房的經濟效益就越高。


而機架式服務器通常1臺佔了2U(2CPU的設備居多)或4U(4CPU的設備居多)。一個標準的19英寸機櫃一般42U,並且因爲爲了方便理線、佈線、使用托盤來裝機、留出維護空間等原因,一般設備與設備之間要隔開1~2U(至少1U),那麼算下來一個機櫃最多隻能安裝8臺4U設備,14臺2U設備。


因此,爲了進一步提升機架的裝機密度,刀片式服務器應運而生。DELL M1000E的刀框高10U,可以安裝16塊半高刀片(2CPU),華爲的E9000刀框,可以安裝16塊半高刀片(2CPU)。只要安裝上一籠刀框(滿配刀片),就已經能夠頂原來一個機櫃全部安裝2U的機架式服務器的密度了,大大節省了機櫃的空間。


而限制42U標準機櫃裝機密度的主要因素,就從空間轉移爲單個機櫃的供電了。以往運營商機房很多時候單個機櫃只有3KW的額定功耗。1個刀框額定功耗2500~3000W,限制了就算解決了空間問題,也無法突破供電問題,無法提升裝機密度,刀片服務器如同雞肋。但是隨着時間的推移,現在普通的IDC機房,都退出了6KW甚至1萬W的機櫃,那麼單機架安裝2到3框(滿配刀片)都變得不成問題。


那麼刀片式服務器在空間上面的優勢就非常大了。至於在成本方面,使用刀片服務器的成本還要考慮刀框是否滿配刀片,如果配置刀框然後加少量刀片(如1片),那麼成本肯定比機架式服務器高。而在滿配的情況下,同等主要配置(說主要配置,主要是僅能對比CPU、內存、硬盤配置,因爲刀片在網卡、光纖卡、電源等配置上面,是刀框配置,所有刀片共用的,所以無法與機架式服務器的獨享配置進行比較),刀片服務器單塊的成本還是會比機架式服務器略貴,但是這僅僅是服務器的建設成本。

如果像上面這樣考慮機房空間的建設成本,綜合佈線的建設成本等周邊成本攤分,使用刀片服務器,往往綜合成本就比機架式服務器低了。


但是刀片也有刀片自身的缺點,受限於設備體積,刀片的可擴展性沒有機架式服務器好。例如機架式服務器可以配置更多的硬盤然後做Raid,提升磁盤的IO讀寫性能。機架式具備更多的PCI-E插槽,可以擴展更多的內存。機架式服務器可以配置更多的網卡、光纖卡,確保網絡冗餘的基礎上,可以進一步做網絡流量的分離(分離業務、管理、vMotion、存儲等各種流量)。這些都是刀片所不及的地方。


因此,刀片服務器與機架式服務器各有優劣。機房空間有限的情況,需要多臺設備並行計算而對單臺的性能依賴不高,可擴展性要求不高的,優先使用刀片,對單臺設備的性能要求高,可擴展性要求高(如網卡、光纖卡),本地磁盤容量與IO要求高的,可以優先使用機架式服務器。


服務器功耗實測記錄

平日在做設備安裝規劃/工程設計的時候,有個困難是如何妥善安排服務器在機架的安裝機位。其中除了按照設備高度分配安裝的U位外,另外的一個問題就是功耗了。

廠商給出的額定功耗,往往大大超過設備平日實際運行的平均功耗。

如以往運營商的一些機房,單機架功耗3KW,而一臺4節點的Nutanix 3060超融合服務器,標稱電源功耗2KW,每個節點500W,高2U,那麼42U機櫃,只能安裝1.5臺3060就不夠功耗了。

1臺DELL PS6210E磁盤陣列,額定功耗1080W,那麼1個機櫃只能安裝不到3臺。(每臺4U)

如果按照這個裝機密度,機櫃的空間利用率不到1/3。

而根據實際的測量觀察,Nutanix 3060每個節點日常運行平均功耗在250W/臺,PS6210E平均功耗在400W左右,再觀察其他設備的帶業務負載實際運行平均功耗,基本上可以得出結論,設備的實際運行平均功耗爲額定功耗的40%~50%左右

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