分不清ARM和X86架构，来看看服务器的产品形态

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前言

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服务器是什么/p>

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服务器的构成/p>

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服务器的分类/p>

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X86/ARM之争/p>

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服务器是什么/p>

服务器的英文名称为“ Server”，是指在 络上提供各种服务的高性能计算机。作为 络的节点，存储、处理 络上80％的数据、信息，因此也被称为 络的灵魂。

服务器和普通计算机的功能是类似的。只是相对于普通计算机，服务器在稳定性、安全性、性能等方面都要求更高，因此CPU、芯片组、内存、磁盘系统、 络等硬件和普通计算机有所不同。

具体来说，服务器与普通计算机的主要区别包括：

1）通信方式为一对多：PC、平板、手机等固定或移动的 络终端，上 、获取资讯、与外界沟通、娱乐等，必然要经过服务器，服务器通过“一对多”来组织和领导这些设备。

2）资源通过 络共享：服务器通过侦听 络上其它终端（Client）提交的服务请求，在 络操作系统的控制下，将与其相连的硬盘、打印机、Modem及各种专用通讯设备提供给 络上的客户站点共享，也能为 络用户提供集中计算、信息发表及数据管理等服务。

3）硬件性能更加强大：服务器的高性能主要体现在高速度的运算能力、长时间的可靠运行、强大的外部数据吞吐能力等方面。

服务器厂商会根据不同的应用场景，对服务器进行差异化设计，目前主要的应用场景包括文件交互、数据存储和查询、应用程序应答与运行等。

2.1 服务器的逻辑架构

服务器的逻辑架构和普通计算机类似。但是由于需要提供高性能计算，因此在处理能力、稳定性、可靠性、安全性、可扩展性、可管理性等方面要求较高。服务器的逻辑架构中，最重要的部分是CPU和内存。CPU对数据进行逻辑运算，内存进行数据存储管理。

2.3 服务器的固件和OS

服务器的固件主要包括BIOS或UEFI、BMC、CMOS，OS包括32位和64位。

1）BIOS

（Basic input/ Output System）

即基本输入输出系统，是服务器启动后最先运行的软件。它包括基本输入输出控制程序、上电自检程序、系统启动自举程序、系统设置信息。BIOS是服务器硬件和OS之间的抽象层，用来设置硬件，为OS运行做准备。 BIOS设置程序是储存在BIOS芯片中的。BIOS的进化版本是UEFI（Unified Extensible FirmwareInterface），即统一的可扩展固定接口。这种接口用于操作系统自动从预启动的操作环境，加载到一种操作系统上，从而使开机程序化繁为简，节省时间。

2）BMC

（Baseboard Management Montroller）

即基板管理控制器，主要是对服务器进行监控和管理。BMC可以在服务器未开机的状态下，对机器进行固件升级、查看机器设备等。

3）CMOS

（Complementary metal-oxide-semiconductor）

是电脑主机板上一块特殊的RAM芯片，是系统参数存放的地方。CMOS存储器用来存储BIOS设定后的相关参数。

4）OS

（Operating system）

即操作系统，对服务器软硬件及数据资源进行管理调度。OS主要分为32位和64位，OS的位数版本决定了计算机处理器在RAM（随机存取储存器）处理信息的效率，64位版本比32位的可以处理更多的内存和应用程序。

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服务器的分类/p>

3.1 按产品形态

服务器按产品形态，可以分为：塔式服务器、机架服务器、刀片服务器、机柜服务器等。

2）机架式服务器（Rack Server）

机架结构是传统电信机房的设备结构标准，宽度为19英寸，高度以单位“U”计算，每“U”为1.75英寸（可换算成4.445cm）。通常有1U、2U、4U和8U之分，其中以1U和2U为主，其次是4U和8U。近期市场也有3U和6U等高度的机架产品出现。机架服务器是一种外观按照统一标准设计的服务器，配合机柜使用。可以认为机架式是一种优化结构的塔式服务器，它的设计宗旨主要是为了尽可能减少服务器空间的占用，而减少空间的直接好处就是在机房托管的时候价格会便宜很多。主要应用在云计算、软件定义存储、超融合架构、CDN缓存、超算中心等场景。

4）机柜式服务器（Cabinet Server）

是未来数据中心基础架构的核心形态和发展趋势。它集成计算、 络、存储于一体，以及面向不同应用时，可以部署不同的软件，提供一个整体的解决方案。机柜式服务器一般由一组冗余电源集中供电，散热方面由机柜背部风扇墙集中散热，功能模块和支撑模块相分离，通过供电、散热的整合，相比普通机架式服务器，运行功耗低、且可靠高效。此外，机柜式服务器无需繁琐拆装，维护便捷，能够轻松实现统一集中管理和业务的自动部署。主要应用在虚拟化、大数据分析、分布式存储、超算中心等快速一体化部署场景。

1）CISC服务器

也被称为X86服务器，采用Intel、AMD或其它兼容X86指令集的处理器芯片以及Windows操作系统的服务器，是目前主流的服务器架构。

2）RISC服务器

RISC服务器基于RISC处理器，目前主要包括IBM的Power和Power PC处理器，SUN和富士通合作研发的SPARC处理器，华为基于ARM架构级授权研发的鲲鹏920处理器。

3）EPIC服务器

EPIC服务器基于EPIC处理器，目前主要是Intel研发的安腾处理器等。

使用RISC或EPIC架构的服务器又称非X86服务器。包括：大型机、小型机和UNIX服务器，并且主要采用UNIX和其它专用操作系统。

3.4 按应用类型

在不同的应用场景，对服务器的功能要求会有所侧重，按照其应用类型，可以分为文件服务器、数据库服务器、应用程序服务器。

1）文件服务器

在计算机局域 中，以文件数据共享为目标，将供多台计算机使用的文件存储在一台服务器中，这台主机就被称为文件服务器。文件服务器相当于一个信息系统的大仓库，保证用户和服务器磁盘子系统之间快速数据传递。在该类型服务器的各个子系统中，对系统性能影响大小依次排列为 络系统、磁盘系统、内存容量、处理器性能。

2）数据库服务器

用于频繁的读取和索引数据的服务器，比如企业的财务系统、人事系统及各种管理系统均有类似需求。不同类型的企业对数据库服务器的要求不同，对于较大的企业，会涉及到分布式并发数据查询等问题，这对 络系统以及I/O的数据传输能力有比较高的要求；而对于较小的企业，并发用户相对较少，分布式查询需求不高，磁盘系统更为重要。

3）应用程序服务器

类似于文件服务器为很多用户提供文件一样，应用程序服务器让多个用户可以同时使用应用程序。在该类型服务器的各个子系统中，对处理器性能的要求会更高。

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 X86/ARM之争/p>

4.1 X86服务器：市占率高

X86服务器是目前市场的主流选择。2009年以来，X86服务器逐步成为服务器市场的主流选择，收入方面的优势相较于Non-X86服务器不断扩大。根据Gartner的数据，2019年，全球X86服务器出货量和厂商销售额分别为1249.7万台和693.6亿美元，远超Non-X86服务器。X86服务器是云计算基础设施的主要构成元素，随着云计算产业的持续发展， X86服务器的市场规模有望进一步扩大。

目前，作为市场份额最高的服务器架构，X86服务器的核心优势在于：

1）性能领先。X86架构处理器设计的初衷在于性能，以2U服务器系统为例，可提供多达48 核的超强计算性能，灵活的存储扩展以及高速 络接入能力，非常适用于具有多重业务负载的复杂基础设施环境，包括企业级部署、云环境部署、大数据应用环境等。

2）生态完善。X86指令集是一个相对开放的指令集，在发展之初英特尔等供应商对独立软件开发商即进行指令集开放，对桌面软件兼容，发展至今，越来越多的玩家进入X86生态圈，形成了广阔、完善的护城河。

4.2 ARM服务器：潜力很大

ARM服务器迎来万物互联发展良机。ARM处理器的应用始于低功耗、计算量小的移动场景，并专注于嵌入式电子、消费电子、汽车电子等领域发展。因此，ARM在移动端、IOT侧占据压倒性的市场及技术优势。叠加其适配500万ARM原生应用，未来，ARM架构与X86架构的竞争值得关注。

5G和物联 推动边缘计算、端侧AI发展，能效、灵活性将成为用户重点考量因素。ARM服务器的有点包括：

• ARM服务器的能耗低。X86架构采用效率相对较低的体系架构，功耗较高，而ARM采用精简指令集的设计理 念，具有天生的计算高效能优势。

• 单位面积内核数更多、算力更强。一个ARM核的面积仅为X86核的七分之一，同样尺寸下，ARM 核数是X86的4倍以上。由于芯片尺寸限制，ARM的众核横向扩展更符合分布式业务需求。

以鲲鹏920为例，其采用7nm工艺，可以支持32/48/64内核。此外，Ampere发布的Altra芯片具有80个内核，Marvell将推出的Thunder X3具有96个内核，相较于Intel至强白金系列的24-56个内核，具有单位面积内更强性能的优势。

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