Сервер SuperMicro SuperServer 8050

Эта статья не претендует на полное и безоговорочное описание данного вопроса и должна рассматриваться скорее как попытка расширить спектр представленных на сайте iXBT Hardware материалов.

Каждому наверняка когда-то задавали вопрос: "Нам нужен нормальный сервер. Сколько он стоит?". Однако, услышав ответ, обычно забывали об этом вопросе. Действительно, использование в небольшой компании выделенного сервера, несмотря на эффективное решение многих вопросов и задач, сложно обосновать экономически, и дорогая покупка может окупиться не ранее нескольких лет. И поэтому администраторам приходится решать задачи централизованного управления, хранения файлов, печати, резервного копирования и т.п. очень неудобными и сложными путями. Тем не менее, если вдруг требуется именно такое серьезное решение, то можно начать с этой статьи.

Сначала попробуем разобраться, чем должен отличаться сервер от обычного офисного или домашнего ПК.

Начнем собственно с железа. Корпус, он должен вмещать все то дорогое оборудование, которое мы купим и будем пытаться установить в него. Это значит, что по меньшей мере он должен иметь место под установку полноразмерной или даже больше материнской платы, 6–9 плат расширения, иметь 6–12 отсеков для установки жестких дисков, мощный блок питания, продуманную систему охлаждения. Кроме этого, можем добавить отсеки hotswap для жестких дисков, избыточные блоки питания также с горячей заменой и аппаратно-программную поддержку для сетевых ОС по мониторингу и управлению системами вентиляции и питания. Бывают также ситуации, когда нужно много маленьких серверов — например у интернет провайдеров, тогда можно найти монтируемые в 19" стойку корпуса высотой от 1unit. Хотя над охлажденим там нужно подумать.

Далее нужно подобрать материнскую плату. Для сервера очень важна производительность системной шины и шины памяти. Выбирать нужно плату на 2–4 процессора с поддержкой шины PCI64/66MHz и FSB 100/133MHz. Лучше использовать Intel 840 или серию ServerWorks Enterprise ServerSet™ III. Для повышения производительности системы памяти в этих чипсетах применяется схема чередования, требующая однако одновременной установки нескольких (2-4) модулей памяти. Еще у Intel есть чипсет с поддержкой четырех процессоров — 450NX, однако завтра он уже устареет — до 9× PCI 32/64bit 33MHz, EDO RAM (хотя и с 2-4 чередованием), 100MHz FSB. Более ранние Intel 450KX/GX и дешевые Intel 440BX/GX можно даже не рассматривать — нет поддержки PCI 64, медленная внутренняя шина, FSB 66MHz/100MHz. Также существуют разработки Compaq, позволяющие использовать до 8 процессоров, но это уже совсем другая история.

Вот краткие характеристики некоторых современных чипсетов:

Intel

ServerWorks

Процессоры — выбор тут немного легче, поскольку процессоры можно выбрать по текущим требованиям/финансовым возможностям, а далее их менять/добавлять по необходимости. Коротко о современных Intel процессорах можно сказать так:

Хотя тут Intel странно себя ведет — 4-х процессорные конфигурации поддерживаются только Xeon с FSB 100MHz, и такие процессоры быстрее чем на 550MHz только что появились. Похоже действительно сложно сделать процессор на 133MHz FSB и кешем от 512KB.

При недостатке финансов можно попробовать использовать и старые Intel Pentium II и Pentium II Xeon, однако это FSB 100MHz и частота до 450MHz.

С памятью тоже достаточно просто. Требования к ней постоянно растут и увеличение объема памяти является одним из самых легких способов увеличения производительности и продления срока службы старых серверов и ПК. Поскольку хочется иметь возможность ее простого расширения в ближайшее несколько лет то ориентироваться сегодня на RDRAM можно только в самых требовательных случаях и лучше выбрать PC100/PC133 SDRAM.

В дисковой системе серверов уже давно применяется интерфейс SCSI. Сегодня он уже носит гордое имя SCSI-3 или Ultra160 и нет никаких серьезных причин использовать более медленный вариант поскольку этот интерфейс обратно совместим с Ultra2 и UltraWide. В основном выбор именно SCSI обусловлен необходимостью использования 4-х и более дисков а также высокой  производительностью этого интерфейса в условиях мультизадачности. Кроме чистого SCSI часто применяют для повышения скорости и надежности RAID системы. При этом вместо использования одного-двух больших дисков по 36-72Gb чаще используется RAID из дисков по 9–18Gb

Основными  параметрами, влияющими на производительность жестких дисков является скорость вращения дисков (RPM) и плотность записи. Сегодня для систем начального уровня применяются диски с RPM 7200, а для самых производительных серверов с RPM 10000. Некоторые современные модели представлены ниже:

• 7200 RPM: Quantum Atlas IV, Atlas V; Seagate Barracuda 18LP, Barracuda 18XL, Barracuda 36, Barracuda 50; Fujitsu MAE30xx; IBM Ultrastar 36LP, Ultrastar 18XP.
• 10000 RPM: Quantum Atlas 10k, Atlas 10k II; Seagate Cheetah 18LP, Cheetah 18XL, Cheetah 36LP, Cheetah 73; Fujitsu MAG30xx; IBM 36LZX, Ultrastar 36ZX, Ultrastar 18LZX

Для будущих систем будут применяться диски с еще более высоким RPM. Например Seagate в начале этого года представила модель Cheetah X15 с RPM 15000 и средним временем поиска менее 4ms.

SCSI контроллеры делаются многими производителями, часто один или два SCSI канала находятся прямо на серверной материнской плате. Для этого используются чипы Adaptec AIC-7892 Single Ultra160 PCI64/33MHz, AIC-7899 Dual Ultra160 PCI64/66MHz, LSI Logic (Symbios) SYM53C1010 Dual Channel Ultra160 PCI64/66MHz, QLogic  ISP10160A Single Ultra160 PCI64/66MHz, ISP12160A Dual Ultra160 PCI64/66MHz. Конечно если необходима RAID система, то контроллер устанавливается отдельно. Отметим возможность использовать на некоторых материнских платах специальный слот (расширение PCI 32) — Adaptec RAID Port. В него можно установить карту типа Adaptec ARO-11xx и с использованием установленного на материнской плате SCSI контроллера получить RAID 0/1/5 контроллер.

Поскольку сервера обычно включаются в сети (иначе они бы назывались скорее высокопроизводительоыми рабочими станциями), то для сервера нужен сетевой адаптер или даже несколько. На сегодняшний момент можно использовать технологии 100BaseTX, ATM 155Mb/s, Gigabit Ethernet. Однако два последних варианта все еще относительно дороги. Для повышения скорости на технологии 100BaseTX можно применить особенные, серверные сетевые адаптеры, или коммутаторы с функцией multilink, которые объединяют несколько (до 4-х) физических 100Мбит/сек линий до сервера в одну логическую с увеличенной до 200-400Мбит/сек скоростью.

Что касается остальных компонентов, то они либо не сильно существенны для сервера (CDROM, видеокарта) и необходимо просто их присутстве, либо носят ярко выраженный специфический характер (библиотеки MO, Tape) и тогда можно еще написать несколько статей только про них.

Итак, если посмотреть на наше описание, можно заметить, что наиболее сложен выбор корпуса и материнской платы, поскольку остальные компоненты могуг быть легко заменены. Учитывая эту специфику, многие компании решили выпускать так называемые платформы для построения серверов. Они включают в себя корпус, материнскую плату и набор управляющего ПО. Остальные компоненты могут быть добавлены компанией-продавцом по требованием заказчика.

Конечно если нужен просто файл/принт сервер для совсем небольшой компании до можно собрать на базе недорогих двухпроцессорных плат даже на 440BX, паре Intel Celeron и Promise IDE RAID вполне работоспособную систему. Но если нужно больше, то без специализированных решений не обойтись.

Один из вариантов — купить готовый сервер, например HP или Compaq, или подешевле Acer или даже российской сборки, но для тех кто привык делать все своими руками этот вариант не очень интересен. Поэтому в качестве примера мы представляем платформу компании SuperMicro SuperServer 8050.

Она включает в себя корпус SC-850 и материнскую плату S2QR6.

В корпусе SC-850 есть 10 hotswap отсеков для стандартных 1" жестких дисков SCSI SCA (Ultra160). Для управления дисками применяются две специальные платы со своими контроллерами (фирмы QLogic) и активными терминаторами, с их использованием диски могут быть организованы на 2 канала по 5 дисков или один на 10. При этом все установки SCSI делаются автоматически. Даже при замене дисков не нужно открывать корпус и что-то перенастраивать. Кроме этих отсеков конечно есть и стандартные открытые: два для 3,5 устройств и три для 5,25 устройств.

В системе питания используется 3 hotswap источника по 350 Вт. Нормальный режим работы — 2 одновременно (т.е. 700 Вт) и один в находится в резерве. Конечно если нагрузка небольшая, система может работать и на одном БП.

Для охлаждения используется 10 управляемых вентиляторов. Из них 8 диаметром 90 мм гонят воздух на радиаторы процессоров, материнскую плату и платы расширения, и 2 больших 120 мм на жесткие диски. Первые допускают легкую замену без выключения сервера. Вторые в принципе тоже можно поменять в рабочем состоянии, но это немного сложнее. При отказе одного кроме подачи аварийного сигнала увеличивается скорость вращения других вентиляторов. Этот процесс контролируется специальной платой с микроконтроллером. Кроме того можно подключить еще до 10 вентиляторов с тахометрами к материнской плате (4 CPU, 4 chassis, 2 overheat).

Корпус снабжен множеством индикаторов: на передней панели: питание, активность сети, активность IDE, сбой питания, сбой вентиляторов охлаждения, перегрев в корпусе, перегрев в первом отсеке жестких дисков, перегрев во втором отсеке жестких дисков. Для каждого из 10 жестких дисков: активность, сбой. На блоках питания — нормальная работа/сбой. На материнской плате — питание активно. При возникновении аварийной ситуации подается звуковой сигнал, источник проблемы можно выяснить по индикации.

Материнская плата S2QR6 посторена на чипсете ServerWorks ServerSet III HE. Размеры ее внушительны — 18"×13", не даром для нее требуется такой корпус, как SC850. Эта материнская плата поддерживает до 4-х процессоров Pentium III Xeon (Slot2) 400–700MHz, только 100MHz FSВ (сейчас доступны версии на 500, 550 и 700MHz). Процессоры можно установить в количестве от 1 до 4-х. При этом неиспользуемые Slot2 необходимо закрыть специальными заглушками. Заметим, что несмотря на то, что этот чипсет сделан не Intel, на платформе прекрасно работают ОС Windows 2000 и RedHat Linux, не требуя каких-либо драйверов и обновлений в том числе и для мультипроцессорности. Для надежности на двух главный микросхемах чипсета установлены радиаторы.

Память модулями registered DIMM с ECC устанавливается на специальную плату — MEC (Memory Expansion Card). Поскольку для увеличения производительности применяется схема чередования, то модули устанавливаются группами по 4 в 4 банка (всего 16 слотов). Поддерживаются DIMM размером 128 MB, 256 MB, 512 MB и 1 GB, таким образом максимальный объем памяти может достигать 16 GB (а минимальный — 512 MB).

Для плат расширения предусмотрены слоты PCI: 2×64bit/66MHz, 4×64bit/33MHz, 2×32bit/33MHz. Суммарная пропускная способность всех шин PCI составляет 931 MB/sec. Это обеспечивается использованием чипсетом двух независимых 64bit PCI шин. Отметим, что PCI 64bit/33MHz допускает установку и стандартных 32bit плат, а для 64bit/66MHz требуются специальные, расчитанные на работу с 3,3 Вольт платы (хотя есть и универсальные 3,3/5V платы):

На плате установлен двухканальный SCSI Ultra160 контроллер на чипе Adaptec AIC-7899. Для подключения устройств есть три SCSI порта: по 68-pin LVD Ultra160 на каждом канале A/B и один 50-pin Legacy/SE SCSI на канале B. Заметим, что здесь не используется чип AIC-3860 для согласования LVD и SE устройств, поэтому при установке устройств на 50 контактный SE разъем, весь канал B будет работать в медленном SE режиме. Кстати, контроллер установлен на шину PCI64/33MHz и здесь появляется узкое место — два канала по 160MB/s в принципе могут дать больше, чем эта шина. Хотя конечно полностью загрузить 266MB/s тоже не простая задача.

На плате установлено две микросхемы BIOS для защиты от некоторых вирусов и ошибок программирования, переключение между ними делается вручную перемычкой на плате. Плата использует ACPI/APM  Plug and Play (PnP) 4 Mb AMI BIOS. Также есть весь стандартный набор портов — 2×IDE/ATA, 1×FDD, 2×COM, 1×LPT, 2×USB, PS/2 mouse & keyboard. Также присутствует PCI сетевой адаптер 10/100BaseTX на микросхеме Intel 82559.

Таким образом даже сегодня конфигурация данной серверной платформы может быть выбрана в широчайших пределах:

• процессор — от одного Pentium III Xeon 500 MHz до четырех на частоте 700 MHz
• память — от 512MB до 16GB
• дисковая система — от одного 9 GB SCSI диска до массива в 360 GB на 10 дисках (SCSI диски на 50 GB и 72 GB пока выше чем 1")

Вот только поиграть толком не получится :) — эта платформа не поддерживает шину AGP, хотя при такой процессорной мощи можно было-бы использовать программный расчет сцены, но к сожалению сегодня игры или согласны на программный OpenGL или умеют работать на нескольких процессорах, но не одновременно. Ну или можно поискать старые PCI видеокарты.

И в заключении традиционно приведем несколько цифр. Конечно сравнивать этот сервер с обычными ПК неправильно, главное в сервере именно его скорость как файлового сервера или сервера приложений, однако для общего представления о скорости его работы, эти цифры вполне подходят. Итак в сервер установлены 4 процессора Intel Pentium III Xeon с частотой 550MHz и L2 кешем 512KB, память объемом 1GB, жесткие диски Quantum Atlas 10k и PCI видеокарта Matrox Millennium. Только не забудьте, что большинство тестов на сервере работает только на одном из четырех процессоров (только L0phtCrack использует на 100% все сразу). Для сравнения используется средний ПК с процессором Intel Celeron 450 на плате SuperMicro 6DBU (440BX) и памятью 64Mb PC100, остальное то-же.