服务器，作为现代信息技术的基础设施，对于数据处理、云计算等多个领域起着至关重要的作用。服务器的系统架构本质上没有什么变化，这几十年也就是升级服务器的各个部件，比如CPU更好，内存更快，硬盘插的更多等等。可以说是一个赚辛苦钱的行业了。
发展历史
服务器的发展可以追溯到20世纪中叶。在最初阶段，它们是以大型主机的形式存在，这些机器体积庞大，通常占据整个房间，主要用于科学计算和大规模数据处理。随着技术的进步，尤其是微处理器的发明，服务器开始演变为更小型化、性能更高的设备。
20世纪70年代至80年代，随着个人电脑的普及，服务器开始转型，由单一的大型机演变为多种形态，以适应不同规模和性能需求的计算任务。进入21世纪，云计算的兴起使服务器的应用更加广泛，数据中心和云服务成为服务器发展的新方向。
服务器形态
服务器的形态随着技术和需求的发展而不断演变，可以大致分为以下几类：
机架式服务器：设计为可安装在标准化机架内的模块化单元，可以有效地节省空间并便于集中管理。适用于数据中心和云计算环境。
刀片式服务器：将多个独立的服务器节点集成在一个机架内，每个节点都是一个独立的服务器。这种设计提高了资源密度和能效比，适用于需要高密度计算的场景。
云服务器：随着云计算技术的发展，云服务器成为一种新的形态。它通常基于虚拟化技术，提供弹性、可扩展的计算资源，用户可以根据需要快速部署和管理。
分类和架构
服务器可以根据其使用的指令集进行分类。主要的架构包括：
基于x86架构的服务器：最常见的服务器类型，使用x86架构的微处理器（如英特尔Xeon系列和AMD EPYC系列产品）。这种架构以其兼容性和高性能而广受欢迎。x86是当前PC及服务器市场的主流架构，海光、兆芯都采用x86架构IP内核授权模式，可基于公版CPU核进行优化或修改，优点是性能起点高、生态壁垒低，由于依赖海外企业授权，自主可控风险很高。
基于ARM架构的服务器：相较x86，走Arm路线自主化程度更高，华为鲲鹏、飞腾都获得了Armv8授权，可自行研发设计CPU内核和芯片，也可以扩充指令集。使用ARM架构的微处理器，主要特点是低功耗和高效率。随着移动设备和云服务的发展以及国产化的趋势，ARM架构在服务器市场的份额逐渐增加。
基于MIPS架构的服务器：相对小众，MIPS架构是一种常见的RISC架构，广泛应用于嵌入式系统和网络设备。MIPS Technologies公司是MIPS架构的创始公司，他们生产和授权MIPS架构的处理器。龙芯最开始是基于MIPS指令集来研发的，后面拓展了LoongISA指令集。后来又研发出了一个真正自主可控的LoongArch指令集，这个指令集兼容MIPS、LoongISA。
基于POWER架构的服务器：Power架构是由IBM开发的一种RISC（精简指令集计算机）架构，主要用于高性能计算和企业级服务器。IBM的Power系列处理器是Power架构的代表。
基于SPARC架构的服务器：SPARC架构是由甲骨文（Oracle）公司开发的一种RISC架构，主要用于高性能计算和企业级服务器。甲骨文的SPARC处理器是SPARC架构的代表。
基于Alpha架构的服务器：Alpha指令集是由Digital Equipment Corporation（DEC）开发的一种RISC（精简指令集计算机）架构。Alpha架构最初是为DEC的Alpha系列服务器设计的，该系列服务器被广泛应用于高性能计算和企业级服务器领域。国内申威CPU早期采用Alpha指令集，后期拓展了自己的SW-64指令集，目前在神威、太湖之光中就使用的是SW26010芯片，主要用于超级计算机。
CPU国产与非国产
在CPU的发展方面，国产和非国产CPU各有特色和优势：
非国产CPU：如英特尔和AMD，这些公司的产品在全球服务器市场占据主导地位，以其高性能和稳定性著称。还有初创企业Ampere等
国产CPU：受到国产化政策的影响，国内CPU芯片厂家也正在蓬勃发展，如中国的龙芯、飞腾、海光、鲲鹏等，近年来随着技术的进步，性能逐渐提升，尤其在国内市场开始得到更多的应用。国产CPU的发展不仅关注性能，还注重安全性和自主可控。
服务器尺寸
服务器的尺寸单位通常以“机架单位”（U）来表示，它是一种标准用于衡量服务器及其他网络设备的高度在机架中所占的空间。
一般定义：
1U（单位）：U是“Unit”的缩写，1U等于1.75英寸（约4.45厘米）。这是最小的机架单位尺寸。 其他常见尺寸：除了1U，还有2U、3U、4U等单位。例如，2U的高度是1U的两倍，即3.5英寸。 服务器尺寸：
服务器固件和OS
服务器的核心组件包括 BIOS/UEFI、BMC、CMOS 和操作系统（OS），每个组件都有其独特的作用和特点：
BIOS/UEFI
基本输入输出系统（BIOS）
BIOS 是一种固件，用于初始化服务器的硬件组件，如处理器、内存、硬盘、显卡等。 它在操作系统加载之前启动，并负责引导过程，包括引导设备的检测和启动顺序的管理。 BIOS 提供了一个用户界面，用于配置硬件设置和系统参数。 统一可扩展固件接口（UEFI）
UEFI 是 BIOS 的现代替代品，提供了更的特性和功能。 它支持远程诊断和修复，更大的硬盘（超过2TB），以及快速启动时间。 UEFI 提供了更丰富的用户界面和网络功能。
BMC
BMC 是服务器上的一个专用芯片，用于远程监控和管理服务器的硬件状态。它允许管理员通过网络进行服务器的开关、温度监控、电源管理等操作。BMC 通常支持 IPMI（智能平台管理接口）或类似协议，使得服务器管理更加高效和灵活。
CMOS
CMOS 在服务器中用于存储 BIOS 设置和系统时间。它是一个小容量的非易失性存储器，即使在断电情况下也能保存信息。CMOS 电池可确保即使在没有外部电源的情况下，这些信息也能被保存。
操作系统（OS）
服务器操作系统通常包括Windows Server、Linux发行版（如Ubuntu Server、Red Hat Enterprise Linux）、Unix等。它们可以根据特定的用途和要求进行选择和配置。
服务器部件：关键组件详解
服务器作为现代计算技术的中坚力量，其性能和功能取决于其内部的各种关键部件。除了前文提到的CPU，还有一些其他重要的组件，如内存、GPU、硬盘、网络卡等，它们共同确保服务器可以高效稳定地运行。
1. 内存
服务器内存主要可以分为两种：DRAM内存和NVRAM内存。DRAM内存通常作为系统内存或主存，用于存储操作系统、应用程序、程序数据等信息。NVRAM内存即非易失性随机存取存储器，常用于存储日志信息等关键数据。服务器内存的容量和速度直接影响其处理能力和多任务处理性能，容量可以从几个GB到数TB不等，速度一般以MHz计量。
2. 图形处理单元（GPU）
GPU最初被设计用于处理图形和视频内容，但现在它在服务器中的作用越来越重要，特别是在需要处理大量并行任务的应用中，如人工智能、深度学习和复杂的科学计算。GPU能够提供比CPU更高的并行处理能力，使得服务器在处理特定类型的任务时能够显著提高效率和速度。例如，NVIDIA和AMD是两个主要的GPU制造商，它们的产品广泛应用于高性能AI服务器。
3. 硬盘
硬盘驱动器（HDD）和固态驱动器（SSD）是服务器用于长期数据存储的两种主要设备。HDD以其较高的容量和较低的成本优势而被广泛使用，尤其适合存储大量数据。而SSD以其更快的读写速度和更低的延迟成为了性能敏感型应用的，例如数据库和交易处理系统。
4. 网卡
网络卡（NIC）是服务器用于与网络通信的硬件接口。在数据中心环境中，高速网络卡非常重要，因为它们影响着服务器之间以及服务器与外部网络之间的数据传输速度和效率。高性能的网络卡能够提供千兆甚至万兆的传输速度，以支持高带宽和低延迟的网络通信。
5. RAID控制器
RAID控制器是一种用于管理多个硬盘的设备，以提高数据的可靠性和性能。通过不同的RAID级别（如RAID 0、RAID 1、RAID 5等），服务器可以实现数据冗余、容错和性能优化。在大型数据存储和关键业务应用中，RAID配置是保障数据安全和可靠性的重要手段。
6. 电源管理单元
电源管理单元负责为服务器的所有组件提供稳定和可靠的电力。在大型服务器和数据中心中，通常采用冗余电源设计，即使在一个电源单元故障时，系统仍能保持运行，从而确保服务的连续性和可靠性。
散热技术
服务器的散热技术是保证其稳定运行的关键因素。主要的散热技术包括：
风冷散热：通过风扇和散热片将热量从服务器内部转移到外部，是最常见的散热方式。 水冷散热：使用水或其他液体作为冷却介质，通过循环系统将热量带走。这种方式对于高密度、高性能的服务器尤为适用，可以有效降低服务器的整体温度。
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