如何為Google量身打造伺服器?

您是否覺得資料中心都如同森森稜稜鐵騎列，只可遠觀不可褻玩?就算參觀了也看不出個所以然，心裡想著到底葫蘆裡賣的是什麼藥?今天我們就來一層層剝開洋蔥，剖析伺服器的硬體結構。

Google在愛荷華州的資料中心

天花板的黃色線是光纖網路線，資料傳輸的速度是一般家用的二十萬倍。照片中的人模糊不清，是因為中間隔了幾層塑膠帷幕，這樣可以形成空氣的通道，讓冷空氣進得來，熱空氣出的去，公司才有機會發大財。雖然我們看不清那個人，但可以確信他一定配帶了高階耳塞，因為這麼多伺服器等級的風扇同時運轉，可是要吵死人的!

Dell的機架式伺服器(Rack Server)

一排排的機櫃，裡面放著許多台伺服器，它們採用模組化設計，方便靈活調配擴充性。從上到下，分別是1U, 2U, 4U。1U的最薄，4U最厚。我們也可以使用Socket數量來區分，Two Socket就是有兩個CPU。我們可以在1U的機身內放兩個CPU，在2U的機身內只放一個CPU，或者在2U機身內放4個CPU，都可以依需求客製化。

根據成本、運算能力等等的需求，可以選擇單顆CPU以及兩顆(以上)CPU的伺服器。如果是小公司用在處理郵件、存取資料、DNS(Domain Name System)的簡單用途，就可以選擇單顆CPU的初階款式，例如Intel® Xeon® E family，其中E-2186G CPU，採用Coffee Lake架構，六核心，時脈3.8GHz，並可超頻至4.7GHz，就是一個CP值很高的選擇。

雖然是入門款，卻也支援Error-correcting Code(ECC)，可以自動偵測並校正資料，避免數據損壞(Data Corruption)。

單CPU的中階版本伺服器則適合較大型的企業的基本用途，流量普通的網路商城，或是簡單的線上遊戲。這個層級的伺服器能夠協同處理。一份資料在同時間被多人編輯，需要更快的速度去追蹤修訂，互動式的3D體驗、專案管理等等也需要協同處理的能力。

高階伺服器則是用在科學模擬、大量統計資料計算；大流量的影音網站或購物商城也可以放心的託付給它，這種CPU通常有20個核心以上，如Intel® Xeon® Scalable Processor最多有28個核心、56個執行緒。

聯想SR650伺服器的內部構造

把伺服器的外殼拆掉，則會看到如上圖所示。黃色圈圈的是可以放24顆SAS, SATA或NVME U.2的硬碟；紅圈處的是七顆風扇；藍圈標示出兩顆CPU的位置；CPU旁一條條綠綠的是記憶體，可以支援一條128Gb；綠圈是電源供應，一次用上兩個，其中一個壞了就直接拔出來換新的，不會斷電。

Intel 兩顆CPU的架構圖

再往細部探索，則到了系統架構的層次。這張圖的重點在哪? 首先看到四個大方塊，分別是兩個CPU，一個PCH(Platform Controller Hub)，一個BMC(Baseboard Management Controller)。看完大方塊找高速訊號，再看低速訊號。高速訊號是那些? 從CPU直接出來的就是了。如CPU之間用UPI(Ultra Path Interconnect)相連，每顆CPU支援六通道DDR4記憶體，共有16個記憶體插槽。直接從CPU出來的還有PCIe，通常可以拿來支援高階顯卡，或是10Gbps的網路。

如果是CPU經過DMI(Direct Media Interface)從PCH控制的訊號有USB3.0, SAS, SATA, 1Gbps網路。SAS和SATA是經濟實惠的硬碟(相比SSD)，以大容量見長。CPU經過PCH再到BMC，那就是更低速的訊號了，通常管理系統版本、硬體數量，如幾個CPU，多少風扇，多少硬碟等等、最後是可以監測溫度。

當然Google實際上會給出很多份設計建議、需要的規格等等，每份都是密密麻麻數十到數百頁，其中還要跟晶片廠、品牌廠、代工廠有長達數月的密切配合。希望以上簡單的介紹可以幫助您不再走馬看花。

參考資料:

文章:

1.PowerEdge Rack Servers

https://www.dell.com/en-hk/work/shop/enterprise-products/sf/poweredge-rack-servers

2.Single Vs Dual Processor Servers, Which Is Right For You?

https://phoenixnap.com/kb/single-vs-dual-processors-server

圖片:

Google Data Center

https://www.google.com/about/datacenters/gallery/#/

PowerEdge Rack Servers

https://www.dell.com/en-hk/work/shop/enterprise-products/sf/poweredge-rack-servers