7 componentes principales de hardware de servidor
Incluso con opciones de centro de datos basadas en software, sigue siendo importante conocer los componentes físicos de un servidor. Consulte estos términos para refrescar su memoria.
Los servidores son el motor detrás de cada centro de datos. Estos componentes modulares en forma de caja contienen toda la potencia de procesamiento necesaria para enrutar y almacenar datos para cada caso de uso posible.
Dependiendo del tamaño del centro de datos, las organizaciones usan servidores blade, en rack o en torre para que los administradores puedan escalar la cantidad de servidores según las necesidades, mantener el hardware de manera efectiva y mantenerlos refrigerados fácilmente.
Ya sea que un centro de datos use servidores en rack, blade o torre, los componentes de hardware del servidor central permanecen iguales y ayudan a respaldar el procesamiento simultáneo de datos a cualquier escala. Aquí hay un repaso rápido sobre los componentes básicos de un servidor y cómo ayudan a obtener datos del punto A al punto B.
1. placa base
Esta pieza de hardware del servidor es la placa de circuito impreso principal en un sistema informático. Como mínimo, la placa base contiene al menos una unidad de procesamiento central (CPU), proporciona firmware (BIOS) y ranuras para módulos de memoria, junto con una matriz de chips secundarios para manejar E/S y soporte de procesamiento, como un Serial Advanced Technology Adjunto (SATA) o interfaz de almacenamiento Serial-Attached SCSI (SAS). También funciona como la conexión central para todos los dispositivos conectados externamente y ofrece una serie de ranuras, como PCIe, para una variedad de dispositivos de expansión, como adaptadores de red o gráficos.
2. Procesador
La CPU, o simplemente procesador , es un dispositivo de microcircuitos complejo que sirve como base de todas las operaciones de la computadora. Admite cientos de posibles comandos cableados en cientos de millones de transistores para procesar instrucciones de software de bajo nivel (microcódigo) y datos y obtener un resultado lógico o matemático deseado. El procesador trabaja en estrecha colaboración con la memoria, que contiene las instrucciones del software y los datos que se van a procesar, así como los resultados o la salida de esas operaciones del procesador.
Este circuito traduce y ejecuta las funciones básicas que ocurren en un sistema informático: buscar, decodificar, ejecutar y escribir. Los cuatro elementos principales incluidos en el procesador son la unidad lógica aritmética (ALU) , la unidad de punto flotante (FPU), los registros y la memoria caché.
En un nivel más granular, la ALU ejecuta todos los comandos lógicos y aritméticos en los operandos. La FPU está diseñada para coprocesar números más rápido que los circuitos de microprocesadores tradicionales.
Los términos unidad de procesamiento central y procesador a menudo se intercambian, aunque el uso de unidades de procesamiento de gráficos significa que a veces puede haber más de un procesador en un servidor.
3. Memoria de acceso aleatorio
La RAM es el principal tipo de memoria en un sistema informático. La RAM contiene las instrucciones de software y los datos que necesita el procesador, junto con cualquier salida del procesador, como los datos que se transferirán a un dispositivo de almacenamiento. Por lo tanto, la RAM trabaja muy de cerca con el procesador y debe igualar la velocidad y el rendimiento increíbles del procesador. Este tipo de memoria rápida generalmente se denomina RAM dinámica , y hay varias variaciones de DRAM disponibles para servidores.
La memoria RAM se define por su velocidad y volatilidad. La RAM ofrece un rendimiento de lectura/escritura mucho más rápido que otros tipos de almacenamiento de datos, y porque sirve como puente entre el sistema operativo, las aplicaciones y el hardware. La memoria RAM también es volátil y perderá su contenido cuando se desconecte la energía de la computadora. Debido a que la RAM está diseñada para almacenamiento temporal de alto rendimiento, la computadora requiere almacenamiento permanente o no volátil para aplicaciones y datos cuando el sistema se apaga o se reinicia.
Los chips de RAM generalmente están organizados e integrados en módulos que siguen factores de forma estandarizados. Esto permite que la memoria se agregue fácilmente a un servidor o se reemplace rápidamente en caso de falla de la memoria. El factor de forma más común para DRAM es el módulo de memoria dual en línea , y los DIMM están disponibles en innumerables capacidades y características de rendimiento. Un servidor típico puede contener cientos de gigabytes de memoria.
4. Unidad de disco duro
Este hardware es responsable de la lectura, escritura y posicionamiento del disco duro, que es una tecnología para el almacenamiento de datos en el hardware del servidor. Desarrollada en IBM en 1953, la unidad de disco duro (HDD) ha evolucionado con el tiempo desde el tamaño de un refrigerador hasta los factores de forma estándar de 2,5 y 3,5 pulgadas.
Un disco duro es un dispositivo electromecánico que utiliza una colección de platos de discos apilados alrededor de un eje central en una cámara sellada. Estos platos pueden girar hasta 15.000 rotaciones por minuto, y diferentes cabezales de motor controlan los cabezales de lectura/escritura mientras transcriben y traducen información hacia y desde cada plato, convirtiendo los 1 y 0 electrónicos en patrones magnéticos en los platos reales y viceversa.
Debido a que los patrones magnéticos de 1 y 0 permanecen indefinidamente en los platos una vez que se desconecta la energía del dispositivo de almacenamiento, las unidades de disco han sido durante mucho tiempo la opción fundamental de almacenamiento no volátil para todas las computadoras. Las unidades de disco se comunican con la placa base del servidor mediante una interfaz estandarizada como SATA, SAS o iSCSI.
Los servidores del centro de datos también utilizan unidades de estado sólido (SSD), que reemplazan los platos magnéticos giratorios con memoria regrabable no volátil en una interfaz de unidad de disco estandarizada, como SATA o SAS. El resultado es un dispositivo de almacenamiento sin partes móviles que brinda baja latencia y alta E/S para casos de uso intensivo de datos. Los SSD son más caros que los discos duros, por lo que las organizaciones a menudo usan una combinación de disco duro y almacenamiento de estado sólido en sus servidores para satisfacer las demandas de rendimiento únicas de las diferentes cargas de trabajo.
5. Conexión de red
Los servidores están destinados a arquitecturas informáticas cliente-servidor y dependen de al menos una conexión de red para mantener la comunicación entre el servidor y una LAN del centro de datos. Las tecnologías LAN aparecieron por primera vez en la década de 1970, incluidas Cambridge Ring, Ethernet, ARCNET y otras, aunque Ethernet es, con mucho, la tecnología de red dominante disponible en la actualidad.
Una conexión de red se define principalmente por su tecnología y ancho de banda: velocidad. Los primeros adaptadores de red Ethernet admitían velocidades de 100 Mbps, aunque los adaptadores Ethernet actuales pueden admitir fácilmente 10 Gbps. Los servidores modernos pueden admitir fácilmente múltiples conexiones de red para soportar múltiples cargas de trabajo, como múltiples máquinas virtuales, o conectar múltiples adaptadores de red para proporcionar un ancho de banda aún mayor para las exigentes cargas de trabajo del servidor.
Las redes evolucionaron para manejar la comunicación entre aplicaciones, pero el tráfico de almacenamiento (lectura y escritura de datos entre aplicaciones y dispositivos de almacenamiento) puede demandar un ancho de banda significativo. Las redes de almacenamiento dedicadas como Fibre Channel (FC), Fibre Channel sobre Ethernet (FCoE) , InfiniBand y otras redes de almacenamiento están disponibles para conectar servidores a subsistemas de almacenamiento del centro de datos.
La conexión de red de un servidor se crea mediante la adición de un adaptador de red que se puede incluir como un chip y un puerto físico (enchufe) en la placa base, así como un adaptador de red separado conectado a una ranura de expansión disponible de la placa base, como un ranura PCIe). Un adaptador de red convencional y adaptadores de red de almacenamiento dedicados pueden existir en el mismo servidor simultáneamente.
6. Fuente de alimentación
Todos los servidores requieren energía , y la fuente de alimentación (PS) se encarga del trabajo de convertir la energía de la red de CA en los voltajes de CC requeridos por los dispositivos electrónicos sensibles de un servidor. El PS suele ser un subsistema cerrado o un ensamblaje (caja) instalado en el gabinete del servidor. La CA se conecta al servidor desde una unidad de distribución de energía (PDU) instalada en el bastidor del servidor. Luego, la CC producida por la fuente de alimentación se distribuye a la placa base, los dispositivos de almacenamiento y otros componentes del servidor a través de una matriz de cables de alimentación de CC.
Las fuentes de alimentación generalmente se clasifican en términos de potencia en vatios y un servidor típico puede usar entre 200 y 500 W, a veces más, según la cantidad y la sofisticación de los dispositivos en el servidor. Gran parte de esa energía se disipa como calor que debe ventilarse desde el servidor. Las fuentes de alimentación suelen incluir al menos un ventilador diseñado para extraer el calor del servidor hacia el bastidor, donde el aire caliente se puede eliminar de manera eficiente del bastidor y del centro de datos.
Debido a que una fuente de alimentación alimenta todo el servidor, el PS es un único punto de falla en el servidor. La confiabilidad del sistema se puede mejorar mediante el uso de fuentes de alimentación de alta calidad, fuentes de alimentación sobrevaloradas (capaces de proporcionar más energía de la que realmente necesita el servidor) y fuentes de alimentación redundantes en las que una fuente de alimentación de respaldo puede tomar el relevo si falla la fuente de alimentación principal. .
Los diseños de servidores progresivos renuncian a las fuentes de alimentación internas en favor de la alimentación de CC en todo el bastidor mediante un bus de alimentación de CC común. Un servidor y chasis de estilo blade suelen utilizar este tipo de enfoque, aunque los factores de forma de servidor más tradicionales están comenzando a utilizar este diseño, que se basa en una fuente de alimentación común colocada en el bastidor del servidor o en el chasis blade.
7.GPU
Las unidades de procesamiento de gráficos (GPU) han sido tradicionalmente el reino de las computadoras personales, pero los servidores están comenzando a usar GPU para operaciones matemáticas complejas y exigentes necesarias con cargas de trabajo de visualización, simulación y uso intensivo de gráficos, como AutoCad. Del mismo modo, el auge de la infraestructura de escritorio virtual genera la necesidad de capacidades gráficas asignadas a las instancias de escritorio virtual.
Una GPU es una forma dedicada de chip de procesador que contiene uno o más núcleos de procesamiento de gráficos capaces de compartir tareas informáticas impulsadas por el software de gráficos subyacente. Las GPU como NVIDIA M60 proporcionan 4096 núcleos CUDA efectivos.
Las GPU a menudo se clasifican en términos de teraflops, que representan la capacidad de la GPU para calcular un billón de operaciones de punto flotante por segundo. Cuando el chip GPU se incorpora a una tarjeta adaptadora de gráficos, existen especificaciones adicionales, como la cantidad de fotogramas por segundo y la cantidad y el tipo de memoria gráfica dedicada, a veces hasta 32 GB de memoria GDDR6, separada de la memoria del servidor.
Los servidores suelen incorporar GPU a través de una tarjeta adaptadora de gráficos instalada en una de las ranuras de expansión disponibles del servidor, como una ranura PCIe. El adaptador de gráficos puede demandar hasta 300 W de potencia adicional y requiere una conexión de alimentación de CC separada de la fuente de alimentación del servidor. Las demandas de alta potencia también producen un calor significativo, lo que requiere el uso de al menos un ventilador de refrigeración en el adaptador de gráficos. El gran tamaño de un adaptador de gráficos de servidor puede limitar la cantidad de ranuras de expansión disponibles en el servidor.
Fuente: TechTarget
