服务器硬件架构
数据中心服务器架构一探其内部构造
数据中心服务器架构一探其内部构造数据中心是现代互联网时代的核心基础设施之一，而服务器则是数据中心的核心组成部分。
数据中心服务器架构的设计和构造直接影响着数据中心的性能、稳定性和可靠性。
本文将深入探讨数据中心服务器架构的内部构造，揭示其工作原理和关键组成部分。
一、服务器硬件构造1. 机箱：服务器机箱通常采用金属材质，具有较好的散热性能和抗干扰能力。
机箱内部设计合理，便于组装和维护。
2. 主板：主板是服务器的核心组件，承载着CPU、内存、扩展卡等硬件设备。
服务器主板通常具有多个CPU插槽，支持大容量内存和多个扩展卡插槽。
3. CPU：服务器采用高性能的多核CPU，以满足大规模数据处理和计算需求。
常见的服务器CPU厂商包括Intel和AMD，其性能和稳定性备受信赖。
4. 内存：服务器内存容量通常较大，以支持大规模数据处理和运算。
服务器内存采用ECC（Error Correcting Code）技术，能够检测和纠正内存中的错误，提高系统稳定性。
5. 硬盘：服务器硬盘采用高速、高可靠性的企业级硬盘，如SAS （Serial Attached SCSI）硬盘和SSD（Solid State Drive）固态硬盘。
硬盘采用RAID（Redundant Array of Independent Disks）技术，提高数据存储的可靠性和性能。
6. 网卡：服务器网卡支持高速网络传输，如千兆以太网和万兆以太网。
部分服务器还配备了光纤通道适配器，支持光纤通道网络。
7. 电源：服务器电源供应稳定可靠，通常采用双路冗余电源设计，确保服务器在一路电源故障时仍能正常运行。
二、服务器架构设计1. 集群架构：数据中心服务器通常采用集群架构，将多台服务器组成一个集群，通过负载均衡和故障转移实现高可用性和高性能。
2. 虚拟化技术：服务器虚拟化技术能够将一台物理服务器虚拟为多个逻辑服务器，提高服务器资源的利用率和灵活性。
常见的虚拟化软件包括VMware、Hyper-V和KVM等。
服务器的组成：条理清晰、通俗易懂、详细
服务器的组成：条理清晰、通俗易懂、详细服务器的组成•一、服务器的组成•o 1.服务器的构成--主板o 2.服务器的构成--CPUo▪CPU参数说明o 3.服务器的构成—内存o 4.服务器的构成—硬盘o▪HDD硬盘▪SSD硬盘o 5.服务器的构成—I/O扩展卡o▪网卡▪HBA卡▪HBA卡模块▪显卡•二、X86服务器物理结构一、服务器的组成注：服务器主要由CPU、内存、硬盘、RAID卡、网卡组成，配合电源、主板、机箱等基础硬件以提供信息服务；不同于PC机，服务器自带管理系统用于设备日常管理1.服务器的构成–主板主要组件：CPU和内存接口，BIOS芯片、I/O控制芯片、键盘和面板控制开关接口、IPMI芯片、网络接口、指示灯插接件、扩充插槽、电源和风扇控制芯片……2.服务器的构成–CPUCPU参数说明服务器性能主要因素为：CPU主频率，核心数，CPU数量及三级缓存（cache）例：Intel Gold 6140 Processor参数如下：核心数量：18核心，36线程主频率：2.3GHz，可睿频加速至3.7GHz。
三级缓存容量：24.75MB工作功率：140W工艺：14nm3.服务器的构成—内存注：DDR4内存不兼容DDR3主要参数为容量，电压和数据速率代数内核频率（MHz）总线时钟（MHz）预取数据速率（MT/s）传输速率（GB/s）电压（V）SDRAM 100-166 100-166 1n 100-166 0.8-1.3 3.3 DDR1 133-200 133-200 2n 266-400 2.1-3.2 2.5-2.6 DDR2 133-200 266-400 4n 533-800 4.2-6.4 .18 DDR3 133-200 533-800 8n 1066-1600 8.5-14.9 1.35/1/5 DDR4 133-200 1066-1600 8n 2133-3200 17-21.3 1.24.服务器的构成—硬盘 注：常见的有1.8寸、2.5寸和3.5寸注：只有机械硬盘有转速参数，SSD 无转速参数，主要性能取决于芯片和闪存介质HDD 硬盘硬盘主要参数：容量，转速，缓存，接口类型HDD 接口类型 特点IDE （Integrated Drive Electronics ，电子集成驱动器）控制器和盘体结合在一起，并行传输，价格低，兼容性好，性价比高 SATA （Serial ATA ，串行ATA ） 采用串行的方式传输数据，PC 的主流，支持热插拔，比ATA 有较强的抗干扰能力，常见转速7200转/分SCSI （（Small ComputerSystem Interface ），小型计算机系统接口）应用范围广，多任务，价格比较高FC （Fiber Channel ） 采用光纤通道协议，速度比较快，传输距离远SAS （Serial Attached SCSI ） 串行SCSI 技术，是一种点对点，全双工，双端口的接口，传输速度快，扩展性强，服务器广泛应用；价格比SATA 贵，容量有限。
服务器架构方案
服务器架构方案服务器架构方案1·概述服务器架构方案是设计和规划企业服务器系统的文档，旨在确保服务器系统具有可靠性、高性能、可扩展性和安全性。
本文档将详细说明服务器架构的各个方面，并提供相应附件供参考。
2·服务器硬件2·1 主机需求：所需的服务器主机类型、规格和数量。
2·2 存储需求：说明对于数据存储的要求，包括存储容量、磁盘类型和冗余备份策略。
2·3 网络需求：描述服务器之间的网络拓扑结构，包括交换机、路由器和防火墙的配置。
3·服务器软件3·1 操作系统：指定所需的操作系统类型和版本。
3·2 应用软件：详细列出需要部署在服务器上的应用软件及其版本信息。
4·服务器架构4·1 主机集群：描述服务器集群的架构，如采用负载均衡和故障转移技术。
4·2 数据库架构：说明数据库的架构设计，包括主从复制、分布式架构等。
4·3 缓存架构：介绍缓存系统的架构设计，如使用分布式缓存技术。
4·4 备份和恢复策略：提供数据备份和系统恢复的策略和流程。
5·安全性5·1 身份验证和访问控制：详细描述用户身份验证和访问控制的措施，例如使用强密码、双因素认证等。
5·2 数据加密：说明数据在传输和存储过程中的加密机制。
5·3 防火墙和入侵检测系统：介绍防火墙和入侵检测系统的配置和运行原理。
6·可扩展性6·1 系统容量规划：预测系统使用情况并提供相应的扩展计划。
6·2 水平扩展：描述如何通过增加服务器数量来提高系统的扩展性。
6·3 垂直扩展：说明如何通过升级服务器硬件来提高系统的扩展性。
7·性能优化7·1 资源优化：指定如何合理分配和管理服务器的资源，包括CPU、内存和磁盘空间。
7·2 缓存优化：优化缓存系统以减少数据库和网络访问。
服务器硬件基础知识
服务器概述一、服务器的基本概念服务器是计算机的一种，是网络中为客户端计算机提供各种服务的高性能的计算机；服务器在网络操作系统的控制下，将与其相连的硬盘、磁带、打印机及昂贵的专用通讯设备提供给网络上的客户站点共享，也能为网络用户提供集中计算、信息发布及数据管理等服务。
服务器英文名称为Server。
２、服务器按处理器架构分类X86架构服务器RISC架构服务器EPIC架构服务器（IA-64）1）X86架构服务器IA－32、x86－32、x86－64都属于x86，即英特尔的32位x86架构，x86－64是AMD在其最新的Athlon 64处理器系列中采用的新架构，但这一处理器基础架构还是IA－32（因英特尔的x86架构并未申请专利保护，所以绝大多数处理器厂商为了保持与Intel的主流处理器兼容，都不得不采用这一x86架构），只是在此架构基础之上作了一些扩展，以支持64位程序的应用，进一步提高处理器的运算性能。
2）RISC架构服务器RISC的英文全称为“Reduced Instruction Set Computing”，中文即“精简指令集”，它的指令系统相对简单，它只要求硬件执行很有限且最常用的那部分执令，大部分复杂的操作则使用成熟的编译技术，由简单指令合成。
目前在中高档服务器中普遍采用这一指令系统的CPU，特别是高档服务器全都采用RISC指令系统的CPU，并且此类服务器都采用UNIX操作系统。
在中高档服务器中采用RISC指令的CPU主要有Compaq（康柏，即新惠普）公司的Alpha、HP公司的PA-RISC、IBM公司的Power PC、SGI公司的MIPS和SUN公司的Sparc。
3）IA-64EPIC（Explicitly Parallel InstructionComputers，精确并行指令计算机）。
Intel采用EPIC技术的服务器CPU是安腾Itanium。
它是64位处理器，也是IA－64系列中的第一款。
服务器硬件架构
服务器硬件架构在当今数字化的世界中，服务器硬件架构扮演着至关重要的角色。
它不仅是构建高效、稳定网络的基础，还是确保数据安全和业务连续性的关键因素。
本文将探讨服务器硬件架构的重要性及其对整个IT环境的影响。
服务器硬件架构是指服务器的物理结构和内部组件的布局。
它包括服务器的尺寸、形状、扩展性、散热能力以及与其他设备的互操作性等。
一个优秀的服务器硬件架构可以提高系统的性能、可靠性和可维护性，同时降低运营成本。
高性能的服务器硬件架构可以处理大量的并发请求，保证系统的高可用性和可扩展性。
可靠的服务器硬件架构可以减少故障率，提高系统的稳定性。
可维护的服务器硬件架构可以方便地进行硬件更换和升级，提高系统的可维护性。
模块化设计：将服务器硬件划分为多个独立的模块，如处理器模块、存储模块、网络模块等。
这种设计可以提高系统的可维护性和可扩展性。
冗余设计：在服务器硬件架构中加入冗余组件，如冗余电源、冗余风扇、冗余网卡等。
这种设计可以提高系统的可靠性，减少故障率。
热备份设计：对于关键服务器组件，如处理器、硬盘等，采用热备份设计，确保在组件发生故障时，系统能够自动切换到备份组件，保证系统的连续运行。
标准化设计：遵循通用的工业标准和服务规范，确保服务器硬件架构与其他设备具有良好的兼容性。
随着技术的不断进步，服务器硬件架构也在不断发展。
以下是当前的一些发展趋势：微服务化：随着微服务架构的普及，服务器硬件架构也在朝着微服务化的方向发展。
这种趋势使得每个服务都可以独立运行在一个轻量级的容器中，提高了系统的可维护性和可扩展性。
云计算化：云计算技术的发展也推动了服务器硬件架构的变革。
云计算化的服务器硬件架构可以动态地分配计算资源，提高系统的灵活性和可扩展性。
绿色节能：随着环保意识的提高，绿色节能也成为服务器硬件架构的重要考虑因素。
高效的散热设计和能源管理技术可以降低服务器的能耗，减少碳排放。
AI优化：人工智能技术的发展也为服务器硬件架构带来了新的优化手段。
服务器硬件及软件介绍
服务器硬件及软件介绍服务器是一种专门用于提供网络服务的计算机系统，它扮演着连接、存储和处理数据的重要角色。
在今天的信息时代，服务器承担着越来越多的任务，因此了解服务器的硬件和软件是至关重要的。
本文将介绍服务器的硬件和软件，帮助读者更好地理解服务器的工作原理和性能特点。
一、服务器硬件介绍1. CPU（中央处理器）CPU是服务器中最核心的组件之一，它负责执行计算机程序中的指令并处理数据。
服务器通常配备高性能的多核CPU，以确保能够同时处理多个任务并提供稳定的性能。
常见的服务器CPU厂商包括英特尔和AMD，它们推出的Xeon和EPYC系列CPU在服务器领域表现优异。
2. 内存（RAM）内存是服务器用来存储运行中程序和数据的地方，它直接影响服务器的运行速度和性能。
服务器通常配备大容量的内存，以确保能够同时处理大量的请求和数据。
ECC（Error-Correcting Code）内存是服务器中常见的选择，它能够检测和纠正内存中的错误，提高系统的稳定性。
3. 存储设备服务器的存储设备用于存储操作系统、应用程序和数据，常见的存储设备包括固态硬盘（SSD）和机械硬盘（HDD）。
SSD具有读写速度快、响应迅速的优点，适合作为操作系统和应用程序的存储设备；HDD 则具有存储容量大、价格低廉的优势，适合存储大量数据。
4. 网络接口服务器通过网络接口与外部网络进行通信，常见的网络接口包括以太网接口和光纤通道接口。
以太网接口通常用于局域网连接，支持千兆以太网或更高速率；光纤通道接口则用于连接存储设备或构建高速网络，支持光纤通道协议。
5. 电源供应服务器的稳定供电是保障其正常运行的关键，因此服务器通常配备双路或多路冗余电源供应，以防止单点故障导致服务器宕机。
冗余电源供应可以实现自动切换和备份，确保服务器在电源故障时仍能正常运行。
二、服务器软件介绍1. 操作系统服务器的操作系统是其运行的基础软件，常见的服务器操作系统包括Windows Server、Linux和Unix。
服务器概念、组成和架构详解
服务器概念、组成和架构详解目录前言：1、服务器是什么？2、服务器的构成？3、服务器的分类？4、X86/ARM之争？一、服务器是什么？二、服务器的构成？2.1 服务器的逻辑架构2.2 服务器的硬件2.3 服务器的固件和OS三、服务器的分类？3.1 按产品形态3.2 按指令集架构3.3 按处理器数量3.4 按应用类型四、 X86/ARM之争？4.1 X86服务器：市占率高4.2 ARM服务器：潜力很大前言：服务器是构建云计算的最核心基础设备，在“新基建”加快推进、公有云持续放量的背景下，服务器行业正迎来景气拐点。
本文围绕4个核心问题，由浅入深对服务器进行深入剖析：1、服务器是什么？2、服务器的构成？3、服务器的分类？4、X86/ARM之争？服务器的英文名称为“ Server”，是指在网络上提供各种服务的高性能计算机。
作为网络的节点，存储、处理网络上80％的数据、信息，因此也被称为网络的灵魂。
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、网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网络终端，上网、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）资源通过网络共享：服务器通过侦听网络上其它终端（Client）提交的服务请求，在网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网络上的客户站点共享，也能为网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。
服务器硬件方案范文
服务器硬件方案范文第一部分：引言在当今数字化时代，服务器作为一个不可或缺的基础性设备，承担了许多关键的功能，如存储、计算、网络等。
因此，选择合适的服务器硬件方案对于一个组织或企业来说至关重要。
本文将介绍一个理想的服务器硬件方案，该方案旨在提供高性能、可靠性和可扩展性，以满足不同业务需求和未来发展。
第二部分：服务器架构服务器架构是实现服务器功能和性能的关键因素。
在本硬件方案中，我们采用了分布式架构。
分布式架构通过将服务器资源分配到多台服务器上，提高了系统的可靠性和性能。
同时，分布式架构还支持系统的可扩展性，可以根据业务需求进行水平扩展。
第三部分：服务器硬件选型3.1 服务器类型在这个方案中，我们选择了基于x86架构的服务器。
x86架构具有广泛的软件支持和成熟的生态系统，可以提供稳定性和高性能。
3.2 CPU在选择CPU时，我们考虑了计算能力、核心数量和能效等因素。
为了满足高性能计算的需求，我们选择了英特尔的Xeon处理器。
这些处理器具有多核心、超线程和高频率的特点，可以提供出色的计算能力。
3.3 内存内存是服务器性能的关键因素之一。
在我们的服务器硬件方案中，我们选择了高容量、高速度的内存模块。
这些内存模块具有低延迟、高带宽的特点，可以满足大数据和高负载业务的需求。
3.4 存储存储是一个服务器的重要组成部分，影响着数据的读写速度和可靠性。
在本方案中，我们选择了固态硬盘（SSD）作为主要存储介质。
SSD具有更快的读写速度、更低的能耗和更高的可靠性，可以提供更好的性能体验和数据保护。
3.5 网络服务器的网络连接对于系统的稳定性和性能至关重要。
为了实现高可用性和高可靠性，我们采用了双网卡冗余（NIC Redundancy）的设计。
这种设计可以确保在一个网卡故障时，另一个网卡可以接管网络通信，保证系统的正常运行。
第四部分：服务器结构4.1 机箱机箱是服务器硬件方案中的一个重要组成部分，它决定了服务器的稳定性和散热性能。
服务器结构拓扑图
服务器结构拓扑图服务器结构拓扑图概述：本文档旨在详细描述服务器结构的拓扑图及其相关信息，以帮助读者对服务器架构有一个清晰的了解。
本文档涉及的内容包括服务器的物理拓扑图、网络拓扑图、服务器组件及其功能，以及相关的附件和法律名词及注释。
1：物理拓扑图：物理拓扑图展示了服务器架构中各个设备的物理连接方式及其布局。
以下是物理拓扑图的详细描述：1.1 服务器机架：服务器机架是服务器设备的组合单元，通常由多个服务器机箱组成。
每个服务器机箱内包含多个服务器节点。
1.2 服务器节点：服务器节点是服务器架构中的基本单位。
每个服务器节点都有自己的处理器、内存、磁盘和网络接口。
这些服务器节点通过高速互连网络连接以实现数据传输。
1.3 网络交换机：网络交换机用于连接服务器节点和其他网络设备，以提供高速和可靠的数据传输通道。
1.4 存储设备：存储设备是用于存储服务器上的数据的硬件设备。
这些存储设备通常包括硬盘阵列、网络存储等。
2：网络拓扑图：网络拓扑图展示了服务器架构中各个设备之间的网络连接方式及其布局。
以下是网络拓扑图的详细描述：2.1 局域网 (LAN)：局域网是在有限地理范围内用于内部通信的计算机网络。
它由多个网络设备组成，包括服务器、交换机、路由器等。
2.2 广域网 (WAN)：广域网是连接不同地理位置的局域网的计算机网络。
它通常由多个局域网以及相关的网络设备组成。
2.3 路由器：路由器用于在不同的网络之间进行数据包转发和路由选择，以实现不同网络之间的通信。
2.4 防火墙：防火墙用于保护服务器架构免受非法访问和网络攻击。
它通过监视和过滤网络流量来确保网络的安全性。
3：服务器组件及功能：服务器架构包含多个关键组件，每个组件都承担着特定的功能。
以下是服务器架构中常见的组件及其功能的详细描述：3.1 Web 服务器：Web 服务器用于托管和提供网站和应用程序。
它接收来自客户端的请求，并将适当的内容发送回客户端。
3.2 应用服务器：应用服务器用于托管和执行应用程序代码。
服务器的架构和组成(一)2024
服务器的架构和组成（一）引言概述：服务器是计算机网络中的重要组成部分，它承担着处理和提供各种服务的任务。
服务器的架构和组成是设计和搭建一个高效、可靠的服务器系统的核心要素。
本文将从五个方面介绍服务器的架构和组成，包括硬件组成、操作系统、网络架构、存储系统和安全保障。
正文：一、硬件组成1. 主板与处理器：选择适当的主板和处理器，根据需求确定性能和扩展性。
2. 内存：合理配备内存，以满足服务器对并发请求的处理需求。
3. 存储设备：选择高速、可靠的硬盘和固态硬盘，用于存储数据和操作系统。
4. 电源与散热系统：确保服务器的稳定供电和有效散热，以免硬件过热。
5. 网卡与其他接口设备：选择高性能的网络接口卡和其他必要的接口设备，以满足不同的连接需求。
二、操作系统1. 选择适当的操作系统，如Linux、Windows Server等，根据需求确定稳定性和易用性。
2. 配置和优化操作系统，包括适当的内核参数设置、进程调度策略等。
3. 安装和配置常用的服务软件，如Web服务器、数据库服务器等。
三、网络架构1. 确定服务器的工作模式，如单服务器、集群、负载均衡等。
2. 设计合理的网络拓扑结构，包括网络设备的选择和配置。
3. 配置防火墙、路由器和交换机等网络设备，保障网络的安全和可靠性。
4. 优化网络性能，包括调整延迟、带宽等参数，提高网络传输效率。
四、存储系统1. 选择适当的存储技术，如RAID、SAN、NAS等，根据需求确定数据可靠性和扩展性。
2. 配置磁盘阵列及相关的磁盘管理策略，实现高可用和快速访问。
3. 定期备份数据，确保数据安全性。
4. 进行性能监控和优化，提高存储性能和容量利用率。
五、安全保障1. 设定合理的访问控制策略，包括用户权限管理、身份验证等。
2. 安装并定期更新防病毒软件和防火墙，确保服务器系统的安全。
3. 设置日志记录和审计，以便监控和分析服务器事件。
4. 定期进行系统和应用程序的漏洞扫描和安全检查，确保服务器的安全性。
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从性能角度来看，处理器、内存和I/O这三个子系统在服务器中是最重要的，它们也是最容易出现性能瓶颈的地方。
目前市场上主流的服务器大多使用英特尔Nehalem、Westmere微内核架构的三个家族处理器：Nehalem-EP，Nehalem-EX 和Westmere-EP。
下表总结了这些处理器的主要特性：在本文中，我们将分别从处理器、内存、I/O三大子系统出发，带你一起来梳理和了解最新英特尔架构服务器的变化和关键技术。
一、处理器的演变现代处理器都采用了最新的硅技术，但一个单die(构成处理器的半导体材料块)上有数百万个晶体管和数兆存储器。
多个die组织到一起就形成了一个硅晶片，每个die都是独立切块，测试和用陶瓷封装的，下图显示了封装好的英特尔至强5500处理器外观。
图 1 英特尔至强5500处理器插座处理器是通过插座安装到主板上的，下图显示了一个英特尔处理器插座，用户可根据自己的需要，选择不同时钟频率和功耗的处理器安装到主板上。
图 2 英特尔处理器插座主板上插座的数量决定了最多可支持的处理器数量，最初，服务器都只有一个处理器插座，但为了提高服务器的性能，市场上已经出现了包含2，4和8个插座的主板。
在处理器体系结构的演变过程中，很长一段时间，性能的改善都与提高时钟频率紧密相关，时钟频率越高，完成一次计算需要的时间越短，因此性能就越好。
随着时钟频率接近4GHz，处理器材料物理性质方面的原因限制了时钟频率的进一步提高，因此必须找出提高性能的替代方法。
核心晶体管尺寸不断缩小(Nehalem使用45nm技术，Westmere使用32nm技术)，允许在单块die上集成更多晶体管，利用这个优势，可在一块die上多次复制最基本的CPU(核心)，因此就诞生了多核处理器。
现在市场上多核处理器已经随处可见，每颗处理器包含多个CPU核心(通常是2，4，6，8个 )，每个核心都有一级缓存(L1)，通常所有的核心会共享二级(L2)、三级缓存(L3)、总线接口和外部连接，下图显示了一个双核心的CPU架构。
图 3 双核心CPU架构示意图现代服务器通常提供了多个处理器插座，例如，基于英特尔至强5500系列(Nehalem-EP)的服务器通常包含两个插座，每个插座四个核心，总共可容纳八个核心，而基于英特尔至强7500系列(Nehalem-EX)的服务器通常包含八个插座，每个插座八个核心，总共可容纳64个核心。
下图显示了更详细的双核处理器架构示意图，CPU的主要组件(提取指令，解码和执行)都被复制，但系统总线是公用的。
图 4 双核处理器的详细架构示意图线程为了更好地理解多核架构的含义，我们先看一下程序是如何执行的，服务器会运行一个内核(如Linux，Windows的内核)和多个进程，每个进程可进一步细分为线程，线程是分配给核心的最小工作单元，一个线程需要在一个核心上执行，不能进一步分割到多个核心上执行。
下图显示了进程和线程的关系。
图 5 进程和线程的关系进程可以是单线程也可以是多线程的，单线程进程同一时间只能在一个核心上执行，其性能取决于核心本身，而多线程进程同一时间可在多个核心上执行，因此它的性能就超越了单一核心上的性能表现。
因为许多应用程序都是单线程的，在多进程环境中，多插座、多核心的架构通常会带来方便，在虚拟化环境中，这个道理一样正确，Hypervisor允许在一台物理服务器上整合多个逻辑服务器，创建一个多进程和多线程的环境。
英特尔超线程技术虽然单线程不能再拆分到两个核心上运行，但有些现代处理器允许同一时间在同一核心上运行两个线程，每个核心有多个并行工作能力的执行单元，很难看到单个线程会让所有资源繁忙起来。
下图展示了英特尔超线程技术是如何工作的，同一时间在同一核心上有两个线程执行，它们使用不同的资源，因此提高了吞吐量。
图 6 英特尔超线程技术工作原理前端总线在多插座和多核心的情况下，理解如何访问内存和两个核心之间是如何通信的非常重要，下图显示了过去许多英特尔处理器使用的架构，被称作前端总线(FSB)架构。
在FSB架构中，所有通信都是通过一个单一的，共享的双向总线发送的。
在现代处理器中，64位宽的总线以4倍速总线时钟速度运行，在某些产品中，FSB信息传输速率已经达到1.6GT/s。
图 7 基于前端总线的服务器平台架构FSB将所有处理器连接到芯片组的叫做北桥(也叫做内存控制器中枢)，北桥连接所有处理器共享访问的内存。
这种架构的优点是，每个处理器都可以访问其它所有处理可以访问的所有内存，每个处理器都实现了缓存一致性算法，保证它的内部缓存与外部存储器，以及其它所有处理器的缓存同步。
但这种方法设计的平台要争夺共享的总线资源，随着总线上信号传输速度的上升，要连接新设备就变得越来越困难了，此外，随着处理器和芯片组性能的提升，FSB上的通信流量也会上升，会导致FSB变得拥挤不堪，成为瓶颈。
双独立总线为了进一步提高带宽，单一共享总线演变成了双独立总线架构(DIB)，其架构如下图所示，带宽基本上提高了一倍。
图 8 基于双独立总线的服务器平台架构但在双独立总线架构中，缓存一致性通信必须广播到两条总线上，因此减少了总有效带宽，为了减轻这个问题，在芯片组中引入了“探听过滤器”来减少带宽负载。
如果缓存未被击中，最初的处理器会向FSB发出一个探听命令，探听过滤器拦截探听，确定是否需要传递探听给其它FSB。
如果相同FSB上的其它处理器能满足读请求，探听过滤器访问就被取消，如果相同FSB上其它处理器不满意读请求，探听过滤器就会确定下一步的行动。
如果读请求忽略了探听过滤器，数据就直接从内存返回，如果探听过滤器表示请求的目标缓存在其它FSB上不存在，它将向其它部分反映探听情况。
如果其它部分仍然有缓存，就会将请求路由到该FSB，如果其它部分不再有目标缓存，数据还是直接从内存返回，因为协议不支持写请求，写请求必须全部传播到有缓存副本的所有FSB上。
专用高速互联在双独立总线之后又出现了专用高速互联架构(Dedicated High-Speed Interconnect，DHSI)，其架构如下图所示。
图 9 基于DHSI的服务器平台架构基于DHSI的平台使用四个独立的FSB，每个处理器使用一个FSB，引入探听过滤器实现了更好的带宽扩容，FSB本身没多大变化，只是现在变成点对点的配置了。
使用这种架构设计的平台仍然要处理快速FSB上的电信号挑战，DHSI也增加了芯片组上的针脚数量，需要扩展PCB路线，才能为所有FSB建立好连接。
英特尔QuickPath互联随英特尔酷睿i7处理器引入了一种新的系统架构，即著名的英特尔QuickPath互联(QuickPath Interconnect，QPI)，这个架构使用了多个高速单向连接将处理器和芯片组互联，使用这种架构使我们认识到了：①. 多插座和多核心通用的内存控制器是一个瓶颈;②. 引入多个分布式内存控制器将最符合多核处理器的内存需要;③. 在大多数情况下，在处理器中集成内存控制器有助于提升性能;④. 提供有效的方法处理多插座系统一致性问题对大规模系统是至关重要的。
下图显示了一个多核处理器，集成了内存控制器和多个连接到其它系统资源的英特尔QuickPath的功能示意图。
图 10 集成英特尔QPI和DDR 3内存通道的处理器架构在这个架构中，每个插座中的所有核心共享一个可能有多个内存接口的IMC(Integrated Memory Controllers，集成内存控制器)。
IMC可能有不同的外部连接：①. DDR 3内存通道–在这种情况下，DDR 3 DIMM直接连接到插座，如下图所示，Nehalem-EP(至强5500)和Westmere-EP(至强5600)就使用了这种架构。
图 11 具有高速内存通道的处理器②. 高速串行内存通道–如下图所示，在这种情况下，外部芯片(SMB：Scalable Memory Buffer，可扩展内存缓存)创建DDR 3内存通道，DDR 3 DIMM 通过这个通道连接，Nehalem-EX使用了这种架构。
图 12 四插座Nehalem-EXIMC和插座中的不同核心使用英特尔QPI相互通信，实现了英特尔QPI的处理器也可以完全访问其它处理器的内存，同时保持缓存的一致性，这个架构也叫做“缓存一致性NUMA(Non-Uniform Memory Architecture非统一内存架构)”，内存互联系统保证内存和所有潜在的缓存副本总是一致的。
英特尔QPI是一个端到端互联和消息传递方案，在目前的实现中，每个连接由最高速度可达25.6 GB/s或6.4 GT/s的20条线路组成。
英特尔QPI使用端到端连接，因此在插座中需要一个内部交叉路由器，提供全局内存访问，通过它，不需要完整的连接拓扑就可以构建起系统了。
图12显示了四插座Nehalem-EX配置，每个处理器有四个QPI与其它三个处理器和Boxboro-EX芯片组互联。
二、内存子系统电子业在内存子系统上付出了艰辛的努力，只为紧跟现代处理器需要的低访问时间和满足当今应用程序要求的高容量需求。
解释当前内存子系统之前，我们先了解一下与内存有关的一些常用术语。
①. RAM(随机访问存储器)②. SRAM(静态RAM)③. DRAM(动态RAM)④. SDRAM(同步DRAM)⑤. SIMM(单列直插式内存模块)⑥. DIMM(双列直插内存模块)⑦. UDIMM(无缓冲DIMM)⑧. RDIMM(带寄存器的DIMM)⑨. DDR(双数据速率SDRAM)⑩. DDR2(第二代DDR)⑩. DDR3(第三代DDR)电子器件工程联合委员会(Joint Electron Device Engineering Council，JEDEC)是半导体工程标准化机构，JEDEC 21，22定义了从256位SRAM到最新的DDR3模组的半导体存储器标准。
现代服务器的内存子系统是由RAM组成的，允许数据在一个固定的时间按任意顺序访问，不用考虑它所在的物理位置，RAM可以是静态的或动态的。
SRAMSRAM(静态RAM)通常非常快，但比DRAM的容量要小，它们有一块芯片结构维持信息，但它们不够大，因此不能作为服务器的主要内存。
DRAMDRAM(动态RAM)是服务器的唯一选择，术语“动态”表示信息是存储在集成电路的电容器内的，由于电容器会自动放电，为避免数据丢失，需要定期充电，内存控制器通常负责充电操作。
SDRAMSDRAM(同步DRAM)是最常用的DRAM，SDRAM具有同步接口，它们的操作与时钟信号保持同步，时钟用于驱动流水线内存访问的内部有限状态机，流水线意味着上一个访问未结束前，芯片可以接收一个新的内存访问，与传统DRAM相比，这种方法大大提高了SDRAM的性能。