服务器硬件知识讲解
服务器的硬件知识讲解
一.服务器的定义与作用
服务器是一种高性能计算机，作为网络的节点，存储和处理网络上的数据和信息。它在网络环境中为其他设备（如个人计算机、智能手机等）提供计算或应用服务。
二.服务器的组成架构
1.核心架构：
（1）处理器：是服务器的运算核心和控制核心，负责执行指令和处理数据。常见的服务器处理器品牌有（ intel）至强系列，AMD霄龙（Epyc）系列等。
（2）内存：用于暂时存储正在运行的程序和数据，其容量和速度对服务器的性能有重要影响。
（3）硬盘：服务器的数据存储中心。硬盘的可靠性至关重要，因为他存储了所有的软件和用户数据。
（4)RAID卡：用于实现多个硬盘之间的数据冗余和性能提升。RAID技术可以通过条带化，镜像或奇遇校 验信息来提高数据访问速度和数据的冗余保护。
2.基础架构：
（1）电源：为服务器提供重大支持。
（2）主板：是计算机最基本也是最重要的部件之一。
（3）机箱：有不同的总类，用来保护服务器内部的零件。
（4）风扇：用来散热，保持服务器在正常的温度范围内，避免过热导致出现故障。
三.服务器的发展历程与分类
1.发展历程
（1）型机时代（20 世纪 50-70 年代）：
计算机体积庞大、价格昂贵，主要由政府和大型企业使用。
（2）小型机时代（20 世纪 70-80 年代）：
小型机出现，它相对大型机体积更小、价格更低，具有一定的通用性和分布式处理能力。
（3）PC 服务器时代（20 世纪 80-90 年代）：
它们采用与 PC 类似的硬件架构，但在性能、可靠性和可扩展性方面进行了优化。
（4）互联网时代的服务器发展（20 世纪 90 年代 - 21 世纪初）：
互联网的快速发展使得服务器的需求急剧增长。服务器的性能、可靠性和可扩展性不断提升，出现了专门为互联网应用设计的服务器
（5）云计算与数据中心时代（21 世纪初至今）：
云计算概念的提出和发展，促使服务器朝着大规模、高密度、低功耗的方向发展。
2.按架构分类
（1）x86服务器：
基于x86架构的微处理器，具有良好的兼容性和性价比，广泛应用中小企业和互联网应用场景，
能支持多种操作系统，如Windows server， Linux 等。
（2）RISC服务器：
采用精简指令集计算机（RISC）架构，如PowerPC，SPARC等，具有较高的性能和稳定性。
（3）ARM服务器：
基于ARM架构的处理器，具有低功耗，低成本的特点 ，适用于对功耗敏感的场景。
3.按外观形态分类：
（1）塔式服务器：外形类似传统的塔式计算机，独立放置在机柜或桌面上，具有较好的扩展性和散热.
性能，适用于中小企业或小型办公室，方便安装和维护。
（2）机架式服务器：通常安装在标准的服务器机架上，占用空间小，便于集中管理和部署，可根据需
要灵活配置服务器数量和位置，广泛应用于数据中心和大型企业的机房。
（3）刀片式服务器：将多个服务器模块集成在一个刀片式机箱中，每个模块都是一个独立的服务器，
具有高度的集成度和紧凑性，可有效节省空间和能源，适用于高密度计算需求的场景。
1.cpu功能与工作原理：
CPU的功能：
（1）指令执行：
cpu的核心功能是执行命令，这些指令涵盖了数据处理，运算逻辑判断，数据传输等各种操作。
（2）数据处理：
负责对数据进行处理和加工，包括数据的读取，存储，转换和运算等操作。
（3)运算控制：
对计算机系统中的各种运算进行控制和协调，确保运算的顺序和结果的正确性。
（4）与其他部门通信：
作为计算机系统的核心，CPU 需要与内存、硬盘、显卡、声卡等其他硬件部件进行通信，协调它们
之间的数据传输和工作流程。
CPU的工作原理：
基本结构
运算器：是cpu进行数据处理和运算的部件，主要有算术逻辑单元（ALU)，累加器，寄存器等组成。
控制器：是cpu的指挥中心，负责从内存中读取指令，对指令进行译码分析，并根据指令的要求向其
他部件发出控制信号，以协调和控制整个计算机系统的工作。
寄存器组：由多个寄存器组成，用于临时存储数据，指令地址，运算结果等信息，为cpu的快速数据
访问和处理提供支持。
RAID 0
原理：将数据条带化分布在多个磁盘上，数据被分成大小相等的数据块，依次存储在不同的磁盘上，没有数据冗余。
RAID 1
原理：通过磁盘镜像实现，将一份数据完整地复制到多个磁盘上，每块磁盘都包含相同的数据内容，互为镜像。
RAID 5
原理：采用分布式奇偶校验技术，将数据和奇偶校验信息分布在多个磁盘上，任何一个磁盘上的数据块都可以通过其他磁盘上的数据块和奇偶校验信息计算得出。
RAID 6
原理：在 RAID 5 的基础上进一步增强了数据冗余能力，采用了双奇偶校验技术，允许同时有两块磁盘出现故障而不丢失数据。
CPU缓存：
一级缓存：一级缓存是 CPU 中最靠近核心的缓存，通常分为数据缓存（L1D）和指令缓存。速度快容量
小关联性高。
二级缓存：二级缓存位于一级缓存和主存之间，是对一级缓存的补充。速度较快，容量适中，共享与独占。
三级缓存：三级缓存通常位于 CPU 芯片内或与 CPU 封装在一起，是缓存体系中的最后一级缓存。速度
相对较慢，容量较大，共享性。
三者共同构成了 CPU 的缓存层次结构，它们的存在大大提高了 CPU 访问数据的速度，缓解了 CPU 与内存之间的速度差异，从而提升了整个计算机系统的性能。
数据首先会在一级缓存中查找，如果未找到则依次到二级缓存、三级缓存中查找，最后才会访问主存。