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服务器芯片组及其应用介绍

发布时间:2012-11-10 17:41:52      浏览次数:

1、服务器芯片组

服务器芯片组是服务器主板的核心组成部分,按照在主板上的排列位置的不同,通常分为北桥芯片和南桥芯片。北桥芯片提供对CPU的类型和主频、内存的类型和最大容量、PCI/PCI-X/PCI-E插槽、ECC纠错等支持。南桥芯片则提供对KBC(键盘控制器)、RTC(实时时钟控制器)、USB(通用串行总线)、Ultra DMA33/66/100 IDE以及SATA 150等数据传输方式和ACPI(高级能源管理)等的支持。其中北桥芯片起着主导性的作用,也称为主桥(Host Bridge),如不加特殊说明,通常说的芯片组都指北桥。

对于服务器而言,主板成为它高性能的载体,那对于服务器主板而言,很多人把芯片组称为主板的灵魂,是最恰当不过了的。如果芯片组不能与CPU良好地协同工作,将严重地影响计算机的整体性能甚至不能正常工作。芯片组要求有良好的兼容性,互换性和扩展性,对稳定性和综合性能要求也是最高。

2、服务器芯片组应用

服务器的芯片组结构和台式机差不多,都是I/O系统的数据全部通过南北桥之间单一通道进出内存子系统,而服务器芯片组只不过是在PCI总线上多支持了一些分段,代表产品有ServerWorks ServerSetⅢ HE和Intel 460GX等。之后随着PCI-X总线的出现,南北桥面临着必须解决的瓶颈效应,于是服务器的芯片组系统结构转向了以内存控制器为核心的准交换结构,以PCI-X为主的I/O系统直接连接到了内存控制器,全部的处理器也是以单一总线的方式连接在内存控制器,代表产品有ServerWorks GC-HE和Intel E8870等。

然而从长远发展看,处理器的速度不断提升,多处理器共享FSB总线的带宽会成为系统性能发挥的瓶颈。便出现了全部处理器以点对点的方式独立连接到具有交换功能的内存控制起上,这种结构多在4路以上的服务器架构所需。HP F8芯片组就是典型代表。最后随着AMD推出了Opteron处理器,集成了I/O和内存控制器,这种革新推翻了之前所有的核心逻辑,转向以处理器为核心的互联结构,像AMD-8000系列芯片组就实现以处理器为核心的互联结构满足了8路的服务器平台。

现在除了Intel之外,几乎所有的芯片制造商都纷纷争先恐后布的发布了自家的支持K8架构的PCI-E芯片组 ,如VIA、SIS、nVidia等。其中nVidia nForce3 以后系列芯片组的单一芯片组架构是与其它芯片最大的不同之处,理论上这将有利于减少延迟,南、北桥之间的传输频宽无法比芯片内部传输快。当然目前来看还只是理论值,不能够确定。单一芯片组技术SISI735也普遍采用过,但最后他们放弃了这种架构设计。因为他们发觉整合某些新的特性需要重新设计芯片组,比如高速大容量存储和USB 2.0技术,最后会使他们新芯片组产品面世的时间大大延迟。而利用北桥/南桥芯片架构,只需要用支持最新技术的南桥设计取代旧的南桥即可。这也是很多芯片组不敢恭维的原因。

在高端服务器架构中,服务器芯片组又面临着处理器直线攀升的困窘。于是高端IA服务器核心逻辑走向了以交换为核心、多层次的交换结构与总线结构相结合的复杂体系结构,并在复杂的高端服务器上引入大型机的交叉互联架构。主要有两种架构,一是SMP节点互联,是以4路SMP处理器和相应内存为一个独立节点,以NUMA(非一致性内存访问)技术和节点控制技术为基础,采用高速总线连接多个单元,从而使系统多达16路以上处理器。代表性产品有IBM的EXA(代号Summit)芯片组和Hitachi ColdFusion-2芯片组等。另一种是基于交叉通道的蜂窝处理结构(CMP),它完全采用大型机的技术,已经无法用芯片组的概念来包容其核心逻辑了。

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