高性能DIY服务器实战

05年12月，笔者根据DIY服务器心得，曾撰文《DIY 1U AMD双核心服务器实录》，文章先后在各大网站登出，籍此机会得以和各界朋友广泛交流，并得到了广大网友的支持和鼓励，收获颇丰。近日笔者为自己创办的"世界网络"网站再次DIY了二台服务器。本次DIY经历感悟良多，不敢独享，故此再次撰文与广大DIY爱好者交流。

原有服务器硬件配置如下表：

原有的这两台服务器，采用当时最为成熟的130纳米制程P4 3.2G，无论发热量还是执行效率，都比之后推出的90纳米制程P4优胜，可以说是Intel P4 处理器上的颠峰之作。这两台服务器自上架运作以来，一直稳定运行。世界网络(www.linkwan.com)提供速度测试、路由追踪等功能，服务两岸三地，日访问量超过8万多，多种程序和大型数据库运行超过2 年，未发现任何穏定性问题。随着时间的推移和网站流量的增长，以上两台服务器负担日重，数据库服务器CPU占用率经常保持在60％左右，峰值占用率甚至达到90％以上。为了满足越来越大的访问量，提供更好的网络服务，升级硬件设备，已是势在必行了。不过如何升级，才能做到最大限度利用现有资源，并适合现阶段需求，也需要多多考虑。经过多番斟酌，定下以下方案。

新服务器硬件配置如下表：

以下笔者将对各配件的选择进行说明，提供给各位同好参考。由于数据库服务器是全新配置，所以会比较侧重，网页服务器配置比较常见，则介绍相对稍微简略些。

一、CPU的选择

基本上，CPU的选择决定了整个平台的基调。双路双核的CPU平台，性能强劲，不过从实际应用来看，笔者的网站，尚无需如此高的性能。而单路CPU中，双核CPU无疑是一个性能与价格的平衡点。现时双核CPU，大致有AMD的X2系列，Intel的PD系列和"酷睿"3个系列。Intel PD系列发热量高，性能也不尽理想，所以不是最佳选择。而"酷睿"系列的双核，性能提升明显，不过遗憾的是，市面上至今为止，尚未有配套"酷睿"的服务器主板出现，如果配套PC主板的话，却又不适合服务器应用，衡量各方面的厉害关系，数据库服务器最终还是选择了AM2 接口的AMD Athlon 64 X2 4600+。由于网页服务器负担相对较轻，P4 3.2G已经可以满足，所以网页服务器继续采用原有的CPU，物尽其用，节省资金。

关于AMD X2系列，已经是一款相当成熟的产品了，相信已经广为人知，就不需要笔者多费笔墨了。至于性能测试，笔者将在下文再作表述，在此就不作详细说明。

二、主板的选择

作为整个服务器的基石，主板无疑是需要多加考虑的重点配件。出于稳定性和质量的考虑，笔者选择了泰安TYANS3950G2NR主板。泰安计算机作为全球知名的专业服务器主板厂商之一，产品质量相当令人放心，考虑到泰安这款主板市面上比较少见，所以在此详细介绍一下。

这款主板采用的芯片组是ServerWorks出品的HT1000单芯片。ServerWorks是一家专门研发服务器高端芯片组的芯片组设计公司，从奔腾pro时代开始，ServerWorks就一直是Intel平台上最重要的服务器芯片组设计伙伴。ServerWorks的这款芯片组，可以支持双路的Opteron，笔者此款主板仅仅用于支持单路CPU，自然绰绰有余。主板所支持的功能和参数如下：

◇ 支持 AMD AM2 系列处理器

◇ 最高支持 1Ghz Hyper-Transport 总线频率

◇ 采用 ServerWorks HT1000芯片组

◇ 支持双通道 DDR2 533/667/800 内存

◇ 最大支持 4 GB unbuffer 内存

◇ 支持 ATA-133 IDE 接口

◇ 支持 4 个 S-ATA 接口，支持RAID 0,1,0+1

◇ 内置两个千兆网卡

◇ 64bit 133MHz PCI-X 插槽一条

◇ 32bit 33MHz PCI插槽四条

◇ 内置SO－DIMM界面

◇ 内置 XGI Z7 显示卡

◇ 内置 32MB 显示内存

◇ ATX 尺寸(12"x 9.6";305mm x 244mm)

从布局来看，这款主板为1U机箱应用考虑的非常周到。首先，CPU和内存的位置合理。CPU插槽位于主板的前端，内存4根插槽位于右侧，这是经典的单路1U服务器主板设计布局，配合1U机箱的风墙，可以快速有效地排出机箱内部的热量。其次，PCI－X插槽处在主板中间的部位，方便1U机箱内的扩展卡转接。另外，这款主板虽然没有集成SCSI接口，但提供了一个SO－DIMM接口，可以接TYAN研发的MINI扩展卡，实现对SCSI、SATA、SAS等接口的扩展支持。

泰安的SO－DIMM卡，现阶段主流的有3个型号：

1、 M7901，支持单通道SCSI RAID 0，1；

2、 M7902，支持双通道SCSI RAID 0，1；

3、 M9000，支持8口SAS、SATAII，支持RAID 0，1，5，10。

由于采用小型PCB尺寸板型，SO－DIMM卡的价格远比采用同样芯片的独立SCSI卡或者SAS卡便宜，更由于接口的通用型，所以选择和升级都比固化在主板上的接口更加灵活，在低成本上实现灵活的扩展，又不占用过多的空间，可谓一举数得。

总的来说，泰安S3950G2NR作为一款单路双核CPU服务器主板，为组建高性价比的服务器提供了一个实用、稳定的选择。

至于网页服务器，则采用了泰安S5112G2NR。本次升级，网页服务器升级为SCSI硬盘，所以更换拥有64bit PCI－X插槽的服务器主板，无疑比原先仅有32bit PCI槽的Intel S875WP1-E 主板更佳。

三、内存

因为考虑到网站数据库应用的数据量非常大，对内存容量要求较高，所以采用了2条1G的内存，总共是2G的容量，避免因内存不足引起响应迟钝。AM2接口的Athlon 64 X2支持DDR2内存，笔者采用了海盗船(Corsair) DDR2 800 内存条，名牌内存的做工和质量，都对服务器的整体稳定大有贡献。

对于网页服务器，则依旧沿用原有的DDR400 内存，2G的容量，也绰绰有余了。

四、硬盘

普通的单路服务器，出于成本的考虑，经常会采用桌面型号硬盘，如IDE、SATA等。IDE和SATA硬盘确实成本低廉，不过世事并无十全十美，IDE或者SATA等桌面型号硬盘，速度远远不如专为服务器应用设计的SCSI硬盘。另外，可靠性方面，两者也是大有区别。桌面型号硬盘的平均故障间隔时间(MTBF，Mean Time Between Failure)，一般只有50～60万小时而已，而且并非为7×24小时的服务器应用设计，耐用性和使用寿命，比起拥有120万小时 MTBF的SCSI设备，还是相差甚远。

当然，类似西部数据的"猛禽"WD360/WD740 硬盘之类的万转SATA硬盘，也拥有服务器级别的性能和耐用性，不过和传统的SCSI硬盘比起来，"猛禽"硬盘在大流量数据吞吐的时候，对CPU的占用率还是比SCSI硬盘为高，考虑到TYAN S3950G2NR主板可以接扩展卡，不需要购买昂贵的SCSI卡就可以支持SCSI设备，所以本次DIY，选择了希捷捷豹万转73G SCSI硬盘，作为存储设备。

笔者的网站面对比较关键的应用，对数据安全性和稳定性要求较高，所以选择2颗SCSI 73G硬盘作RAID 1镜像，提高数据的安全性，并且可以提升读取速度。

五、机箱和散热

1U机箱的散热，历来都是一个热门话题，对机箱内部散热，笔者向来都比较在意。机箱的散热，有几个关键性环节，下面分别表述。

1、 CPU等热源的散热。

在1U机箱里面，随着CPU频率的增高，以往经常采用的1U薄型主动散热方式已经越来越难以满足要求。原因在于主动式散热器由于厚度限制，散热铜块只有1～2cm，导致散热面积过小，再有，薄型风扇的转速提高困难，因为过高的转速对机械部件的寿命有很大的影响。现时主流的1U CPU散热方案，都是采用"大面积散热器＋机箱风扇组合"方案。要采用这类方案，主板也必须有相应的布局设计。而泰安S3950G2NR的布局上已经为1U散热作了优化，所以无需担心主板的布局问题。本次笔者选择了Cooljag专为AM2架构设计的1U纯铜散热器。

在安装散热器的时候，也需要注意一些细节问题，才可保证散热效果。

首先，用无水酒精对CPU和散热块表面进行清洁，以保证CPU表面与散热块尽量紧密的接触。其次，采用高品质的散热硅脂，并且注意涂抹的时候，尽量均匀。笔者曾采用Arctic Silver 5纯银散热膏，严格按照说明书操作，成功将CPU温度降低3-4℃。如果按照温差计算，3摄氏度的幅度，改善的效果已经超过10％。最后，安装散热块的时候，要注意四个角均匀用力，拧螺丝的时候，采用对角线的方式用力，切忌一下子就拧紧一边螺丝，这样才能保证散热块与CPU平行接触，不至于留下空隙。

2、机箱内部空气对流通道。

本次选择了IOK的1221机箱。普通的1U机箱风扇，一般是八千转至一万转，风力虽然也相当强，不过为了获得更好的散热效果，笔者采用了台湾AVC牌 DF04056B 12V 1.88A一万八千转双轴高速加强型风扇进行改良。

针对最大的发热部分——CPU，笔者手工DIY了一个塑胶导风罩子，将风墙的风力，集中到CPU处，取得最佳的CPU散热效果。

风墙的后部，是硬盘的位置，这样对CPU进行散热的同时，也抽吸了硬盘的热量，整个机箱内部，都处在散热气流之中，保证了整体的散热效果。对另一个大热源——电源，则采用了一个加强型风扇和一个普通风扇，进行抽风处理。经过这一系列的改造，机箱内部所有发热量较大的部件，都得到了有效的处理。很多朋友也许觉得内存没有专门的散热处理，会担心内存部分。在实际使用测试中，笔者也测量过内存的发热量，DDR2的功耗一贯较低，发热量并不高，尽管频率高达800MHz，温度也仅是温热而已，机箱内部气流的余风，完全足够应对内存的散热，所以并不需要担心。

在安装好所有硬件和接线之后，最后还需整理机箱内的线缆，用扎线带将线缆捆扎好。特别是机箱风扇附近的细小线缆，更是需小心整理，稳妥处理。捆扎线缆不单单是美观问题，整齐的扎线有利于腾出尽量多的空间，有利散热，更重要的是，可防止线缆不慎进入风扇等部分，造成风扇停转、短路等故障。虽是小小细节，如果不认真处理，很可能造成大故障，故此绝不能马虎。

六、电源的选择

服务器与PC最大的分别，就在于对稳定性的需求不同。服务器的性能不一定要很强，但是稳定性却无论如何都必需保证。特别是笔者这类对广大网友提供服务的网站，必须保证全年不间断运行，对稳定性的要求，更是严格。笔者花大力气改善机箱散热，是为了保障服务器的稳定性。但是要保证稳定性，必须从全盘考虑。一台服务器的稳定性，和电源有着莫大的关系。高可靠性和质量的电源，才能为服务器7×24小时不间断运作提供保障。而劣质电源，则有可能给服务器造成无规律重启、硬盘坏道等隐蔽性故障。所以对电源的选择，是万万不可轻视的。高端服务器，为了保证电源的万无一失，甚至采用价格昂贵的冗余电源方案。本次DIY，电源方面笔者选择全球知名品牌zippy（新巨）的产品，型号是H1H-6507P，额定功率为500W。Zippy作为全球三大高端服务器专业厂商之一。国内外多家著名服务器厂商的高端机型，采用的就是Zippy的电源。

以下是此次DIY服务器各配件的电源功率：

以上是根据电流与电压数据计算的功率，与官方公布的会有所出入。例如硬盘的官方公布功率仅仅是10W左右，上面估算出来的数据，比官方的数据偏高一些。

电源可输出功率的官方参数如下：

由此可见，计算出来的服务器功耗不到300W，用500W的电源供应，自然游刃有余。采用高功率的电源，可获得充足的裕量，否则带负载条件下电源内部温度会升高太多，势必影响稳定度及寿命。另外，高功率的电源，采用的元器件也更高档，对稳定性和寿命都大有裨益。

硬盘与机箱风扇，用的都是＋5V的接口，实际安装的时候，要注意将硬盘与机箱风扇，分别接在不同的＋5V输出线上，以获得最合理的利用。这类细节问题，实际操作时要注意，这也是初学者容易忽略的地方。

七、性能测试

硬件安装完毕后，为了对服务器的性能有个全面的了解，笔者对2台服务器，都做了一些常规测试，下面重点介绍基于AM2 4600+的数据库服务器的成绩，最后将2台的成绩汇总列表，方便比较。

本次测试，采用了常用的测试软件：Sisoftware Sandra 2007及Sciencemark 2.0 32bit，操作系统为Windows 2003简体中文版，所有驱动均安装齐全。

Sisoftware Sandra 是一个偏向理论值的基准测试，它的测试项目非常齐全，但是由于Sisoftware Sandra 将测试项目分得特别细，所以某项测试成绩会与实际应用表现相差甚远，因为实际应用中，是整体性能的体现，并非纯粹依靠某个子系统，所以每个单项测试仅仅作为参考，需要将多个项目成绩综合考虑，才能较为准确的推断实际应用上的效果。Sisoftware Sandra本身也收集了许多配置的测试分数，这些分数对我们也很有参考意义。

1、首先测试CPU数学运算能力测试（CPU Arithmetic Benchmark）

这项测试的结果可以为我们提供CPU运算能力的参考标准，其结果对需要了解CPU运算的用户具有很高的参考价值。

这项测试里面有2个子项目，分别是整数运算性能（ALU）和浮点运算性能（FPU）。因为AM2 4600+已经可以支持SSE3的指令集，所以软件会自动附加上SSE3进行测试。

从结果看来，AM2 4600+此项成绩令人满意，整数运算能力比3.73G的P4 XE 965尚高出少许，如果再考虑到双核P4巨大的发热量，无疑AM2 4600+更为适合服务器使用。浮点运算方面，由于加入了Intel 开发的SSE3指令集的优化，Intel CPU分数都异常的高，AM2 4600+在浮点测试项目吃了软件优化的亏，甚至未能胜过P4 XE 840。

2、接下来的是CPU多媒体运算能力测试（CPU Mutil-Media Benchmark）

CPU多媒体运算能力，主要考察对多媒体文件（音频、视频）处理的能力。这个结果对工作站用户比较有参考意义，对网站服务器用户来说，基本上用不到这方面的要求，此项成绩，仅供参考。

与上一项类似，这项测试里面同样分为整数运算性能和浮点运算性能2个子项目。

在此项测试中，AM2 4600+成绩与P4 XE 840互有高低，基本上与P4 XE 840相当。

3、内存带宽测试 (Memory Bandwidth Benchmark)

这一项是针对内存带宽的测试。在服务器应用里，经常要快速处理庞大的数据运作，这对系统的数据吞吐、交换能力带来极高的要求。此项测试内容可以作为衡量服务器内部系统数据交换能力的参考。

此项测试成绩令人吃惊。AMD 凭着内置的内存控制器，一向都在此类测试中具有优势，不过此次测试的成绩却超出了我们的预料。DDR2 800的高频率和AMD的优秀内存性能强强结合，最终出现了这个遥遥领先其它平台的结果。

4、磁盘性能测试（Physical Disk Benchmark)

服务器的性能依赖于整体性能的均衡，按照著名的"木桶理论"，整个系统最低的子系统，将会决定整个系统的性能表现。而服务器里，在CPU、芯片组、内存、磁盘这几个子系统之中，发展最为滞后的，无疑就是磁盘子系统了。对一些访问量不大的服务器，由于磁盘读取的几率不高，所以用普通的SATA也可以满足，但笔者的网站，应用程序较多，访问量也日渐上升，加之有数据库等大型程序，所以采用SCSI方案，减少系统的瓶颈发生更加符合实际需求。

由于采用了SCSI硬盘，磁盘性能成绩远比普通的SATA为高，平均72M的读写速度以及7ms的随机寻道时间，都证实了SCSI的性能，依然远比桌面型SATA高的多。

5、科学计算能力测试软件： Sciencemark 2.0 32bit

Sciencemark 2.0包括了以下6项子项目，分别是（1）Molecular Dynamics分子动力学；（2）Primordia复数计算；（3）Cryptography密码学；（4）STREAM流体力学；（5）Memory Benchmark内存测试；（6）BLAS/FLOPS向量与矩阵运算/浮点运算。

Sciencemark也收集了2个平台的成绩，分别是基于P4 2.4G和双路Opteron 246的平台，我们就以Opteron 246的平台来作比较。

从测试成绩来看，AM2 4600＋成绩大大高于双路Opteron 246，除了频率上的优势之外，AMD双核的高效能也是一大原因。在内存测试项目中，DDR2 800带来的优势也相当明显。

综合以上成绩来看，AMD Athlon 64 X2 4600+平台，虽然是单路双核的架构，却不逊色于以往双路的Opteron，作为一个中型网站的应用，已经绰绰有余。

以上主要是对数据库服务器的测试成绩的说明，为了节省篇幅，网页服务器的成绩就不一一分别罗列了，同时也为了方便对比，下面将2台服务器的测试成绩汇总列表如下：

以上两组数据虽然是网页服务器与数据库服务器的对比，但由于网页服务器的配置大致与原先的数据库服务器相同，所以也可以作为新旧数据库服务器的性能对比参考。

在安装好所有硬件和接线之后，最后还需整理机箱内的线缆，用扎线带将线缆捆扎好。特别是机箱风扇附近的细小线缆，更是需小心整理，稳妥处理。捆扎线缆不单单是美观问题，整齐的扎线有利于腾出尽量多的空间，有利散热，更重要的是，可防止线缆不慎进入风扇等部分，造成风扇停转、短路等故障。虽是小小细节，如果不认真处理，很可能造成大故障，故此绝不能马虎。

经过紧张的安装和调试，本次DIY服务器到此就告一段落，2台服务器终于可以上架运行了。在实际运行中，AMD 双核CPU性能表现良好，而依靠泰安S3950G2NR专业服务器主板，整体性能更是得以平稳发挥。升级后，数据库服务器的平均CPU占用率，从原来的60％下降到15％左右，提升非常明显。网页服务器虽然CPU没有升级，但是由于升级了主板、内存和SCSI硬盘，平均CPU占用率，从原来的15％下降到9％左右，也有相当幅度的改善。这对以后笔者扩展网站服务，提供了一个良好的硬件基础。此次DIY，希望能给各位DIY爱好者一个参考，欢迎各界朋友交流切磋，提出更好建议！

笔者在今次DIY服务器过程中，得到深圳亿时空www.newsky.net.cn 等友好单位的技术协助，在此特别致谢。