集成电路产业链相应划分为上游产业支撑环节、中游设计制造环节、下游应用环节,具体如下:
其中,中游设计制造环节主要分为集成电路设计、集成电路制造和封装测试等三个主要部分,每个部分配套不同的制造设备与生产原材料等辅助环节。龙芯中科属于集成电路设计行业,主要从事处理器及配套芯片的设计工作。
(2)商业模式
集成电路行业经过多年发展,在产业分工不断细化的背景下,行业的商业模式逐渐从原有的单一 IDM 模式转变为 IDM 模式与 Fabless 模式并存的局面。龙芯中科采用 Fabless 模式,该模式可有效降低大规模固定资产投资所带来的财务风险,同时,该模式下集成电路设计企业能够根据市场行情及时调整生产采购计划,进一步提升生产运营的灵活性。
(3)行业发展现状
集成电路设计行业位于集成电路产业链上游,属于技术密集型产业,对技术研发实力要求极高,具有技术门槛高、产品附加值高、细分门类众多等特点,集成电路设计能力是一个国家在集成电路领域能力、地位的集中体现。
按地域来看,目前全球集成电路设计仍以美国为主导,中国大陆是重要参与者之一。根据 CICPC 和芯途研究院的数据统计,2019 年全球集成电路设计领域,美国公司依然处于主导地位,全球市场占有率达到 55%,其次韩国公司为 21%,欧洲公司为 7%,中国台湾地区公司为 6%,日本公司为 6%,中国大陆地区公司仅为 5%。2020 年全球前十大集成电路设计公司营收排名中有 6 家美国公司, 前三名分别是高通、博通以及英伟达,均为美国企业。中国台湾地区的联发科技、联咏科技和瑞昱半导体分别排名第四、第八和第九位。欧洲戴乐格半导体排在第十位。
我国集成电路设计企业的数量自 2012 年以来逐年增加,并逐步进入到全球市场的主流竞争格局中,截至 2020 年底,我国集成电路设计企业达到 2,218 家, 出现良好的发展势头。
虽然我国集成电路设计业发展迅速,但仍然存在两方面问题。一是我国在核心通用芯片设计领域,如 CPU、存储器及高性能模拟芯片基础较为薄弱,国内对于国外公司在核心芯片领域的依赖程度较高。二是行业整体实力不强,行业集中度较低。
数据来源:中国半导体行业协会
2、CPU 行业
(1)行业概述
CPU 是计算机的运算和控制核心,是对计算机的所有硬件资源(如存储器、输入输出单元)进行控制调配、执行通用运算的核心硬件单元;同时,计算机系统中所有软件层的 *** 作,最终都将通过指令系统映射为 CPU 的 *** 作。从硬件层面,CPU 中的硬件系统主要是为了实现每一条指令的功能,解决指令之间的连接关系,因此指令系统是计算机硬件的语言系统,其决定了计算机的基本功能。而指令系统需要通过处理器核进行实现,最终形成芯片产品。
从软件层面,软件是由按一定规则组织起来的许多条指令组成,完成一定的数据运算或者事务处理功能。而 *** 作系统是管理电脑硬件与软件资源的程序,能够在硬件管理中处于支配地位;应用软件是利用计算机解决某类问题而设计的程序的集合,需要依赖于 *** 作系统的支持才能运行;只有具备 *** 作系统等关键基础软件的开发能力,才能为搭建全新的基于该指令系统的应用软件生态提供支撑。
综上,CPU 生态包含软硬件两个方面,从指令系统出发,硬件上通过 IP 核形成芯片,并最终用于板卡、整机厂商等不同领域的应用终端;软件上形成包括 *** 作系统、编译器、Java、NET 等基础软件,最终实现应用于政企、教育、能源、交通等不同领域的应用软件。CPU 生态体系是硬件和软件的结合,是产业上下游交互的产物, 因此生态壁垒一旦建立便是长期稳定牢固的。
指令系统属于计算机中硬件与软件的接口,指令系统的设计十分重要,是构建 CPU 生态的重中之重。目前 CPU 行业由两大生态体系主导:一是基于 X86 指令系统和 Windows *** 作系统的 Wintel 体系;二是基于 ARM 指令系统和Android *** 作系统的 AA 体系。Intel 于上世纪 80 年代自研 X86 指令系统架构, 凭借先发优势迅速扩大市场份额并构建生态优势,并通过与 Windows 联盟形成“Wintel”联盟逐步占领桌面 CPU 市场;ARM 则在苹果、高通、三星、华为、英伟达等方面的努力下,凭借其指令系统开源、异构运算、可定制化等一系列优势,立足于低功耗的移动市场。Wintel 体系与 AA 体系正是凭借对 *** 作系统和CPU 芯片的垄断,设定了一系列技术规范与标准,构建了庞大的软件生态体系, 从而主导着主流 CPU 市场。
围绕 CPU 芯片和 *** 作系统两个基点,CPU 行业内存在 Wintel 体系和 AA 体系的两种模式:(1)在 Wintel 体系中,CPU 厂商生产芯片, *** 作系统厂商提供 *** 作系统;(2)在 AA 体系中,CPU 厂商对芯片或系统厂商进行指令系统或CPU IP 核授权, *** 作系统厂商提供基础版 *** 作系统,由整机厂商定制专用芯片和发行版 *** 作系统。龙芯中科充分吸收上述两类模式的优点,以 CPU 销售为主业,并开发与龙芯 CPU 相配套的面向信息化应用的基础版 *** 作系统 Loongnix 以及面向工控应用的基础版 *** 作系统 LoongOS,支持 *** 作系统厂商及整机厂商研制发行版 *** 作系统。
CPU 是信息产业中最基础的核心部件,设计技术门槛高、研发周期长,且具有极高的生态壁垒。Wintel 体系起步较早,目前在桌面和服务器市场中占主导地位;AA 生态体系则主要应用于移动平台,在移动芯片市场占主导地位。目前, 国内 CPU 产品大多数是基于 X86 和 ARM 指令系统。近些年,随着国内处理器设计和基础软件研发水平提升,独立于 Wintel 和 AA 的其他生态体系开始出现, 如龙芯中科推出的基于 LoongArch 指令系统的生态体系。支持 LoongArch 的CPU 市场占有率目前尚低,但随着相关CPU 产品性能的提升和生态的不断完善, 其竞争力正不断增强。
国产 CPU 企业目前主要有 6 家,分别是龙芯中科、电科申泰、华为海思、飞腾信息、海光信息、上海兆芯。按采用的指令系统类型可大致分为三类:第一类,是龙芯中科和电科申泰,早期曾分别采用 MIPS 兼容的指令系统和类 Alpha指令系统,现已分别自主研发指令系统;第二类,是华为海思和飞腾信息,采用ARM 指令系统;第三类,是海光信息和上海兆芯,采用 X86 指令系统。
(2)市场情况
1)全球市场情况
CPU 的重要应用领域包括桌面和服务器,每台桌面通常只有一颗 CPU,而每台服务器的 CPU 数量不定。桌面领域,2015 年至 2018 年全球出货量增速呈现缓慢下降的趋势,但是整体出货量依然保持在 26 亿台/年左右。2019 年开始, 全球桌面出货量出现回升,2020 年全球桌面出货量较前 5 年有较大增长。服务器领域,根据IDC 数据,2020 年全球服务器出货量达1,220 万台,同比增长392%。
2)国产 CPU 市场情况
国内桌面领域,近年来出货量同样呈现缓慢下降的趋势,但是整体出货量依然保持在 05 亿台/年左右。国内服务器领域,根据 IDC 数据,2020 年中国服务器出货量为 350 万台,同比增长 980%。近两年采用国产 CPU 的桌面和服务器产品发展迅速,但市场份额仍不足 5%,增长空间巨大。
(3)行业壁垒
集成电路行业属于技术与资本密集型相结合的行业,而 CPU 作为集成电路行业的明珠具有更高的进入壁垒。具体如下:
1)技术壁垒
CPU 作为计算机的运算与控制核心,对通用计算处理能力等性能指标有较高的要求,属于集成电路设计中的最高端产品。掌握 CPU 核心设计能力需要长期积累,需要一批从业经验丰富的高素质工程人员长期持续的研发投入和持续迭代演进,即使引进国外 CPU IP 核,如果没有足够的工程实践和时间积累也很难做到引进消化吸收,技术储备需要较长周期。
2)生态壁垒
CPU 产品需要研发配套的基础软件,包括如 BIOS、编译系统、 *** 作系统、虚拟机等的配套软件支持。这些基础软件需要高端人才以及长期的技术积累才能形成高水平成果。不同 CPU 指令系统的 *** 作系统、应用软件之间形成了独立的生态体系,不同生态体系承载的软件生态的应用数量、类型和丰富程度迥异,从而构成软件生态壁垒。
3)资金和规模壁垒
集成电路企业的产品必须达到一定的资金规模与业务规模,才能通过规模效应获得生存和发展的空间。由于 CPU 产品设计研发周期长及成功的不确定性大, 而电子产品市场变化又十分迅速,经常会出现产品设计尚未完成而企业已面临倒闭,或产品设计完成而已不满足目标市场的要求等局面。因此,资金和规模是行业的重要壁垒。
4)人才壁垒
CPU 及其配套基础软件需要高端人才以及长期的研发投入才能形成高水平成果。而行业内具有丰富经验的高端技术人才相对稀缺,且较多集中在少数领先厂商,因此,人才聚集和储备成为新兴企业的重要壁垒。主板等硬件厂商一般是和intel和AMD合作,而CPU厂商也要和微软合作,整个产业链属于连带关系。虽然苹果等公司可以自行研发硬件系统作为标准,但是毕竟局限于少量用户。
但是一般来讲像INTEL推出最新的架构处理器,就会发布相应的接口标准,其他硬件商一般会着重和intel最好合作交流。在CPU的设计上,一直面临着这样的问题,通过CPU的设计满足多种需求,但其效果却有限,即便是采用多核设计比如现在人们对娱乐的要求越来越高,影音视频的处理也在整机中显得越发的重要,单纯依靠CPU早已经不能满足人们的需要了,这就使得CPU的地位迅速上升到相当重要的地步
1、浪潮
浪潮集团作为云计算、大数据服务商,旗下拥有浪潮信息、浪潮软件、浪潮国际三家上市公司,业务涵盖云数据中心、云服务大数据、智慧城市等业务板块,全国支撑政府、企业数字化转型。
2、华为
华为创建于1987年,是全球前沿的ICT基础设施和智能终端提供商,在电信运营商、企业终端和云计算等领域构筑了端到端的解决方案优势;华为在全球拥有约197万员工,业务遍及170多个国家和地区,服务30多亿人口。
3、中科曙光
中科曙光是中国信息产业佼佼者,为中国及全球用户提供创新、高效、可靠的IT产品、解决方案及服务;公司于2014年在上交所上市,中科曙光在高端计算、存储、安全、数据中心等领域拥有深厚的技术积淀和领先的市场份额,并充分发挥高端计算优势,布局云计算、大数据、人工智能等领域。
4、中兴通讯
中兴通讯成立于1985年,是全球领先的综合通信信息解决方案提供商,是在香港和深圳两地上市的大型通信设备公司法;中兴通讯拥有通信业界完整的、端到端的产品和融合解决方案;目前,中兴通讯拥有全球专利申请量8万件,已授权专利超过38万件,产品销往160多个国家和地区。
5、五舟
五舟品牌创立于2002年,是一家以云计算和大数据为技术方向、服务器国产化和云计算软件为核心业务、差异化定制服务为核心竞争力的企业。是专业的云计算大数据一体化产品及服务提供商,云计算大数据和教育服务概念股,新三板服务器概念股。
飞腾的高性能服务器CPU它是可以适用于高性能服务器领域的,而且还有商业和工业的分级,产品形态分的也比较齐全,像一些网络安全产品,还有交换机等,最新的服务器CPU腾云2500可以支持到恐怖的8路直连。服务器简单来说是计算机的一种,虽然其内部结构复杂,但与普通的计算机内部结构相差不大,如:cpu、硬盘、内存,系统、系统总线等。服务器比普通计算机运行更快、负载更高、价格更贵。服务器在网络中为其它客户机(如PC机、智能手机、ATM等终端甚至是火车系统等大型设备)提供计算或者应用服务。
服务器如何选择呢?服务器的选择大概分为以下几种情况:
一、个人网站或者入门级网站,这类网站由于网站内容和访问量都相对比较低,所以对服务器的要求也较低,选择入门级的服务器即可,而且价格会比较便宜。
二、如果是一般的企业网站,企业的产品数量有限,需要存储的内容也有限的话,一般1核、2G、1M的就够用。
三、如果是做开发游戏、数据分析、在线商城等业务或者有高网络包收发需求的企业,这类网站对访问速度、访问量、存储量、稳定性等的要求都比较高,所以建议考虑计算型服务器。
四、如果有大数据计算与存储分析需求,比如互联网行业、金融行业等,最好选择大数据型的服务器,这种服务器的优势是可以随意升降配置。
在具体选择服务器的过程中,有几个重要参数是一定要慎重考虑的:
1、CPU:服务器的CPU代表了主机的运算能力,静态页面对CPU的消耗比较小,动态页面对CPU消耗比较大,所以如果是静态页面一般1核的CPU就够了,如果是动态页面则建议选择2核以上的CPU。
2、内存:服务器内存越大,网站打开速度越快。对有数据库运行需求的中小型网站来说最少选择1G以上内存,因为数据库运行也是比较消耗内存的。
3、硬盘:硬盘需要根据程序体量以及数据库大小来定了,此外系统本身会占用一部分硬盘空间,所以开通以后看到硬盘已经被使用了一部分空间。
4、带宽:如果选择VPS或者云服务器,他们对流量是没限制的,重点要考虑带宽。带宽越大访问网站时速度越快。所以可根据访问量大小及未来的发展规划选择带宽。
5、线路:大陆常用的线路一般是三大运营商的,移动、联通、电信;境外的有香港、美国的。可以根据业务面向用户市场区域选择。
目前,服务器的市场竞争非常激烈,国外有IBM、HP(惠普)、DELL(戴尔)、SUN等著名厂商,国内有联想、浪潮、曙光等一线厂商都提供不同级别的服务器产品,满足不同的用户的需求。1按应用层次划分为入门级服务器、工作组级服务器、部门级服务器和企业级服务器四类。
入门级服务器
入门级服务器通常只使用一块CPU,并根据需要配置相应的内存(如256MB)和大容量IDE硬盘,必要时也会采用IDE RAID(一种磁盘阵列技术,主要目的是保证数据的可靠性和可恢复性)进行数据保护。入门级服务器主要是针对基于Windows NT,NetWare等网络 *** 作系统的用户,可以满足办公室型的中小型网络用户的文件共享、打印服务、数据处理、Internet接入及简单数据库应用的需求,也可以在小范围内完成诸如E-mail、 Proxy 、DNS等服务。
IBMxSeries200入门级服务器
对于一个小部门的办公需要而言,服务器的主要作用是完成文件和打印服务,文件和打印服务是服务器的最基本应用之一,对硬件的要求较低,一般采用单颗或双颗CPU的入门级服务器即可。为了给打印机提供足够的打印缓冲区需要较大的内存,为了应付频繁和大量的文件存取要求有快速的硬盘子系统,而好的管理性能则可以提高服务器的使用效率。
工作组级服务器
工作组级服务器一般支持1至2个PⅢ处理器或单颗P4(奔腾4)处理器,可支持大容量的ECC(一种内存技术,多用于服务器内存)内存,功能全面。可管理性强、且易于维护,具备了小型服务器所必备的各种特性,如采用SCSI(一种总线接口技术)总线的I/O(输入/输出)系统,SMP对称多处理器结构、可选装RAID、热插拔硬盘、热插拔电源等,具有高可用性特性。适用于为中小企业提供Web、Mail等服务,也能够用于学校等教育部门的数字校园网、多媒体教室的建设等。
如联想针对工作组以及其他小型应用环境推出的万全T200,使用一块IntelXeon 24GHz处理器,标准配置为256MB内存,配备了4个120G 7200转SATA(串行ATA接口,一种新的硬盘接口)硬盘,外插4口SATA RAID卡。可以提供多种RAID方式。
联想万全T200工作组级服务器
通常情况下,如果应用不复杂,例如没有大型的数据库需要管理,那么采用工作组级服务器就可以满足要求。目前,国产服务器的质量已与国外著名品牌相差无几,特别是在中低端产品上,国产品牌的性价比具有更大的优势,中小企业可以考虑选择一些国内品牌的产品。此外,HP等大厂商甚至推出了专门为中小企业定制的服务器。但个别企业如果业务比较复杂,数据流量比较多,而且资金允许的情况下,也可以考虑选择部门级和企业级的服务器来作为其关键任务服务器。目前HP、DELL、IBM、浪潮都是较不错的品牌。
部门级服务器
部门级服务器通常可以支持2至4个PⅢ Xeon(至强)处理器,具有较高的可靠性、可用性、可扩展性和可管理性。首先,集成了大量的监测及管理电路,具有全面的服务器管理能力,可监测如温度、电压、风扇、机箱等状态参数。此外,结合服务器管理软件,可以使管理人员及时了解服务器的工作状况。同时,大多数部门级服务器具有优良的系统扩展性,当用户在业务量迅速增大时能够及时在线升级系统,可保护用户的投资。目前,部门级服务器是企业网络中分散的各基层数据采集单位与最高层数据中心保持顺利连通的必要环节。适合中型企业(如金融、邮电等行业)作为数据中心、Web站点等应用。
例如,方正的部门级服务器——圆明MT100,其标准配置为256MB内存(最大可以扩充至8GB的内存),使用一颗18GHz的Xeon处理器(也可以根据用户的需要扩充为双Xeon22GHz)。同时,通过板载芯片实现了对Ultra 320硬盘的支持,而且提供了4个热插拔硬盘舱。
方正圆明MT100部门级服务器
企业级服务器
企业级服务器属于高档服务器,普遍可支持4至8个PIII Xeon(至强)或P4 Xeon(至强)处理器,拥有独立的双PCI通道和内存扩展板设计,具有高内存带宽,大容量热插拔硬盘和热插拔电源,具有超强的数据处理能力。这类产品具有高度的容错能力、优异的扩展性能和系统性能、极长的系统连续运行时间,能在很大程度上保护用户的投资。可作为大型企业级网络的数据库服务器。
目前,企业级服务器主要适用于需要处理大量数据、高处理速度和对可靠性要求极高的大型企业和重要行业(如金融、证券、交通、邮电、通信等行业),可用于提供ERP(企业资源配置)、电子商务、OA(办公自动化)等服务。如Dell的PowerEdge 4600服务器,标准配置为24GHz Intel Xeon处理器,最大支持12GB的内存。此外,采用了Server Works GC-HE芯片组,支持2至4路Xeon处理器。集成了RAID控制器并配备了128MB缓存,可以为用户提供0、1、5、10四个级别的RAID,最大可以支持10个热插拔硬盘并提供730GB的磁盘存储空间。
Dell PowerEdge 4600企业级服务器
由于是面向企业级应用,所在在可维护性以及冗余性能上有其独到的地方,例如配备了7个PCI-X插槽(其中6个支持热插拔),而且不需任何工具即可对冗余风扇、电源以及PCI-X进行安装和更换。
2按服务器的处理器架构(也就是服务器CPU所采用的指令系统)划分把服务器分为CISC架构服务器、RISC架构服务器和VLIW架构服务器三种。
CISC架构服务器
CISC的英文全称为“Complex Instruction Set Computer”,即“复杂指令系统计算机”,从计算机诞生以来,人们一直沿用CISC指令集方式。早期的桌面软件是按CISC设计的,并一直沿续到现在,所以,微处理器(CPU)厂商一直在走CISC的发展道路,包括Intel、AMD,还有其他一些现在已经更名的厂商,如TI(德州仪器)、Cyrix以及VIA(威盛)等。在CISC微处理器中,程序的各条指令是按顺序串行执行的,每条指令中的各个 *** 作也是按顺序串行执行的。顺序执行的优点是控制简单,但计算机各部分的利用率不高,执行速度慢。CISC架构的服务器主要以IA-32架构(Intel Architecture,英特尔架构)为主,而且多数为中低档服务器所采用。
如果企业的应用都是基于NT平台的应用,那么服务器的选择基本上就定位于IA架构(CISC架构)的服务器。如果企业的应用主要是基于Linux *** 作系统,那么服务器的选择也是基于IA结构的服务器。如果应用必须是基于Solaris的,那么服务器只能选择SUN服务器。如果应用基于AIX(IBM的Unix *** 作系统)的,那么只能选择IBM Unix服务器(RISC架构服务器)。
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 *** 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。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、MIPS公司的MIPS和SUN公司的Spare。
VLIW架构服务器
VLIW是英文“Very Long Instruction Word”的缩写,中文意思是“超长指令集架构”,VLIW架构采用了先进的EPIC(清晰并行指令)设计,我们也把这种构架叫做“IA-64架构”。每时钟周期例如IA-64可运行20条指令,而CISC通常只能运行1-3条指令,RISC能运行4条指令,可见VLIW要比CISC和RISC强大的多。VLIW的最大优点是简化了处理器的结构,删除了处理器内部许多复杂的控制电路,这些电路通常是超标量芯片(CISC和RISC)协调并行工作时必须使用的,VLIW的结构简单,也能够使其芯片制造成本降低,价格低廉,能耗少,而且性能也要比超标量芯片高得多。目前基于这种指令架构的微处理器主要有Intel的IA-64和AMD的x86-64两种。
3按服务器按用途划分为通用型服务器和专用型服务器两类。
通用型服务器
通用型服务器是没有为某种特殊服务专门设计的、可以提供各种服务功能的服务器,当前大多数服务器是通用型服务器。这类服务器因为不是专为某一功能而设计,所以在设计时就要兼顾多方面的应用需要,服务器的结构就相对较为复杂,而且要求性能较高,当然在价格上也就更贵些。
专用型服务器
专用型(或称“功能型”)服务器是专门为某一种或某几种功能专门设计的服务器。在某些方面与通用型服务器不同。如光盘镜像服务器主要是用来存放光盘镜像文件的,在服务器性能上也就需要具有相应的功能与之相适应。光盘镜像服务器需要配备大容量、高速的硬盘以及光盘镜像软件。FTP服务器主要用于在网上(包括Intranet和Internet)进行文件传输,这就要求服务器在硬盘稳定性、存取速度、I/O(输入/输出)带宽方面具有明显优势。而E-mail服务器则主要是要求服务器配置高速宽带上网工具,硬盘容量要大等。这些功能型的服务器的性能要求比较低,因为它只需要满足某些需要的功能应用即可,所以结构比较简单,采用单CPU结构即可;在稳定性、扩展性等方面要求不高,价格也便宜许多,相当于2台左右的高性能计算机价格。HP的一款Web服务器HP access server,它采用的是PIII113Gbit/s左右的CPU,内存标准配置也只有128MB/256MB,与一台性能较好的普通计算机差不多,但在某些方它还是具有PC机无可替代的优势。
4按服务器的机箱结构来划分,可以把服务器划分为“台式服务器”、“机架式服务器”、“机柜式服务器”和“刀片式服务器”四类。
台式服务器
台式服务器也称为“塔式服务器”。有的台式服务器采用大小与普通立式计算机大致相当的机箱,有的采用大容量的机箱,像个硕大的柜子。低档服务器由于功能较弱,整个服务器的内部结构比较简单,所以机箱不大,都采用台式机箱结构。这里所介绍的台式不是平时普通计算机中的台式,立式机箱也属于台式机范围,目前这类服务器在整个服务器市场中占有相当大的份额。
DELL 塔式服务器
机架式服务器
机架式服务器的外形看来不像计算机,而像交换机,有1U(1U=175英寸)、2U、4U等规格。机架式服务器安装在标准的19英寸机柜里面。这种结构的多为功能型服务器。
DELL机架式服务器
对于信息服务企业(如ISP/ICP/ISV/IDC)而言,选择服务器时首先要考虑服务器的体积、功耗、发热量等物理参数,因为信息服务企业通常使用大型专用机房统一部署和管理大量的服务器资源,机房通常设有严密的保安措施、良好的冷却系统、多重备份的供电系统,其机房的造价相当昂贵。如何在有限的空间内部署更多的服务器直接关系到企业的服务成本,通常选用机械尺寸符合19英寸工业标准的机架式服务器。机架式服务器也有多种规格,例如1U(445cm高)、2U、4U、6U、8U等。通常1U的机架式服务器最节省空间,但性能和可扩展性较差,适合一些业务相对固定的使用领域。4U以上的产品性能较高,可扩展性好,一般支持4个以上的高性能处理器和大量的标准热插拔部件。管理也十分方便,厂商通常提供人相应的管理和监控工具,适合大访问量的关键应用,但体积较大,空间利用率不高。
机柜式服务器
在一些高档企业服务器中由于内部结构复杂,内部设备较多,有的还具有许多不同的设备单元或几个服务器都放在一个机柜中,这种服务器就是机柜式服务器。
联想机柜式高性能服务器
对于证券、银行、邮电等重要企业,则应采用具有完备的故障自修复能力的系统,关键部件应采用冗余措施,对于关键业务使用的服务器也可以采用双机热备份高可用系统或者是高性能计算机,这样的系统可用性就可以得到很好的保证。
刀片式服务器
刀片式服务器是一种HAHD(High Availability High Density,高可用高密度)的低成本服务器平台,是专门为特殊应用行业和高密度计算机环境设计的,其中每一块“刀片”实际上就是一块系统母板,类似于一个个独立的服务器。在这种模式下,每一个母板运行自己的系统,服务于指定的不同用户群,相互之间没有关联。不过可以使用系统软件将这些母板集合成一个服务器集群。在集群模式下,所有的母板可以连接起来提供高速的网络环境,可以共享资源,为相同的用户群服务。当前市场上的刀片式服务器有两大类:一类主要为电信行业设计,接口标准和尺寸规格符合PICMG(PCI Industrial Computer Manufacturer's Group)1x或2x,未来还将推出符合PICMG 3x 的产品,采用相同标准的不同厂商的刀片和机柜在理论上可以互相兼容;另一类为通用计算设计,接口上可能采用了上述标准或厂商标准,但 尺寸规格是厂商自定,注重性能价格比,目前属于这一类的产品居多。刀片式服务器目前最适合群集计算和IxP提供互联网服务。
IA服务器
通常将采用Intel(英特尔)处理器的服务器称之为IA(Intel Architecture)架构服务器,又称CISC(Complex Instruction Set Computer复杂指令集)架构服务器,由于IA架构的服务器是基于PC的体系结构,所以又把IA架构的服务器称为PC服务器。如联想的万全系列服务器,HP公司的Netserver系列服务器等。
由于该架构服务器采用了开放式体系,以"小、巧、稳"为特点,凭借可靠的性能、低廉的价格,并且实现了工业标准化技术和得到国内外大量软硬件供应商的支持,在大批量生产的基础上,以其极高的性能价格比而在全球范围内,尤其在我国得到广泛的应用。在互联网和局域网内更多的完成文件服务、打印服务、通讯服务、WEB服务、电子邮件服务、数据库服务、应用服务等主要应用。
虽然IA构架服务器始于PC,但经过不断的发展,IA架构服务器已经远远超出了PC的概念,它在如下几个方面不同于PC。
在CPU处理能力方面
由于服务器要将其数据、硬件提供给网络共享,在运行网络应用程序时要处理大量的数据。因此要求CPU要有很强的处理能力。大多数IA架构的服务器采用多CPU对称处理技术,多颗CPU共同进行数据运算,大大地提高了服务器的计算能力,满足学校的教学、多媒体应用方面的需求。而普通电脑PC基本上都配置的是单颗CPU,所以PC在数据处理能力上比起服务器当然要差许多了。如果用PC充当服务器,在日常应用中就会经常发生死机、停滞或启动很慢等现象。
在I/O(输入输出)性能方面
在中小型企业或校园网络应用中,经常有许多的用户同时访问服务器,网络上存在着大量多媒体信息的传输,要求服务器的I/O(输入/输出)性能要强大。服务器上采用了SCSI卡、RAID卡、高速网卡、内存中继器等设备,大大提高了服务器I/O能力。因为PC是个人电脑,无需提供额外的网络服务,因此在PC上很少使用高性能的I/O技术,和服务器相比其I/O性能自然相差甚远。
在安全可靠性方面
由于服务器是网络中的核心设备,因此它必须具备高可靠性、安全性。服务器采用专用的ECC内存、RAID技术、热插拔技术、冗余电源(如下图所示)、冗余风扇等方法使服务器具备容错能力、安全保护能力。
服务器需保证长时间连续运行。多长的时间算长时间呢?不同的服务器有不同的标准。一般来说,对工作组级服务器的要求是在工作时间(每天8小时,每周5天)内没有故障;对部门级服务器的要求是每天24小时、每周5天内没有故障;而对企业级服务器的要求是最高的,要求全年365天、每天24小时都要保证没有故障,也就是说,服务器随时可用。而PC是针对个人用户而设计的,因此在安全、可靠性方面PC要远远低于服务器。如果用PC作为服务器,那么在日常应用中出现停机或发生数据丢失的现象自然是不可避免的了。
在扩展性方面
随着网络信息化应用的不断成熟,我们必然会面临网络设备的扩充和升级问题。服务器具备较多的扩展插槽、较多的驱动器支架及较大的硬盘、内存扩展能力,使得用户的网络扩充时,服务器也能满足新的需求,保护了设备投资成本。如图2所示的服务器主板,具有数量高达8个之多的内存插槽,最高支持16GB的内存,这样的扩充能力是PC无可比拟的。
服务器主板上的多个内存插槽
在可管理性方面
从软、硬件的设计上,服务器具备较完善的管理能力。多数服务器在主板上集成了各种传感器,用于检测服务器上的各种硬件设备,同时配合相应管理软件,可以远程监测服务器,从而使网络管理员对服务器系统进行及时有效的管理。有的管理软件可以远程检测服务器主板上的传感器记录的信号,对服务器进行远程的监测和资源分配。而PC由于其应用场合较为简单,所以没有较完善的硬件管理系统。对于缺乏专业技术人员来说,选用可管理性强的服务器可以免去许多烦恼。7月23日上午,国产CPU厂商龙芯中科通过官方微信宣布,龙芯3A5000处理器正式发布。
据龙芯中科官微介绍,龙芯3A5000处理器是首款采用自主指令系统LoongArch的处理器芯片。LoongArch基于龙芯二十年的CPU研制和生态建设积累,从顶层架构,到指令功能和ABI标准等,全部自主设计,不需国外授权,100%纯正的自研国产芯片。
龙芯3A5000处理器主频最高可达到25GHz,拥有4个处理器核心。每个处理器核心都采用64位超标量GS464V自主微结构。仅就SPEC CPU2006的成绩来看,龙芯3A5000和AMD第一代锐龙、Intel 6代酷睿不相上下。
较自家上一代龙芯3A4000处理器,在一定条件下,性能提升50%以上,功耗降低30%以上。三方测试中在GCC编译环境下运行SPEC CPU2006的定点、浮点单核Base分值均达到26分以上,四核分值达到80分以上。
除此之外,龙芯中科还基于龙芯3A5000推出了新一代,全面满足云计算、数据中心对国产CPU的性能需求的龙芯3C5000L处理器。龙芯3C5000L通过封装集成了四个3A5000硅片,形成16核处理器。基于龙芯3C5000L的四路64核服务器整机的SPEC CPU2006性能分值可达900分以上。
而且,产品代号将继续使用中国***重大 历史 事件命名。龙芯3A5000芯片代号为“KMYC70”,以纪念抗美援朝70周年。龙芯3C5000芯片代号为“CPC100”,以庆祝建党100周年。
龙芯3A5000的发布,强有力地证明了,坚持 科技 自立自强,不能奢望引进国外技术是核心技术,走“市场带技术”的自力更生之路,而不是“市场换技术”的道路,自主研发CPU的性能完全可以超过引进技术的CPU,做到真正的中国“芯”!
无论如何,国产CPU都跨出了坚实的一步,再也不是别人眼中的“换壳芯”了。从去年开始,中国的芯片产业链就充满着蓬勃向上的气象,攀升电脑期待更加强大的中国芯片投入实战,在此向中国的 科技 工作者们致敬!
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