刀片式服务器与机架式服务器，哪一种服务器形式更适合于你的数据中心呢?

　　IBM在最近的服务器测试过程中一直都有着比较好的表现，这也是为什么我们要做这次刀片式服务器和机架式服务器比较的原因。我们测试了IBM当前两种形式的服务器——分别是HS21和HS21 XM刀片式服务器以及x3550和x3650机架式服务器，其中我们主要关注的是服务器的性能、功耗以及易管理度。

　　因为刀片式服务器在一些方面有着共通的部分，所以我们相信这些测试结果同样适用于其它的刀片式服务器厂商——比如Dell和HP，尽管它们在进行评估的时候有着一些厂商特定考虑的部分。

　　我们发现刀片式服务器减少了、但并没有完全消除了硬件冗余组成部分，这些冗余组成部分需要电能消耗，而这部分消耗也是总体拥有成本(TCO)中很重要的考虑部分。换句话说，当IBM的刀片式服务器和机架式服务器在性能方面一样的情况下，刀片式服务器正是由于减少了组件而减少了电能消耗，并且潜在地更容易提供服务。

　　在仅仅购买一台或者两台服务器时，机架式服务器比起刀片式服务起更加便宜，这主要是由于你要把刀片底盘(chassis)的成本考虑进去。相反，一个完全配置的刀片底盘比起购买相同数量的机架式服务器来说是更加经济的。另外一方面，采用一个刀片式配置需要厂商的固定配置，这一点机架式就不需要，因为它们可以根据需要随时增加配置。同时，刀片式服务器在那些需要大量板上存储的应用中是存在缺陷的。

　　产品细节描述

　　我们测试了IBM两种类型的刀片式服务器，分别是HS21和HS21 XM。这两种服务器都可以插入到IBM的Blade centre H(BC-H)底盘中，该底盘由一个10GB以太网交换机、一个1GB以太网交换机以及四个电源供应组成。XM拥有2.33GHz Intel四核CPU;而HS21的CPU频率为2.0GHz。同时，IBM在XMs上使用16GB的第二代双数据速率存储(DDR2);相比，HS21s使用8GB的DDR2内存。

　　在IBM的规范中，这些刀片式服务器可以和它送出的两个x3550机架式服务器相比较，除了在x3550s的内部有额外的空间可以使用这点不同。IBM同时送出了一台x3650 2U服务器，它包含了3个使用RAID 5配置的RAID驱动器、一个RAID控制器以及一个热备份驱动器。

　　而对于刀片式服务器的价格，使用2.0GHz、两个4核Intel 2.0GHz CPUs并且带有8GB内存的HS21的价格是3500英镑;使用两个4核Intel 2.33GHz CPUs并且带有16GB内存，同时具有板上RAID 0/1配置的HS21 XM的价格为5000英镑。除此之外，规范中指明的BC-H底盘价格是9000英镑。

　　机架式服务器依赖于CPU时钟速度、额外内存需要、RAID控制以及附带额外磁盘的多少，价格从4000英镑到5000英镑不等。

　　刀片式服务器的缺陷仍然在于它对于一些应用不是很适合，比如需要大量板上、不确定的存储扩充的应用尤其如是。即使在那些具有可比较CPU时钟以及内存配置的服务器测试性能相同的情况下，更快的CPU可能在机架式服务器中会跑的更快。但这也许并不总是如此，但是我们的经验说明任何厂商可以很快地适合于1U或者2U类型。相反，刀片式厂商就必须提前计划是否容纳新的主板组件。

　　刀片式服务器的密度有时候也会影响到它。它们通常比机架相连的服务器更重。而刀片式服务器的背板存在着潜在的(但是很少发生)单点失效可能——除了冗余的电源供应以及其它的双份或者冗余的组件以外。

　　除此之外，一个使用了刀片式服务器的数据中心更加依赖于它们的厂商提供了一些设备，比如存储区域网络(SAN)交换机或者以太网交换机，因为这些设备通常都会存在于刀片式底盘之内。如果厂商有能力、服务器空间足够并且所选的技术组件满足于当前的网络操作中心(NOC)，这是很好的一件事情。如果一切都工作的没问题，那么刀片式服务器的成本仍然很低。

　　性能方面相差不多

　　在我们所测试的IBM服务器中，他们的性能表现是惊人的相似。所有的服务器都拥有Intel四核CPU——每台服务器两个，而性能方面，RAID 1和RAID5配置的速度会更好一些。

　　我们通常的测试程序，LMBench3，做了最为复杂的测试——processor fork+execve(它用来处理文件I/O以及内存搬移)——执行的结果是173.2ms vs 289.9ms，有了40%速度上的提升。

　　在IBM服务器上所做的测试结果几乎是相同的——除了拥有RAID驱动器的HS21 XM服务器类型以及x3650服务器类型比起NT文件系统或者ext3形式驱动器略快一些。具有略快速度(2.66GHz)CPU频率的3550和x3650比起刀片式服务器性能略好一些。

　　比较这些服务器的性能特性是一个比较公正的过程，如果你可以原谅一些测试误差的话。

　　最终都归结于电能的耗费

　　通常，大家都没有对最大的服务器操作成本给与足够的注意：电能耗费。

　　IBM关于刀片式服务器以及机架式服务器电能费用的说明比起我们实际所测量的结果要高。在我们的测试中，周围温度是比较低的(我们实验室的温度为华氏68度) 。事实上，由于IBM不能提供给我们一个完全的满负载的底盘，因此也就出现了我们的测试结果比它提到的说明低一些。我们乘了一个倍数4，以获得在一个IBM底盘中14个刀片式服务器和14个IBM机架式服务器的耗能比较。

　　如果数据中心的散热、电能以及地板承受质量(地板需要承受将近1吨的重量)可以满足要求，一个满载刀片服务器的刀片式底盘在电能耗费的总体拥有成本方面，在5年后会更低(可以参考功耗图)。

　　机架式服务器，相比刀片式服务器的组件以及一个满载的刀片式服务器，会耗费更多的电能，并且这会在未来的5年生命周期内不断增加它们的成本。拥有RAID 5的灵活性，对于刀片式服务器来讲是额外的电能消耗，尽管在一个刀片式服务器配置中增加存储也会带来额外的费用支出。

　　总体拥有成本(TCO)

　　配置有14台刀片式服务器的IBM刀片式底盘成本是117400美元。算上电能的费用(除了散热的成本费用)，总共的费用是123900美元。等同数量的x3550 1U服务器(每台7900美元)成本是116700美元。当所需要的6端口10G以太网、24端口1G以太网交换机以及总共电能成本算上的话，成本会达到129200美元。而14台x3650服务器本身的价格是129800美元(每台9300美元)，算上前面提到的10G以太网、1G以太网交换机以及电能费用，成本会达到令人吃惊的150700美元。

　　作为一个长时间的考虑，在满负载的BC-H以及一个等数量服务器的x3650服务器之间，未来的5年里会有18%的价格差。而当电能以3美分/千瓦不断增加时——确实非常昂贵，对于中西部地区网络操作中心(我们就是在此做的测试)的一般价格来说，这个差距就会不断放大。在英国或在其它地区，电费也许更加昂贵，尤其是电能使用高峰期。

　　其它因素

　　刀片式服务器的服务会比机架式服务器运行的更快，原因有以下几个：首先，刀片式服务器的整个大小和重量更容易处理，因为他的供电和其它组件是相同的。我们可以在3秒内将一个刀片服务器从底盘中抽出，而去除一个机架式服务器则需要花费1分钟的时间，并且线路的管理组件必须被很好的设计和实现。而如果一个机架式服务器在一个混乱的状态下，则需要更长的时间来取出。

　　当一个部件从机架上取出时，我们测量了要花多长时间更换存储或者一个硬盘驱动器——这两个部件通常会被服务器管理员频繁更换。在这样的情况下，时间基本上是相同的。而对于重新插入设备并且让一个备份服务器投入使用的时间，刀片式服务器比机架式服务器所需更少，因为不需要重新连线。

　　有很多的例子可以说明使用刀片式服务器减少了所需的电缆线，而电缆线的减少数目从8到80根不等。铜线或者光纤网线的数量也会巨幅减少，而这些线所造成的混乱也会随之减少，同时它们也减少了相应的气流影响。

　　其它的成本也会随着管理的组件相增加。在我们所测试的IBM服务器中，我们使用了IBM Director软件来管理这两种服务器类型。Director必须要在它自己的机架式服务器或者刀片式服务器上存在，并且服务器有它自己的成本，尽管它不必因为更多的存储而提高性能。

　　我们下载了不同的操作系统，包括了几个运行着EMS VMware ESX的实例，并且使用Director来将它们配置到刀片式以及机架式服务器之上。一些厂商会针对管理组件按照每个安装或者每个服务器向你收费，所以，核算这些有价值的并且省时的应用程序的成本是非常重要的。

　　刀片式服务器的缺陷

　　板上刀片式服务器存储介质的数量是有限的，这是根据刀片式服务器小型的特点并且散热需求所设计的。因此，我们所测试的刀片式服务器虽然拥有RAID配置，但是只有RAID 1镜像或者RAID 0非冗余磁盘条带是支持的。这也就意味着，服务器的性能会和厂商已开始卖给你的性能始终一致。在当前的测试中，存储的限制是288GB(这是最大情况，而在我们对刀片式服务器中测试中是两个73GB的硬盘)。有一些人认为288GB已经足够了，但是它已经是上限了，除非iSCSI、光纤通道或者其它存储区域网络的连接方法在板上提供并且被配置好。

　　相比较而言，2U x3650内部则拥有RAID 5配置，通过使用4块磁盘驱动器——三块用于RAID，另外一块用于热备份。这些磁盘，就像刀片式服务器所拥有的那样，可以根据大容量的需求进行更换，但是一旦一个服务器投入到产品使用阶段，管理员一般是不太可能更换硬盘的。拥有更多的磁盘空间可用，机架式服务器拥有更好的本地存储能力。一些厂商把这个相同的存储能力放在1U类型机架式服务器中。这是一个趋向：不改变工作系统的组件，即使更好的组件可以获得更大的应用效果或者服务周期。

　　因此，我们所得的结论就是：如果刀片式服务器将来需要增加存储数量，并且超过了刀片服务器现有的存储数量的话，那么办法就是连接到一个外部的存储区域网络(SAN)。对于那些拥有存储区域网络的公司，刀片式服务器的附加是很容易理解的，并且光纤通道的存储区域网络也是可以的。如果附近没有存储区域网络可用，若iSCSI是可以使用的，那么就可以使用iSCSI，但是它会受制于基于iSCSI的以太网连接带宽。

　　而且，将一些附加的I/O卡插入到刀片式服务器也是可能的，同样I/O卡可以插入到机架式服务器中去。IBM在它的机架式服务器中使用PCI以及PCI Express(PCIe)卡。增加到两块卡可以让机架式服务器更加灵活，尤其是I/O扩展。而对于内存来说，刀片式服务器和机架式服务器是相似的。

　　刀片式服务器另外一个潜在的不利因素就是你需要承担的责任。如果你选择了一个刀片式服务器厂商，你的公司就会受到该厂商服务策略、组件可用性以及服务组织的限制。而这对于1U部署来说是不需要的，因为1U的空间可以被其它厂商所占据，但是一个刀片式服务器的空间会被底盘厂商的服务器所占据。因此，如果一个刀片环境被选择的话，你和厂商的连带关系就会变得很紧，不够灵活。

　　结论

　　刀片式服务器的密度就代表了每立方英寸的计算能力。一般情况下，4个9U IBM刀片地盘可以装到一个42U架子上，这也就意味着大约需要20000瓦的电能来散热。在同样架子使用情况下，40个x3550机架式服务器耗费75%的电能。在这种配置下，可以有56个刀片式服务器;相比，同样的空间却只能有40个机架式服务器。

　　性能对于机架式和刀片式服务器来说基本上是一样的。刀片式服务器更加容易管理和提供服务。我们相信，一定存在厂商方面的因素来进一步推动刀片式服务器的购买和部署，而本地存储是刀片式服务器的一大缺陷。但是，对于那些拥有很好数据中心架构的公司来说，如果你可以接受厂商所带来的限制的话，你会喜欢上刀片式服务器的。