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短身高密度设计 曙光I210r-G服务器评测

gecimao 发表于 2019-05-31 19:33 | 查看: | 回复:

  【IT168 评测】IT168一年一度的服务器横评又开始了。结合今年的新品,本次横评内容以至强E3平台作为主要方向,通过对不同配置的E3服务器对比,以及在软件和设计上的功能,全面分析目前单路E3服务器市场的现状,为用户提供可靠的选购参考。之前我们曾经为大家介绍过基于E3平台的机架服务器,包括惠普和宝德等产品。今天,我们介绍一款是机架设计,却提供了高密度的产品,来自曙光的I210r-G。

  曙光I210r-G服务器是一款采用短身设计的产品,这类产品在服务器中并不多见,也算是定制化的一款产品。由于身材娇小,它可以方便的放在机柜中,重量也比普通的1U产品大大降低,移动非常方便。

  据曙光公司介绍,曙光I210r-G服务器是一款侧重于定制化的产品,因此在许多设计上与普通的机架式产品存在差别。刚刚我们介绍的无热插拔硬盘只是一方面(不过确实很少见机架式服务器没有热插拔的硬盘),更多的差别还在下面的拆解当中。

  曙光I210r-G服务器的内部也非常有意思,首先大家应该看到的是一个热管散热器。这个散热器起到的主要作用是帮助处理器散热。原理是通过热管一端附近的风扇,将散热片一端制冷,利用热管的毛细原理将热量从CPU端传导到另一端,实现降温。同时,风扇吹出的冷风也帮助内存位置散热,是一种很特别的设计。

  刚刚说到热插拔硬盘的问题。在短身设计下,曙光I210r-G服务器可以支持2个3.5英寸的硬盘,虽然无热插拔功能,但在狭小的空间内提供了冗余,看来设计人员还是费了一番脑筋。

  被测服务器提供了2条4GB DDR3 ECC内存,出于测试的需要我们在测试的时候会将内存增加至16GB。

  对于服务器的测试,我们主要从产品满足用户应用的角度出发,分功能和性能两个方面来考察。其中性能测试主要体现的是服务器在提供特定服务时的具体的事务处理能力,而在功能上,主要反映的是服务器的可靠性、可扩展性以及易用性等方面的特征。另外,由于不论是最终用户还是处理器厂商,大家对于服务器的能耗问题都给以了很高的重视,为此,我们也继续将能耗作为考察服务器使用成本的重要指标。

  在实际的应用中,不同的应用条件对于服务器子系统性能的要求也有一定的偏重,因此同一服务器在不同应用中所表现出的性能状况常会出现较大差异。为了能准确反映出服务器的性能状况,我们选择了Web、文件服务器和数据库等三种较为普遍的应用作为测试重点。之所以选用以上三种应用作为性能测试点,这几项应用相对较为普遍是原因之一,此外我们也考虑到这三种应用对于服务器子系统的要求也各有偏重,这样可以更全面的考察服务器各子系统的性能状况。

  可靠性、可扩展性和易用性同样也是用户关心的内容,但不同的用户对这三方面的需求会有所不同。比如一些中高端服务器产品,在应用中多采用专用机房或托管方式,这时其易用性中的可管理性方面就显得非常重要,远程管理会让工程师及时了解服务器工作状况,实现及时有效的管理和维护。而对于入门级服务器来说,由于很多用户会随着业务的增长会对其处理能力、存储容量有进一步的要求,这时其可扩展性就显得更为重要。可靠性是服务器的一个关键特性,它反映了服务器在应用过程中系统能否确保长时间正常工作,这也是服务器与普通PC之间的重要区别。对于以上三个方面,我们都制定了详细项目进行逐一考察。

  服务器的售价反映的它是一次性的购买成本,而后期的使用成本是一个不容小视的问题,作为一个要求7×24连续工作的设备,它所产生的电费将是一笔不小的开销。实际上在评判服务器的运算能力时,一定不能将功耗问题视而不见,性能功耗比是衡量服务器运算效能的一个重要指标,测试中我们利用功率分析仪对服务器在加电关机、开机空载以及满负载三种状态下的功耗进行测定,为服务器的能效以及使用成本的估算提供数据支持。

  为了进行网络产品的测试,IT168评测中心专门组建了网络实验室,并搭建了一个有60台客户端的网络测试环境,通过控制端并利用专业的网络测试软件,可以构建出多样化的网络访问模型,能够产生真实的多用户网络应用环境。可以对服务器类设备进行不同应用下的高压力性能测试,以直观的结果反映出服务器产品在用于不同应用时其真实的性能状况。

  我们采用千兆交换机作为测试环境的交换设备,60台单路服务器作为客户端,能产生足够大的网络访问压力,因而可以测试服务器类设备在实现不同应用时的极限性能。

  对于服务器性能方面的考察,我们主要分为子系统测试和应用性能测试。在子系统测试中我们按处理器、内存以及磁盘等各个子系统进行了分项测试,当然各子系统的测试成绩也是相辅相成,也需要其它子系统的支持,并非是完全独立的,只是对考察的子系统有所偏重而已。

  对服务器处理器子系统的考察,我们主要采用的是业界公认的SPEC CPU 2006测试,该项测试通过对数十个典型应用程序的运行,来测试系统处理器子系统在应用中的整、浮点运算效率。SPEC CPU 2006测试具有很好的开放性,因此在业界为广大用户所接受,可以利用这一公开的测试结果进行系统间运算性能的比较。

  此外SiSoftware Sandra也有测试子项可用于处理器运算性能测试,其结果通常以每秒完成的指令数来表现。也可以用作不同处理器间运算效率的比较。

  SPEC是标准性能评估公司(Standard Performance Evaluation Corporation)的简称。SPEC是由计算机厂商、系统集成商、大学、研究机构、咨询等多家公司组成的非营利性组织,这个组织的目标是建立、维护一套用于评估计算机系统的标准。

  SPEC CPU 2006是SPEC组织推出的CPU子系统评估软件最新版,我们之前使用的是SPEC CPU 2000。和上一个版本一样,SPEC CPU 2006包括了CINT2006和2006两个子项目,前者用于测量和对比整数性能,后者则用于测量和对比浮点性能,SPEC CPU 2006中对SPEC CPU 2000中的一些测试进行了升级,并抛弃/加入了一些测试,因此两个版本测试得分并没有可比较性。

  SPEC CPU测试中,测试系统的处理器、内存子系统和使用到的编译器(SPEC CPU提供的是源代码,并且允许测试用户进行一定的编译优化)都会影响最终的测试性能,而I/O(磁盘)、网络、操作系统和图形子系统对于SPEC CPU2006的影响非常的小。

  SPE测试过程中同时执行多个实例(instance),测量系统执行计算密集型浮点操作的能力,比如CAD/CAM、科学计算等方面应用可以参考这个结果。SPECint测试过程中同时执行多个实例(instances),然后测试系统同时执行多个计算密集型整数操作的能力,可以很好的反映诸如数据库服务器、电子邮件服务器和Web服务器等基于整数应用的多处理器系统的性能。

  和其它测试部件不同,SPEC CPU 2006需要大量的系统物理内存,我们的SPEC测试在64位的Windows Server 2008 R2 下完成,对于每个运算核心,最低配置1.5GB内存。

  对于内存子系统的考察,也是利用SiSoftware Sandra来实现,在该软件中有相应组件可进行内存带宽、内存延迟等方面的测试。

  IOMeter是一款功能非常强大的IO测试软件,它除了可以在本机运行测试本机的磁盘IO性能之外,还提供了模拟网络应用的能力。为了大家能更好的通过我们的测试数据进行不同系统之间的对比,我们在测试中都使用相同的脚本。其中的最大IO能力的测试中我们所采用的了数据块大小为512B,100%读取操作,随机率为0%。而另一测试数据块大小则选择了64KB,100%读取操作,随机率为0%,用于检测磁盘系统的最大吞吐量。

  应用性能测试则利用IT168的网络测试环境,模拟大量的客户端来实现对服务器进行访问,来测试服务器在提供文件服务器时的性能表现。

  NetBench是针对文件服务器的性能测试软件,影响NetBench性能的主要是服务器的磁盘子系统,这里所使用的磁盘RAID卡对于测试结果将会有明显的影响。测试中我们在被测服务器上设立了文件服务器,NetBench通过网络实验室中60个客户端来模拟网络中的PC向文件服务器所发出的文件传输请求,文件服务器则将存储在磁盘上的文件数据发送给相应的客户端。同Webbench测试一样,NetBench测试开始后客户端会以每四台一组依连接到服务器并发送文件传输请求。测试结束后控制台收集数据并绘制出服务器能够达到的数据传输变化曲线。

  曙光I210r-G服务器较对比平台主要有两大提升。首先是处理器的规格提高了,E3-1290是目前至强E3家族中的顶级产品,主频高达3.5GHz。其次是内存容量也进行了升级,达到了8GB。其他方面,两款平台的配置大同小异,可以作为参评的对象。

  作为E3系列最高端的一款处理器,至强E3-1290提供了最高的主频,同时在规格上也更为完整,比如支持超线程和睿频的等技术。

  应该说,主频和超线程的提升对于系统来讲至关重要,同样系列的处理器,E3-1290相比E3-1220而言在整体性能上有50%以上的提升,部分项目的提升超过了200%甚至300%。虽然看起来主频只提升了0.4GHz,但超线程的出现使得这种提升呈几何形的放大趋势,13%的主频提升实现了50%以上的性能,这些都是超线程的功劳。

  SiSoftware Sandra Pro Business 2011

  由于E3系列统一采用了DDR3 ECC内存,频率都为1333MHz,在开启双通道之后两个平台的性能基本一致,差距在于使用的内存规格,而不是通道数量。唯一有些差距的是与缓存相关的项目,但不可否认的是凭借主频的因素曙光I210r-G还是占据了一定优势。

  SPEC是标准性能评估公司(Standard Performance Evaluation Corporation)的简称。SPEC是由计算机厂商、系统集成商、大学、研究机构、咨询等多家公司组成的非营利性组织,这个组织的目标是建立、维护一套用于评估计算机系统的标准。

  SPEC CPU 2006是SPEC组织推出的一套CPU子系统评估软件,它包括CINT2006和2006两个子项目,前者用于测量和对比整数性能,而后者则用于测量和对比浮点性能。计算系统中的处理器、内存和编译器都会影响最终的测试性能,而I/O(磁盘)、网络、操作系统和图形子系统对于SPEC CPU2006的影响比较小。

  SPE测试过程中同时执行多个实例(instance),测量系统执行计算密集型浮点操作的能力,比如CAD/CAM、DCC以及科学计算等方面应用可以参考这个结果。SPECint测试过程中同时执行多个实例(instances),然后测试系统同时执行多个计算密集型整数操作的能力,可以很好的反映诸如数据库服务器、电子邮件服务器和Web服务器等基于整数应用的多处理器系统的性能。

  为了运行SPEC CPU 2006测试,我们统一安装了Windows Server 2008 Enterprise x64 Edition SP1操作系统,在主流的x64处理器下,原生64应用要比32位下快。我们还安装了Visual Studio 2005 SP1、Intel C++/Fortran Compiler 10.0.025编译器,对于支持SSE3指令集的处理器,我们使用了QxO编译指令进行了优化。编译时未使用SmartHeap商业优化库。

  SPEC测试代表了绝大多CPU密集型的运算,包括编程语言、压缩、人工智能、基因序列搜索、视频压缩及各种力学的计算等,包含了多种科学计算,可以用来衡量系统执行这些任务的快慢。SPEC base测试包括浮点(fp)与整数运算(int)两部分。

  整数运算主要包含编译、压缩、人工智能、视频压缩转换、XML处理等,此外,各种日常操作也主要是基于整数操作。SPEC CPU 2006的整数运算包含了400.perlbench PERL编程语言、401.bzip2 压缩、403.gcc C编译器、429.mcf组合优化、445.gobmk 人工智能:围棋、456.hmmer 基因序列搜索、458.sjeng 人工智能:国际象棋、462.libquantum 物理:量子计算、464.h264ref 视频压缩、471.omnetpp 离散事件仿线.astar 寻路算法、483.xalancbmk XML处理共12项。

  浮点运算包括的全部都是科学运算,科学运算需要用到大量的高精度浮点数据,如410.bwaves 流体力学、416.gamess 量子化学、433.milc 量子力学、434.zeusmp 物理:计算流体力学、435.gromacs 生物化学/分子力学、436.cactusADM 物理:广义相对论、437.leslie3d 流体力学、444.namd 生物/分子、447.dealII 有限元分析、450.soplex 线.povray 影像光线.calculix 结构力学、459.GemsFDTD 计算电磁学、465.tonto 量子化学、470.lbm 流体力学、481.wrf 天气预报、482.sphinx3 语音识别共17项测试。

  之前的测试中已经看到,SPEC软件对于超线程的敏感程度中,整数测试要大于浮点测试;而在主频的敏感度中,我们通过E3-1290与E3-1220的对比,已经看到整数测试的成绩两者相差20%,而浮点测试只有不到10%。但不可否认的是,曙光I210r-G服务器之所以能有这样好的成绩,主频和超线程功不可没。

  曙光I210r-G服务器的整体配置与对比的联想T168 G7主要在于处理器的差别,磁盘方面两者基本相同,测试时我们使用的都是单块磁盘。不同的是联想T168 G7采用的是WD硬盘,而曙光I210r-G服务器使用的是希捷ES.2系列。

  因为本次测试没有使用RAID,测试产品也没有提供这样的功能,所以测试是基于板载芯片组和硬盘完成的。基于同样的芯片组,E3平台在磁盘性能上本身并没有太差的区别,只是各个品牌的优化程度不同。进而,我们认为这次的成绩差异主要来源于硬盘体质,看来希捷ES.2要逊色一些。CineBench是基于Cinem4D工业三维设计软件引擎的测试软件,用来测试对象在进行三维设计时的性能,它可以同时测试处理器子系统、内存子系统以及显示子系统,我们的平台偏向于服务器多一些,因此就只有前两个的成绩具有意义。和大多数工业设计软件一样,CineBench可以完善地支持多核/多处理器。

  CineBench 11.5依然是考察处理器性能,很明显高主频的至强E3-1290提供了更好的性能。

  本次我们测试的曙光I210r-G服务器只配备了1块500GB SATA硬盘,没有使用阵列卡,所以只开启了AHCI功能。Netbench测试本身来说,对于性能的依赖来自于处理器和磁盘,当客户端数量较少的之后,主要是处理器性能为主,而随着客户端数量的增加,磁盘性能会凸显得越来越明显。

  测试中我们看到了由于主频差异,曙光I210r-G服务器在性能上提升了很多;虽然在之前的磁盘测试中我们看到曙光I210r-G服务器的I/O性能没有对比服务器高,但是在NetBench中的成绩不错,这得益于处理器主频的出色。我们利用UNI-T UT71E智能数字万用表和相配套的软件对于对于被测服务器在几种不同的状态下的功耗进行了监测,主要包括如下项目:

  我们发现了一个奇怪的事情,曙光I210r-G在整体功耗上高于对比平台,但是在关机和空载的时候依然低于对比产品。只有在满载的时候,至强E3-1290处理器的高TDP体现出来,使得曙光I210r-G服务器的整体功耗达到了138.5W。出现这种情况,首先是由于曙光I210r-G服务器使用了符合80Plus认证的电源:另外我们估计是因为联想T168 G7本身的电源功耗只有130W,服务器运行时电源处于高负荷状态。而曙光I210r-G服务器的电源功率为250W,相对来说负载较轻。

  曙光I210r-G服务器是一台1U规格的短身服务器,相比普通的1U服务器来说身材更小巧。同时,曙光I210r-G服务器提供了对于双硬盘的支持,实现了磁盘的冗余模式。在我们测试的过程中,曙光I210r-G服务器的表现让人满意,而且静音设计也不错,在节能方面有一定优势。

  曙光I210r-G服务器主要针对小型客户而定制,从我们测试的成绩来看,凭借高主频的优势,相比同类型的E3服务器来说,曙光I210r-G服务器的性能更出色,而且80Plus电源在节能方面也是首屈一指。从对比中我们可以看出,曙光I210r-G服务器在性能、功耗等方面的确比对比平台更出色。总体说来,曙光I210r-G服务器还是应用在小型企业中,超静音设计使它不逊色于其他的塔式服务器,可以放置在办公室内的小型机房或者类似环境中。唯一需要提醒的就是曙光I210r-G服务器不支持热插拔的硬盘,维护起来有点麻烦。

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