原创 唐僧 huangliang 企业存储技术 今天
目录
- Whitley ICX 2S概览：PCIe Gen4、8通道内存等
- 风冷限制：270W TDP，1U机箱支持到205W
- FAN cage、Front drawer：模块化机箱/免工具服务
- 2种中板、OCP网卡/U.2/EDSSF SSD灵活设计
- 互联网/云计算“不感冒”的NVMe RAID卡
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在SC2020超级计算大会上，Intel公布过下一代Xeon Scalable处理器（代号Ice Lake-SP，对应的双插槽服务器平台代号Whitley）的一些细节。比如10nm+制程工艺，每颗CPU支持8个DDR4内存通道，以及PCIe 4.0等。
从某种意义上来说，这应该才算全新架构的第三代Xeon SP。去年4月1日我在《第3代双路Xeon SP服务器取消：Fackbook何去何从？》中提到的Cooper Lake有点像是“半代升级”——虽然换了LGA-4189新插槽，却被收窄到仅限四路、八路市场。
根据之前看到的新闻，IceLake-SP有可能就在今年上半年正式发布。近日我看到OCP（Facebook发起的开放计算项目）公开的一份技术文档《Junction City -Whitley ICX 2S Common Cloud Platform 》，就在这里带大家解读一下。
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这个只是1U服务器的结构模型图。大家数一下，是不是每个CPU插槽对应8个内存通道？
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代号Junction City的服务器是为云优化的系统方案而设计，ICX 2S就是Ice Lake-SP的简称。资料中写的支持19英寸机架式1U或者2U机箱，不过具体介绍的只有1U部分。
注：本文中讨论的云计算特指公有云服务，不包括与传统企业级IT基础架构接近的私有云。
从主板PCIe Gen4连接到前面板的设备可以有：
- 2个OCP 3.0网卡；
- 6个EDSFF SSD；
- 4个U.2 SSD；（实际可以支持更多，详见下文）
至于它们之间具体是和还是或的关系，后面我会列出示意图来解释。
服务器供电部分我们看到2个模块（支持冗余），我理解如果机柜提供12V应该可以直供；也可以支持48V直流电源模块（Power Shelf Busbar adapter）。当然，如果想改成110/220V交流电源的设计也不难。
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上面图表是详细一些的规格。首先主板PCB是12层；CPU插槽没有意外为双Socket P4，LGA-4189。
Ice Lake-SP的UPI互联速率提升到11.2GT/s，当前的Xeon Gold和Platinum x200系列CPU为10.4GT/s。
PCH芯片组小幅更新到C621A，毕竟现在内存和PCIe控制器都在CPU里面，“南桥”的功能不需要多少变化。
内存部分的BPS NVM DIMMs应该指的就是AEP（Optane PM持久化内存）的下一代，Crystal Ridge是不是再下一代呢？
风冷限制：270WTDP，1U机箱支持到205W
Ice Lake-SP系列CPU最高TDP功耗可能是270W，但在Junction City的1U机箱中只支持到205W，这应该是风冷散热的限制。我在《S9200WK：关于56核400W Xeon服务器的几点疑问》中曾提到过，液冷在1U半宽服务器节点中就可以支持2个400W处理器。
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点开图片后可放大，以下同
上图我引用了Intel龚海峰在OCP China Day 2020会议上的演讲资料《Air to Liquid Cooling Transition》。从左到右的4种系统设计分别为：
- 1U CPU插槽在散热风道上前后遮挡（双节点共4颗）——35℃进风温度情况下，典型支持到170W TDP；
- 1U Socket左右并排——典型230W；
- 2U Socket左右并排——典型270W；
- 2U带有扩展面积风冷（ExtendedVolume Air Cool）设计——典型支持350W。
具体到DIMM内存的数量和间距也不一样，比如最左边的2节点各自支持16条，但间距要求大一点达到0.37”。
存储方面，最右边的2U EVAC平台只支持8个SSD，应该是为了减少对进风气流阻碍。
风量要求，这几种设计中2U 270W TDP相对最低只要75 CFM；1U双节点则需要100 CFM，类似的2U 4节点和刀片服务器通常也会是更高的风扇转速。
具体到Extended Volume Air Cool的散热片形态，可以参考我以前在《2U 4节点Xeon SP服务器设计：扩展性与散热的权衡》中列出过的下图：
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1U和2U机箱都可以用这种通过导热管扩展面积的风冷散热片（在当时这款服务器上，是为了补偿那个低密度的散热鳍片）。
FAN cage、Front drawer：模块化机箱/免工具服务
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通用化前面板布局——如上图，Junction City设计上可以支持横向放4个U.2 NVMe SSD（上下还可以2排），右边一个OCP3.0网卡；也可以像左下角那样左边再加一个OCP网卡，此时受限于宽度横向只能排列3个2.5英寸驱动器（最多6个）。
这部分还涉及到不同的中板连接，下文中会继续给大家介绍。
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上图左边是模块化的FanCage设计，可以免工具服务；风扇的锁紧装置是自上而下维护的。
右边为模块化的机箱前部抽屉，里面包括SSD、OCP3.0网卡、中板和前面板操作的FIO Board及部分。这个Front drawer也是免工具服务（更换），根据不同的应用可以有多种选择。
这种模块化设计能够使工厂定制更加方便，我理解对于物料库存准备也可以更灵活高效。等到IceLake-SP服务器正式上市时，大家可以留意下有哪些机型符合这一特点。
2种中板、OCP网卡/U.2/EDSSF SSD灵活设计
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点开后可放大
上面从左到右依次为主板、中板（Midplane）、PCIe Riser卡和Front Panel Board。
中板这块有2种选择——如果不需要在机箱前部放置OCP网卡，就可以容纳一横排6个热插拔U.2 NVMe SSD。具体的连接方式和路径如下。
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上图可以看作前文中“通用化前面板布局”的进一步解释。位于左右2端的OCP网卡都提供了PCIe 4.0 x16连接支持，U.2 SSD只需要PCIe x4。
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这里也能侧面印证Ice Lake-SP的PCIe信道数量为64 lane。
在Junction City平台已经通过中板支持底部一排6个U.2 SSD的情况下，上方一排可以从主板上预留给EDSSF的6个（PCIe 4.0 x8，这里只用到x4）接口加上线缆连到驱动器热插拔背板，这样1U机箱最多支持12个U.2 NVMe。
具体到支持EDSFF（E1.S或E1.L）SSD的机箱长啥样？这份资料里却没有提。特别是E1.L，我感觉更多是针对存放温冷数据的高密度闪存系统，U.2仍然主流是因为与2.5英寸SAS/SATA驱动器可以通用槽位（机框）。
互联网/云计算“不感冒”的NVMe RAID卡
写到这里，大家可以再次看出互联网/云计算行业对定制化服务器的要求——规格基本上是够用就好，增加成本的“花哨设计”尽量少搞（或者说追求性价比吧）。具体到OCP的Junction City平台，我们没有看到RAID卡，也没有看到PCIe Switch/SAS Expander。
扩展阅读：《直联还是交换？Intel、AMD服务器NVMe SSD IO拓扑速查手册》，可以对比下通用型服务器的设计。
互联网行业流行用分布式存储，即使本地磁盘保护也可能考虑mdraid、VROC这些软RAID方案，毕竟自己有专业的运维团队。而传统企业需求特点则呈现多样化，凭硬件RAID卡成熟的可维护性，以及降低存储软件管理的复杂性，对于有些用户来说TCO未必就会增加。
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上图引用自《Dell Technologies PowerEdge RAID Controller 11 User’s Guide》，这是PERC H755新一代支持NVMe SSD的RAID卡。
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以Dell服务器为例，目前发布的PERC 11系列RAID卡，物理形态上分别有标准PCIe插卡（兼容SAS/SATA/NVMe）、前置（固定在背板上）SAS、和前置NVMe三款。它们都使用了Broadcom SAS3916 RoC主控芯片。相关性能指标可以参考：《PCIe 4.0 SAS+NVMe RAID/HBA卡：最高读IOPS300万、写24万》一文。
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这张照片仅供参考，不用在意它是来自哪家服务器厂商
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