Máy chủ phiến

Máy chủ phiến (Blade server) là một máy chủ được tinh giản với thiết kế mô-đun tối ưu hóa nhằm giảm thiểu việc sử dụng không gian vật lý và năng lượng để tối đa hóa khả năng lưu trữ dữ liệu. Máy chủ phiến có nhiều thành phần được loại bỏ để tiết kiệm không gian, giảm thiểu tiêu thụ điện năng trong khi vẫn có đầy đủ các thành phần chức năng để được coi là một máy tính. Một máy chủ phiến nằm bên trong một khung máy chủ phiến có thể chứa nhiều máy chủ phiến, cung cấp các dịch vụ như nguồn điện, làm mát, kết nối mạng, các kết nối khác và quản lý mạng. Thay vì có màn hình và bàn phím, các máy chủ này trông giống như những chiếc hộp kim loại mỏng, dẹt (như hộc tủ). Hàng trăm chiếc hộp này được xếp chồng lên nhau trong các tủ (Rack). Hàng ngàn chiếc tủ này được đặt trong các nhà kho khổng lồ gọi là trung tâm dữ liệu (Data center). Trong một cấu hình tủ rack máy chủ tiêu chuẩn, một đơn vị rack hay 1U—rộng 19 inch (48 cm) và cao 1,75 inch (4,4 cm)—xác định kích thước tối thiểu có thể có của bất kỳ thiết bị nào. Lợi ích chính và lý do của điện toán phiến liên quan đến việc dỡ bỏ hạn chế này nhằm giảm các yêu cầu về kích thước. Tính đến năm 2014, mật độ lên tới 180 máy chủ trên mỗi hệ thống phiến (hoặc 1440 máy chủ trên mỗi tủ rack) là có thể đạt được với các hệ thống phiến. Năm 2011, công ty nghiên cứu IDC xác định các công ty lớn trong thị trường phiến là HP, IBM, Cisco và Dell.

Một hệ thống máy chủ phiến

Một trung tâm máy chủ phiến

Vận hành

Trung tâm máy chủ phiến IBM

Với hệ thống Mảng lưu trữ (Storage array), mỗi máy chủ có thể kết nối với hàng chục, thậm chí hàng trăm ổ cứng (HDD dung lượng cực lớn cho dữ liệu nguội hoặc SSD tốc độ cao cho dữ liệu nóng). Các ổ cứng này hoạt động gộp lại như một khối duy nhất nhờ công nghệ RAID. Máy tính hoạt động trên một dải điện áp DC, nhưng các tiện ích cung cấp điện dưới dạng dòng điện xoay chiều (AC), và ở điện áp cao hơn mức yêu cầu trong máy tính. Việc chuyển đổi dòng điện này đòi hỏi một hoặc nhiều bộ nguồn (hoặc PSU). Nguồn điện của khung máy chủ phiến cung cấp một nguồn điện duy nhất cho tất cả các phiến trong khung. Nguồn điện đơn lẻ này có thể đến dưới dạng một bộ nguồn trong khung hoặc như một PSU riêng biệt chuyên dụng cung cấp DC cho nhiều khung. Thiết lập này làm giảm số lượng PSU cần thiết để cung cấp nguồn điện ổn định.

Trong quá trình hoạt động, các thành phần điện và cơ khí sinh nhiệt, một hệ thống phải tản nhiệt để đảm bảo các thành phần của nó hoạt động bình thường. Hầu hết các khung máy chủ phiến, giống như hầu hết các hệ thống máy tính, loại bỏ nhiệt bằng cách sử dụng quạt máy tính. Một vấn đề thường bị đánh giá thấp khi thiết kế các hệ thống máy tính hiệu năng cao liên quan đến sự xung đột giữa lượng nhiệt mà một hệ thống tạo ra và khả năng loại bỏ nhiệt của quạt. Nguồn điện và làm mát dùng chung của phiến có nghĩa là nó không tạo ra nhiều nhiệt như các máy chủ truyền thống. Các khung máy chủ phiến mới hơn có quạt tốc độ thay đổi và logic điều khiển, hoặc thậm chí là các hệ thống làm mát bằng chất lỏng điều chỉnh để đáp ứng các yêu cầu làm mát của hệ thống. Đồng thời, mật độ gia tăng của các cấu hình máy chủ phiến vẫn có thể dẫn đến nhu cầu làm mát tổng thể cao hơn với các tủ rack được lắp đầy trên 50%. Điều này là do người ta có thể lắp tới 128 máy chủ phiến trong cùng một tủ rack mà chỉ chứa được 42 máy chủ gắn tủ rack 1U.

Kết nối mạng

Máy chủ phiến thường bao gồm các bộ điều khiển giao diện mạng (NIC) tích hợp hoặc tùy chọn cho Ethernet hoặc các bộ điều hợp máy chủ (host adapter) cho các hệ thống lưu trữ Fibre Channel hoặc bộ điều hợp mạng hội tụ để kết hợp lưu trữ và dữ liệu thông qua một giao diện Fibre Channel qua Ethernet. Trong nhiều phiến, ít nhất một giao diện được nhúng trên bo mạch chủ và các giao diện bổ sung có thể được thêm vào bằng cách sử dụng các thẻ mezzanine. Một khung máy chủ phiến có thể cung cấp các cổng bên ngoài riêng lẻ mà mỗi giao diện mạng trên một phiến sẽ kết nối tới. Ngoài ra, một khung máy chủ phiến có thể tập hợp các giao diện mạng vào các thiết bị kết nối (chẳng hạn như bộ chuyển mạch) được tích hợp vào khung máy chủ phiến hoặc trong các phiến mạng.

Sử dụng

Hệ thống máy chủ phiến

Máy chủ phiến hoạt động tốt cho các mục đích cụ thể như lưu trữ web, ảo hóa và điện toán cụm. Các phiến riêng lẻ thường có thể thay thế nóng (hot-swappable). Khi người dùng xử lý khối lượng công việc lớn hơn và đa dạng hơn, họ thêm nhiều sức mạnh xử lý, bộ nhớ và băng thông I/O vào các máy chủ phiến. Mặc dù công nghệ máy chủ phiến về lý thuyết cho phép các hệ thống mở, đa nhà cung cấp, hầu hết người dùng mua các mô-đun, khung, tủ rack và công cụ quản lý từ cùng một nhà cung cấp. Việc tiêu chuẩn hóa công nghệ cuối cùng có thể dẫn đến nhiều sự lựa chọn hơn cho người tiêu dùng, tính đến năm 2009, ngày càng nhiều nhà cung cấp phần mềm bên thứ ba bắt đầu tham gia vào lĩnh vực đang phát triển này. Quản trị viên hệ thống có thể sử dụng các phiến lưu trữ khi có yêu cầu về lưu trữ cục bộ bổ sung.