物理服务器需要购买哪些硬件设备，物理服务器需要购买哪些硬件

***：此内容主要关注物理服务器所需购买的硬件设备。但仅提出问题，未给出具体的硬件设备相关内容。可能涵盖如处理器、内存、硬盘、主板等基础硬件，也可能包括网卡、电源、机箱等部件，还可能涉及特殊需求下的阵列卡、冗余模块等，但确切的硬件设备因服务器的用途、性能要求、预算等因素而有所不同。

《构建物理服务器：硬件选购全指南》

一、引言

物理服务器在企业数据中心、云计算基础设施以及许多对计算性能、数据安全和稳定性要求较高的场景中扮演着至关重要的角色，构建一台物理服务器需要精心挑选各种硬件组件，以确保服务器能够满足特定的工作负载需求、具备高可靠性并易于管理，本文将详细介绍构建物理服务器时需要购买的硬件设备，包括处理器、内存、存储设备、主板、电源、机箱以及网络接口卡等。

二、处理器（CPU）

1、核心参数

核心数量：现代服务器处理器的核心数量不断增加，对于多任务处理和并行计算需求较大的应用，如数据库管理系统、虚拟化环境和大型企业级应用服务器，多核处理器是首选，一个具有16核心的处理器能够同时处理多个线程，大大提高服务器的整体性能。

线程数：超线程技术允许一个物理核心同时处理两个线程，这在处理密集型任务时能够提高处理器的利用率，英特尔的某些处理器支持超线程技术，一个8核心的处理器可能支持16个线程，在处理多任务时能够更高效地分配资源。

主频：主频决定了处理器的运算速度，单位为GHz，较高的主频意味着处理器在单位时间内能够执行更多的指令，在现代服务器中，核心数量和架构的优化也同样重要，对于实时性要求较高的金融交易处理系统，较高主频的处理器可能更有利，但对于大规模数据处理任务，多核并行处理能力更为关键。

2、品牌与系列选择

英特尔：英特尔的至强（Xeon）系列是服务器处理器的主流选择之一，至强可扩展（Xeon Scalable）系列提供了不同性能等级的处理器，从入门级到高端，适用于各种规模的企业服务器需求，其具有先进的缓存技术、高内存带宽支持以及可靠的稳定性。

AMD：AMD的霄龙（EPYC）系列处理器也在服务器市场中占据重要地位，霄龙系列以其高核心数、高性价比以及出色的内存支持能力而受到欢迎，AMD EPYC处理器在某些云计算和大数据处理场景中能够以较低的成本提供强大的计算能力。

3、性能与工作负载匹配

计算密集型工作负载：如科学计算、视频渲染等任务，需要处理器具有高主频和较多的核心数量，在进行3D动画渲染时，大量的计算任务需要处理器快速处理复杂的数学运算，同时多核心可以并行处理不同的渲染任务，提高整体渲染速度。

数据密集型工作负载：像数据库服务器，除了核心数量外，对缓存大小和内存带宽有较高要求，处理器的缓存能够快速存储和读取经常访问的数据，减少从内存或硬盘读取数据的时间，提高数据库查询和事务处理的效率。

三、内存（RAM）

1、容量

基础容量需求：对于一般的小型企业服务器，如文件服务器或简单的Web服务器，8GB - 16GB的内存可能就足够满足基本的操作系统和少量应用程序的运行需求，随着业务的发展和服务器负载的增加，可能需要逐步升级内存容量。

大型企业与特定应用：在大型企业级应用服务器、数据库服务器或者虚拟化环境中，内存容量需求巨大，运行大型企业资源规划（ERP）系统的服务器可能需要64GB - 128GB甚至更多的内存，在虚拟化环境中，每个虚拟机都需要分配一定的内存，为了同时运行多个虚拟机并确保其性能，大容量内存是必不可少的。

2、类型与频率

DDR4内存：目前DDR4是服务器内存的主流类型，它具有较高的频率和带宽，能够提供比DDR3更快的数据传输速度，DDR4 - 2666MHz内存相比DDR3内存，在相同的时间内能够传输更多的数据，从而提高服务器的整体性能。

内存模块规格：服务器内存通常采用Registered DIMM（RDIMM）或Load - Reduced DIMM（LR - DIMM），RDIMM通过在内存模块上增加寄存器来缓冲和放大信号，适用于大多数服务器环境，LR - DIMM则进一步降低了内存模块对内存控制器的负载，在高密度内存配置中表现更好，如在具有大量内存插槽的高端服务器主板上。

3、内存纠错技术（ECC）

数据完整性保障：ECC内存能够检测和纠正内存中的单比特错误，在服务器环境中至关重要，因为服务器存储和处理大量的关键数据，即使是一个比特的错误也可能导致数据损坏或系统故障，在金融交易服务器中，一个数据错误可能会导致交易金额错误，使用ECC内存可以有效避免这种情况的发生。

四、存储设备

1、硬盘类型

机械硬盘（HDD）

容量优势：机械硬盘仍然是服务器存储大容量数据的重要选择，目前市场上单个机械硬盘的容量可以达到数TB甚至更高，企业级的3.5英寸机械硬盘，容量可以达到10TB - 16TB，适合存储大量的文件、数据库备份等数据。

性能特点：机械硬盘的读写速度相对较慢，尤其是随机读写性能，其内部的机械结构，如磁头寻道等操作，限制了数据访问速度，对于顺序读写要求较高的应用，如视频监控数据存储，大容量的机械硬盘可以以较低的成本满足存储需求。

固态硬盘（SSD）

速度优势：固态硬盘基于闪存技术，具有极高的读写速度，尤其是随机读写速度，NVMe SSD的顺序读取速度可以达到数GB/s，随机读取速度也能达到数十万IOPS（每秒输入/输出操作数），这使得固态硬盘在作为系统盘、数据库存储以及对读写速度要求极高的应用中表现出色。

耐用性与成本：虽然固态硬盘的成本相对较高，但其耐用性和可靠性在不断提高，企业级固态硬盘通常采用更高质量的闪存芯片和更先进的控制器，能够在服务器环境中长时间稳定运行，随着技术的发展，固态硬盘的成本也在逐渐下降，使其在服务器存储中的应用越来越广泛。

2、存储接口

SATA接口：SATA接口是一种广泛应用于机械硬盘和部分固态硬盘的接口标准，SATA 3.0的理论传输速度为6Gbps，对于普通的机械硬盘已经能够满足其顺序读写需求，对于一些对成本较为敏感的服务器存储应用，如小型文件服务器，SATA接口的硬盘是一种经济实惠的选择。

SAS接口：SAS接口主要用于企业级硬盘，包括机械硬盘和固态硬盘，SAS接口具有更高的传输速度和更好的可靠性，SAS 3.0的传输速度可以达到12Gbps，并且支持多设备连接和热插拔功能，适合在企业级服务器的存储阵列中使用。

NVMe接口：NVMe是专门为固态硬盘设计的高性能接口标准，它通过PCI - e总线与主板连接，能够充分发挥固态硬盘的高速性能，在对存储性能要求极高的服务器应用中，如高性能计算、大型数据库服务器等，NVMe接口的固态硬盘是最佳选择。

3、存储阵列

RAID技术：RAID（独立磁盘冗余阵列）技术可以将多个硬盘组合成一个逻辑单元，提供数据冗余、提高读写性能等功能。

RAID 0：通过将数据分散存储在多个硬盘上，提高读写速度，但没有数据冗余功能，适用于对读写速度要求极高且数据丢失风险较低的应用，如临时文件存储或视频编辑的缓存盘。

RAID 1：将数据同时写入两个硬盘，实现数据镜像，提供了很高的数据冗余性，但磁盘利用率只有50%，常用于存放重要数据的服务器，如财务数据服务器。

RAID 5：通过奇偶校验信息分布在多个硬盘上，在保证一定数据冗余的同时提高了磁盘利用率，可承受一个硬盘的故障，是企业服务器中较为常用的RAID级别之一，适用于一般的文件服务器和数据库服务器。

RAID 10：结合了RAID 1和RAID 0的优点，既有数据镜像功能又有较高的读写速度，但是磁盘利用率较低，为50%，在对数据安全性和读写性能都有较高要求的服务器中应用广泛，如企业核心业务服务器。

五、主板

1、芯片组

兼容性与功能支持：主板芯片组决定了服务器主板与处理器、内存、存储设备等硬件组件的兼容性，英特尔的C620系列芯片组专为至强可扩展处理器设计，支持多通道内存技术、高速的存储接口以及丰富的扩展插槽，不同的芯片组在对内存容量、频率、存储接口类型和速度等方面有不同的支持能力。

2、扩展插槽

PCI - e插槽：PCI - e插槽用于扩展服务器的功能，如安装网络接口卡、存储控制器卡、图形处理卡（在某些需要图形处理能力的服务器应用中）等，高端服务器主板可能具有多个PCI - e 3.0或PCI - e 4.0插槽，以满足不同的扩展需求，在需要安装多个高速网络接口卡以实现高速网络连接的服务器中，足够数量的PCI - e插槽是必不可少的。

其他扩展接口：除了PCI - e插槽，主板可能还提供其他扩展接口，如USB接口、串口等，这些接口虽然在服务器中的使用相对较少，但在某些特殊的管理或设备连接场景中可能会用到。

3、BIOS功能

系统设置与优化：主板的BIOS（基本输入输出系统）提供了对服务器硬件的基本设置功能，在BIOS中，可以设置处理器的频率、内存的时序、启动顺序等参数，一些高端主板的BIOS还提供了性能优化功能，如智能风扇控制、电源管理优化等，有助于提高服务器的整体运行效率和稳定性。

六、电源

1、功率计算

组件功率需求汇总：构建服务器时，需要准确计算服务器中各个硬件组件的功率需求，以确定合适的电源功率，处理器、内存、硬盘、网络接口卡等组件都有各自的功率消耗，一个高端的至强处理器可能功耗在100 - 200W之间，多个硬盘同时工作时也会消耗一定的功率，加上内存和其他扩展卡的功耗，通过汇总这些组件的功率需求，可以确定合适的电源功率。

冗余考虑：为了确保服务器的稳定性和可靠性，在计算电源功率时通常需要考虑一定的冗余，一般建议选择功率比实际需求高出20% - 30%的电源，如果计算出服务器的实际功率需求为500W，那么选择一个600 - 650W的电源是比较合适的，这样在部分组件功率波动或者未来进行硬件升级时，电源能够稳定地为服务器提供电力。

2、效率与认证

电源效率：电源效率是指电源将输入的交流电转换为服务器所需的直流电的效率，高效的电源能够减少能源浪费，降低服务器的运行成本，80 PLUS认证是衡量电源效率的一个重要标准，80 PLUS金牌、白金甚至钛金认证的电源具有更高的转换效率，在长时间运行的服务器中能够节省大量的电能。

安全认证：服务器电源应该具备相关的安全认证，如UL（美国保险商实验室）认证、CE（欧洲统一）认证等，这些认证确保了电源在电气安全、电磁兼容性等方面符合相关标准，保障服务器的安全运行。

七、机箱

1、尺寸与空间布局

服务器类型适配：机箱的尺寸需要根据服务器的类型和用途来选择，1U机箱适合用于构建高密度的服务器集群，如数据中心中的Web服务器集群，这种机箱高度较小，能够在标准的19英寸机架中安装更多的服务器，而4U机箱则提供了更多的内部空间，适合安装大型的服务器组件，如多个硬盘、扩展卡等，常用于企业级的数据库服务器或者存储服务器。

组件布局合理性：机箱内部的空间布局应该合理，方便硬件组件的安装和散热，硬盘托架的设计应该便于硬盘的插拔，电源和主板的安装位置应该便于布线，同时机箱内应该预留足够的空间用于空气流通，以确保散热效果。

2、散热设计

风扇布局与通风口：机箱的散热设计直接影响服务器的稳定性和性能，良好的机箱应该具有合理的风扇布局和通风口设计，前面板进风口和后面板出风口的设计，配合机箱内部的风扇，可以形成有效的空气对流，将服务器内部的热量及时排出，有些机箱还配备了智能风扇控制系统，能够根据服务器内部的温度自动调整风扇转速，提高散热效率的同时降低噪音。

散热材料与结构：机箱的材料和结构也会影响散热效果，金属机箱具有较好的导热性，能够帮助散发服务器内部的热量，机箱内部的结构设计，如是否有足够的空间用于空气流通，是否有散热鳍片等结构，也会对散热产生影响。

八、网络接口卡（NIC）

1、接口类型与速度

以太网接口：以太网接口是服务器网络接口卡最常见的接口类型，目前，1Gbps以太网接口仍然广泛应用于一般的服务器网络连接，但随着网络带宽需求的不断增加，10Gbps、25Gbps甚至100Gbps的以太网接口也越来越多地应用于服务器中，在大型数据中心的服务器之间进行高速数据传输时，10Gbps或更高速度的以太网接口能够满足大量数据的快速传输需求。

光纤接口：光纤接口适用于长距离、高速率的网络连接，在一些大型企业的园区网络或者数据中心之间的互联中，光纤接口的网络接口卡能够提供更高的带宽和更远的传输距离，100Gbps的光纤接口可以在数公里甚至数十公里的距离上实现高速数据传输。

2、功能特性

虚拟功能（SR - IOV）：一些高端的网络接口卡支持SR - IOV（单根I/O虚拟化）功能，这种功能允许一个物理网络接口卡被分割成多个虚拟网络接口，每个虚拟网络接口可以独立地分配给不同的虚拟机或者应用程序，提高了网络资源的利用率和灵活性。

网络卸载功能：网络接口卡的网络卸载功能可以将一些网络处理任务从服务器的CPU转移到网络接口卡上，如TCP/IP协议处理、校验和计算等，这减轻了CPU的负担，提高了服务器的整体性能，尤其是在网络流量较大的情况下。

九、总结

构建一台物理服务器需要综合考虑多个硬件组件的选择，处理器、内存、存储设备、主板、电源、机箱和网络接口卡等硬件设备都在服务器的性能、可靠性和功能扩展性方面发挥着重要作用，在选购这些硬件设备时，需要根据服务器的具体工作负载、预算、可扩展性要求以及数据中心的环境等因素进行权衡和选择，以确保构建出一台满足需求的高性能、高可靠性的物理服务器。