【国家级实验室】实测之一：直面边缘场景的严峻考验
益企研究院：张翼
在“数字中国万里行”中，益企研究院的读者们跟随我们的脚步参观了不少高等级的数据中心。数据中心的服务器们稳坐中军帐，机房温度四季如春，湿度适宜。
与数据中心相对的是，形形色色的服务器们，也可能分散于各个工作场所，譬如银行网点、零售渠道、车站、医院、厂房等等，就近处理各种数据，承担计算、缓存、网关、防火墙等重任。这些分散于网络末端的服务器，被我们称作边缘节点。它们既可能是物理世界与“云”之间的第一个关键入口，也可能单独挑起就近服务的大梁。
譬如，在我们接触的一个机器人巡检的项目中，机器人的任务调度通过总部的机架式服务器进行，现场则由边缘服务器向机器人提供作业指令。在这个场景中，边缘服务器与机器人就近沟通，降低了时延，节省了网络带宽，也不再需要担心通讯线路中断导致机器人们群龙无首。
环境和谐与严寒酷暑
数据中心的服务器们稳坐中军帐，安全有保障，给养充足。随着数据中心技术的发展，以及节能、环保等要求的不断提高，这些服务器所处的环境简直可以称为“养尊处优”：机房温度四季如春，湿度适宜，连灰尘都比别处少得多。供电方面，必定也是吃的细粮，单独的变电站，多条线路备用，还有UPS、发电机等环伺。如此种种，都是为了服务器们心无旁鹫地24×7地安心工作，不要请病假，最好连喷嚏都不要有。
如果把数据中心当做大本营，那么边缘节点肯定是前线了，其工作条件就难说了：能驻守在空调房里就算是好运，没有空调也不要太意外，甚至，连通风条件都可能很不好。供电方面，那就是有啥吃啥，小灶基本上指望不上，遇到用电高峰电压不稳，或者雷电大作，那也得扛着。总之就是环境恶劣，而且要任劳任怨。
除了皮实，边缘场景的服务器还得好维护。万一哪天被命运击倒，那也得轻伤不下火线，需要尽快恢复状态。毕竟前线不像数据中心机房那样，人才济济，后勤到位，紧急情况下可以有其他服务器替班、有工程师随叫随到。
因此，要在这样的环境中运行，服务器至少应该具有这些特点：优异的耐候性、可靠的散热方案、便于部署的体型、易于维护……
为了考察边缘场景的应用需求，益企研究院选择了Dell PowerEdge T550和PowerEdge T150服务器进行详细解析。同时，为了体现边缘场景的环境特点，我们联合战略合作伙伴，国家级实验室：中国泰尔实验室对它们进行严酷的环境测试。
这两台服务器的共同点是：摆放灵活、扩展能力和散热空间设计合理、可管理性强大，特别适用于严苛环境下工作场景的需要。
其中，PowerEdge T150属于微塔式，体积小，适用于不强调性能和扩展性的应用，譬如作为邮件服务器、文件服务器、打印管理等等，可以融入日常办公环境。PowerEdge T550的体积则大得多，扩展性优秀，可以提供出色的性能，适用于数据中心以外关键业务负载，运行数据库、大数据分析、人工智能/机器学习等。
围观体积不大、性能不含糊的PowerEdge T150
文章开篇提到的机器人巡检的案例，现场机器人们的“工头”就是我们接下来要介绍的PowerEdge T150。
T150是微塔式造型，高度360毫米，比A4文件夹高不了多少，宽度175mm，深度454毫米。这个体型很容易在工作环境中找到容身之处。
别看它体积不大，性能一点也不含糊，PowerEdge T150可支持单英特尔® 至强®E-2300处理器，最多可提供8核心16线程，支持128GB ECC DDR4 3200内存。
PowerEdge T150的正面非常简洁，前置端口只有1个USB 3.0和1个Dell 特有的iDRAC Direct管理端口。
背面提供了2个千兆以太网接口、1 个 iDRAC 以太网端口、5 个 USB 2.0和1个USB 3.0接口，1个VGA接口，1个串行接口。
位于USB接口附近的“i”按钮可用于重启集成戴尔远程控制卡（iDRAC）。
为了确保散热效果，机箱后部排风扇采用胶钉固定，可以减少震动噪音。
T150机箱侧板锁扣有宽大的把手，易于开启，且采用下翻式的结构，打开机箱非常轻松。机箱侧板上有接触开关作为开盖传感器，拆机行为可被监测。
PowerEdge T150机箱内结构简洁，提供4个3.5英寸硬盘托架，均可免工具拆装。基本配置可以使用SATA接口硬盘或SSD，也可以使用RAID控制卡、BOSS-S1卡等支持其他接口的驱动器，以及实现RAID功能。
扩展槽方面，共提供4个PCIe插槽，分别为1个PCIe 4.0 x16、1个PCIe 4.0 x4、1个PCIe 3.0 x8、1个PCIe 3.0 x1。背板使用卡扣固定，无需工具即可拆装。
主板上还有内置的USB3.0接口，可以用于USB引导盘、硬件密钥等用途，安全性和可靠性比使用外置接口安全得多。顺便说一下，T150的TPM模块是独立安装的，可更换。
这台样机使用的电源吸引了我们的注意力，这是一款拥有80PLUS白金认证的400瓦电源。假设这台服务器日常以50%的功率运行，白金电源的效率为94%，损耗约为12瓦。作为对比，如果使用80PLUS白牌认证的电源，效率为85%，损耗为30瓦。中间相差的18瓦损耗，会成为热量和噪音，也会成为额外的电费——持续运行一年，这就是158度电的差异。
鉴于PowerEdge T150大概率会与工作人员共处，因此对于防盗也有额外的考虑。譬如机箱侧板设计了锁眼，背面框架处还安排了电脑安全锁。
解析PowerEdge T550的扩展能力
PowerEdge T550的体型宽大（高：459毫米；宽：200毫米；深：681毫米），这意味着强大的性能和扩展能力，适用于数据中心以外的关键业务负载，如数据库、大数据分析、人工智能/机器学习等。它支持双路英特尔® 至强®第三代可扩展处理器，最多可提供64核心128线程；16条内存插槽，可支持1TB Registered DDR4 3200内存。
我们收到的PowerEdge T550样机正面提供8个3.5英寸热插拔硬盘仓。该系列还可以选配多达24个2.5英寸仓位的版本，或者选择8个3.5英寸仓位+8个NVMe SSD的组合，存储拓展能力颇为强大。
PowerEdge T550的电源采用热插拔冗余设计，对业务连续性有充分的保证。样机的配置为双1400W宽电压电源，通过80PLUS白金认证。最高可以选择搭配2400W的白金电源。
基本的背部接口包括2个USB接口、2个千兆以太网接口、1 个 iDRAC 以太网端口、1组OCP 3.0光网络接口。
由于塔式机箱的空间优势，其散热子系统更适合边缘场景的挑战。PowerEdge T550覆盖的黑色导流罩，可明显区分全长PCIe扩展卡、处理器、内存等区域。
考虑到内存高度较低、离风扇较近，导流罩针对内存区域设置了坡道，将对应的气流压向内存，确保内存也可以获得充足的风量。
全长扩展卡区域设置了专门的挡板，将风道与处理器、内存区域彻底隔离，避免被处理器、内存加热的气流窜入。需要全长、全高造型的PCIe扩展卡通常是计算加速卡，能耗很高，发热量巨大。让全长卡独占四分之一的风量的这个细节也体现了塔式服务器在“高度”方面相对于1、2U机架服务器的优势：全长、全高扩展卡不需要通过Riser卡旋转安装方向，占用的投影面积相对较小。
处理器散热器上也设置了挡板，将气流一分为二，一部分导向处理器散热片，另一部分导向主板和扩展卡区域。其中，OCP光模块也罩上了专门的导流罩，以将CPU-2上方流入的冷空气导入，确保散热效果。
PowerEdge T550总共可以安装8个热插拔风扇，我们收到的测试样机安装了4个。如果需要性能更强大的处理器、数量更多的计算卡等，可以选配更大功率的电源、满配的风扇。
围观了Dell PowerEdge T550和T150的硬件，接下来，请大家期待它们在“战场”上的表现，我们会对这两台服务器进行怎么样的“严刑拷打”呢？敬请关注。
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