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    知其然还要知其所以然 热插拔的实现原理

      [  中关村在线 原创  ]   作者:陈杨

           随着网络应用的深入,身为服务器“专利” 之一的热插拔技术也逐渐开始用于PC领域,对于耳熟能详的热插拔技术,大家伙真的了解它吗?

      众所周知,服务器基本是7x24小时全年不间断运行,这要求服务器尽可能减少故障稳定运作。使命的重要性,使得服务器一旦出现故障,通常不太可能像PC那样停机,长时间进行维修,而是及时采取措施,更换故障配件,保障系统运转,这也是热插拔技术诞生的初衷。

    知其然还要知其所以然 热插拔的实现原理

      热插拔技术就是指允许用户在不关闭服务器系统,不切断电源的情况下,将服务器受损的硬盘、电源或板卡等部件对故障配件进行更换、或者添加新的配件,热插拔功能很好地提高了服务器对灾难的及时恢复能力、扩展性和灵活性。

      热插拔技术其实很早就被用于服务器中,最早的是SCSI硬盘热插拔技术。当时整个服务器配件中,出现故障机率最大的就是硬盘,而当时的硬盘接口基本上都是SCSI接口类型,所以在SCSI硬盘上实现热插拔迫在眉睫。随着硬盘阵列技术的日益成熟,热插拔SCSI硬盘阵列也就成了服务器热插拔硬盘的代名词。它可以实现在在线情况下更换故障硬盘、添加新硬盘进阵列中,极大地方便了服务器硬盘阵列系统的维护。

      互联网的广泛应用,使得服务器负荷量也越来越大,对服务器的稳定性也更加严格,单纯的硬盘热插拔技术已经满足不了需求了。伴随着用户的呼声和技术的发展,目前服务器可实现热插拔的部件已增加到硬盘、CPU、内存、电源、风扇、PCI适配器、网卡等。尽管受限于价格因素,服务器支持热插拔技术的配件有所不同,但硬盘、电源和风扇支持热插拔基本已成为服务器标配。

    知其然还要知其所以然 热插拔的实现原理

      热插拔技术系统的实现,需要的不仅是服务器软件和硬件的共同支持,包括支持热插拔的操作系统和用户界面、主板BIOS、PCI总线,以及支持热插拔的硬件设备,同时需要支持热插拔的设备驱动程序和用户接口。其中PCI热插拔技术对于网卡、电源、风扇等硬件实现热插拔应用意义重大,因其是这些设备得以实现热插拔功能的基础。

      热插拔技术真正用于服务器中,主要需要将一瞬间的高电流通过人为控制,将其降低到某一合理水平。实现这一目标,在实际操作中有很多常用的方法,其中,最简单的方法便是通过使用PTC正温度系数的热敏电阻,实现瞬间电流的稳定。PTC依靠的是自身的电流发热改变阻抗,以此降低瞬间高电流,其缺点则是反应速度慢,长时间使用会影响寿命。

      此外,通过MOS管电流检测电阻加上一些简单的电阻电容延迟线路也能实现目的,此方法成本低,适用于低端用途。

    知其然还要知其所以然 热插拔的实现原理
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      实现这一目标,最好的方法是是采用热插拔芯片,该芯片通常包含一个驱动MOS设计和电流检测电阻,除做基本热插拔外,还可实现其他功能,如控制电流上升速率、做断电器、电源管理以及状态报告等。通过使用热插拔芯片,可提升系统的工作状态。

      相比服务器中硬盘、电源及电源等实现热插拔,内存热插拔则复杂多了。服务器巨头们相继研发出了许多内存保护技术,如内存保护技术、内存镜像技术、内存热添加/交换技术、在线内存备份(技术和热插拔阵列内存技术等。

      热插拔技术的深入运用,提升了服务器的稳定性,减少了企业网络故障风险,无论是对服务器厂商还是用户,都是一件好事。


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