性能卓越 航天联志5241NR服务器评测

一、航天联志（Aisino）5241NR服务器概述

    采用Nehalem架构的英特尔至强5500系列处理器一度被英特尔誉为“继Pentium Pro之后最为划时代的产品”，集成内存控制器、QPI总线、超线程以及多项智能节能技术让至强5500的能效得到前所未有的提升，将企业计算推进到了一个新台阶。至强5500处理器发布后即得到诸多OEM厂商的热捧，至今，我们在双路服务器市场已经不难见到Nehalem服务器的身影。

    航天联志作为国内专业的服务器厂商，在至强5500发布后也随即推出了Nehalem服务器新品，对不太关注服务器领域的网友而言，航天联志这个品牌也许会有些陌生，下面先对这个品牌做个简单介绍：

    北京航天联志科技有限公司隶属于航天信息股份有限公司，是国内最早专业从事服务器生产和行业应用方案供应的高新技术企业之一。依托母公司航天信息的资源优势，经过几年的发展，航天联志目前已经成为中国国产品牌服务器中的一名生力军。产品涉及IA架构服务器、存储产品等，为国内用户提供定制化的产品、方案和服务。

    近期我们收到了航天联志的一款最新上市的Nehalem服务器新品5241NR，这款服务器采用2U双路机架式设计，支持2颗最新的英特尔至强5500处理器，提供6个内存插槽，支持6块3.5寸热插拔SAS/SATA硬盘，具备多种RAID阵列支持。

Aisino 5241NR服务器

    Aisino 5241NR是一款具备高性能计算能力、海量存储能力、丰富管理性和稳定性的部门级产品，主要应用在电信、金融、、政府、军队和教育等行业，尤其在数据集中在线存储、资源集中管理、多媒体VOD视频点播等应用。

 

二、Aisino 5241NR服务器外观赏析

    Aisino 5241NR服务器采用2U机架式结构，平衡了扩展性和空间占用，可以满足多种应用需求，是机架服务器中的通用型结构。前面板比较显眼的是6个3.5寸热插拔硬盘托架，如果安装SATA硬盘，内部存储容量可达6TB，海量存储满足文件、数据库等应用的需求。

6个3.5寸热插拔硬盘托架

    这款送测的Aisino 5241NR配置了5块希捷15000转SAS接口硬盘，单盘容量146GB，组建RAID 5磁盘阵列。

热插拔硬盘托架

希捷146GB SAS硬盘，15000转

    功能区域位于面板中部，包括1个USB 2.0接口、电源按钮和电源、网络及故障指示灯。此外还提供了一个光驱位。

前面板功能区域

    总体来看Aisino 5241NR前面板比较简洁，存储扩展性较强，但是前置接口较少，如USB接口只提供了一个，没有提供VGA接口。下面再来看一下服务器的后部接口：

Aisino 5241NR后视图

    左边提供了一个固定的电源仓位，中间提供了2个PS/2接口、2个USB 2.0接口、1个串口、1个VGA接口和2个千兆以太网接口，右边提供了6个全高扩展位。

后部接口细节

   

三、内部结构

    英特尔至强5500集成三通道DDR3内存控制器，摒弃了传统的前端总线设计，采用全新的QPI互联架构，故而芯片组也不再需要之前的MCH（Memory Controller Hub）北桥。英特尔为至强5500设计了全新的芯片组平台“Tylersburg”，北桥也不再被称之为MCH，而被称作IOH，即I/O Hub，作为处理器和各种I/O设备连通的桥梁。

    Tylersburg芯片组有四种规格，Tylersburg-36D、Tylersburg-36S、Tylersburg-24D、Tylersburg-24S，区别在于对PCI-E通道和QPI总线数量的支持，36表示支持36个PCIe通道，24则支持24个，D表示QPI总线有两条，S表示QPI总线只有一条。其中Tylersburg-36D被命名为Intel 5520，而Tylersburg-24D被命名为Intel 5500。

Tylersburg芯片组架构图

    Aisino 5241NR采用了华硕Z8NA-D6主板，该主板采用Tylersburg-24D+ICH10R的芯片组组合，是一款高性价比双路服务器平台。支持双路至强5500系列处理器，具备6根DDR3内存插槽，提供最高48GB的内存支持，关于主板的细节情况下文会进行介绍。

华硕Z8NA-D6主板

    下面来看一下Aisino 5241NR的内部结构：

Aisino 5241NR内部结构

    从上图可以看到，Aisino 5241NR内部结构还是比较简单，空间较大，利于散热，不过散热系统设计略显简单。

4个横列散热风扇

    处理器采用酷冷散热器，散热片下覆盖着两颗Nehalem构架的Intel Xeon E5504处理器。E5504属于至强5500系列中的入门级产品，采用45nm工艺，核心频率2.0GHz，集成1MB二级缓存、四核共享4MB三级缓存、QPI总线为4.8GT/s，不支持英特尔超线程技术。6根内存插槽位于CPU两侧，这款Aisino 5241NR配置了4根2GB DDR3 1066规格内存。

处理器和内存部分

 

    虽然内存规格为DDR3 1066，不过Intel Xeon E5504仅提供了对DDR3 800规格内存的支持，对于更高规格的内存会自动降频。不过E5504集成三通道内存控制器，仍然可以提供远高于上代产品的内存带宽。

4条2GB金士顿DDR3 1066内存

    在存储扩展接口上，Aisino 5241NR提供了6个板载300MB/s SATA2接口，此外，还提供了8个SAS升级接口。

6个SATA II接口和8个SAS升级接口

    此外，Aisino 5241NR板载16MB Aspeed AST2050图形显示芯片，可支持基本的图形输出应用。

Aspeed AST2050图形显示芯片

    网络方面，Aisino 5241NR集成两个英特尔82574L网络芯片，支持端口冗余和负载均衡功能，为用户带来高效网络传输应用。

两个英特尔82574L网络芯片

    在I/O扩展方面，Aisino 5241NR提供了1个PCI 32bit/33 MHz、2个PCI-E x8 (X4 Link)、1 个PCI-E x16 (x16 Link)以及1个MIO接口，接口比较丰富，支持多种扩展卡安装。 

扩展插槽

    Aisino 5241NR配置了独立的LSI MegaRAID SAS 8708ELP阵列卡，这是一款8端口SAS RAID卡，采用LSISAS1078E RoC芯片，支持RAID 0/1/5/6等阵列模式，高级阵列模式如RIAD 5/6的支持为数据提供了冗余保护。RAID卡集成128MB缓存，提升磁盘系统读写能力。

LSI MegaRAID SAS 8708ELP阵列卡

    电源采用了EMACS的485w电源，EMACS是来自台湾的高端品牌，产品用料和做工均属上乘，结实耐用，输出稳定，保证服务器在长期负载下的可用性。

EMACS 485w电源

    从上面的介绍我们可以看出，Aisino 5241NR在机箱、内部结构上没有太多特别的设计，不过用料和做工还是可圈可点，高品质部件的选用是服务器稳定可靠的前提。

 

四、配置信息和测试环境

    配置信息：

航天联志（Aisino）5241NR
外形/高度	机架式/2U
处理器	Intel Xeon E5504 2.0GHz
处理器数量/最高	2/2
L2缓存	4x256KB
L3缓存	4MB
芯片组	Intel 5500+ICH10R
内存/最大	4*2GB PC3-8500/48GB
内存插槽	6个DIMM插槽
扩展插槽	2个PCI-E x8、1个PCI-E x16、1个PCI、1个MIO
硬盘/托架	5*146GB SAS/ 6个3.5寸热插拔SAS/SATA驱动器托架
网络适配器	2个嵌入式Intel 82574L千兆以太网卡
电源	485W
RAID支持	LSI MegaRAID SAS 8708ELP阵列卡，支持RAID 0/1/5/6，含128MB缓存
保修	三年现场保修

  测试环境：

测试环境
处理器性能测试	CineBench 9.5 CineBench R10
内存带宽测试	ScienceMark 2.0
磁盘性能测试	HD Tach version 3.0.4.0 IOMeter 2006.7.27
负载能力测试	IXIA 400T测试仪 DELL 5324千兆交换机
磁盘阵列模式	5*146GB 组建RAID-5
热量测试	FLUKE Ti20 热像仪
功耗测试	PROVA WM-02功耗测试仪
操作系统	Windows Server 2003 EE SP2 32bit中文版

    操作系统安装的是Windows Server 2003简体中文企业版，5块硬盘组建RAID 5磁盘阵列。

    CineBench：是一款以处理器的运算能力直接进行特定分辨率CG图片的渲染测试软件，可以测试多核心处理器效能以及多处理器协调性能的表现。我们通过CineBench主要测试的是处理器在进行多任务处理时候的性能表现，以及四核处理器在多任务处理时候的优势能有多大。R10版本相对于9.5版本结果更为准确。

    ScienceMark：Sciencemark本是被设计出来用以模拟真实科学应用环境的，通过对计算水分子总能量、钷元素求量子解、氩原子分子动力学模拟等项目测试计算机内存、仿真分子动态效能和浮点精准效能。我们使用该软件来测试内存读写速度。

    HD Tach: 是专门针对硬盘底层性能的测试软件。它主要通过分段拷贝不同容量的数据到硬盘进行测试，可以测试硬盘的连续数据传输率、随机存取时间及突发数据传输率。

    IOMeter：IOMeter是一款功能非常强大的IO测试软件，它包含了负载发生器（IOMeter称其为Worker），提供一系列标准测试组件以模仿实际应用，如WebServer（网站服务器）、FileServer（文件服务器）和在OLTP（OnLine Transaction Processing，在线交易处理）服务器。这些测试组件产生不同大小的输入输出请求和读/写分布，以模仿实际应用中的行为。

   IXIA 400T测试仪：我们将采用IXIA 400T模拟客户端通过Web访问方式对服务器进行网络负载测试。通过硬件来模拟网络上的客户端发送应用请求，使我们可以模拟更多的客户端，更准确地衡量出服务器的Web性能。以HTTP性能测试为例,以往我们使用WebBench最多可以模拟一百二十个用户对服务器进行HTTP访问,而IXIA测试仪的每个端口就可以模拟上千个用户。

IXIA 400T

     功耗测试：我们将采用PROVA WM-02功耗仪来进行服务器接电不开机、空载、满负荷等状态的功耗。

功耗测试仪

    热量测试：服务器产生的高热量让数据中心不得不将大笔的资金投入在空调系统等冷却设备上。我们将采用专业的FLUKE Ti20热像仪测量服务器高负载工作时的热量分布。

FLUKE Ti20 热像仪

    通过热像仪可以便捷的测试服务器各个部件的最高、平均温度，并且可以根据温度范围成像，更加直观的显示服务器各个区域的温度情况。

五、测试结果

    1、处理器测试结果

    首先采用CPU-Z检测一下处理器参数，从结果来看最新版本的CPU-Z已经可以正确识别Nehalem-EP至强5500处理器以及对应的Intel 5500芯片组。根据结果，我们看到处理器型号为Intel Xeon E5504，采用45纳米工艺，核心频率2.0GHz。每个核心提供了256KB的二级缓存，四核共享4MB的三级缓存。还可以看到至强E5504加入了SSE4.2指令集。

CPU-Z检测结果

    主板及芯片组信息也可以正确识别，主板型号为ASUS Z8DA-D6，芯片组为Intel 5500+ICH10R。

主板及芯片组检测信息

    之后采用CineBench 9.5和CineBench 9.5，渲染特定分辨率的CG图片来测试处理器的运算能力，在单个核心情况和两颗处理器共8个核心并发的情况下分别进行渲染测试，这样可以对比出多核处理与单核处理情况下性能的提升，并可以测试多处理器之间的协调能力，从而测试服务器的平台性能。

    CineBench测试结果我们需要关注三个数据，渲染得分、渲染时间和多核性能提升。分数越高越好，时间越短越好，多核性能提升越高越好。9.5和R10版本的测试结果不能纵向对比，相对来说R10更加精准。首先采用CineBench 9.5来渲染一张分辨率620x620、RGB模式、8bit色的图像：

CineBench 9.5测试结果
单核渲染得分/时间	403/55秒
8核渲染得分/时间	1929/11秒
多核速度提升	4.78倍

    之后采用CineBench R10来渲染一张分辨率800x600、RGB模式、8bit色的图像：

CineBench R10测试结果
单核渲染得分/时间	2321/6分21秒
8核渲染得分/时间	13982/1分03秒
多核速度提升	6.03倍

    CineBench的测试结果和处理器的频率、核心数量和线程数量有关，所以有一定的局限性。仅从测试结果来看，双路至强E5504和主频同为2.0GHz的双路至强5405得分很接近（双路至强5405在CineBench R10中得分为13091，渲染时间为1分06秒），Nehalem至强在得分上并没有体现出优势。不过也不能完全通过测试数值来简单的判断处理器的性能，在后面的负载测试中，我们再继续通过模拟真实应用来评估处理器的性能。

    2、内存带宽测试

    内存带宽测试采用ScienceMark 2.0，为了开启三通道，充分发挥Nehalem至强在内存带宽上的优势，笔者为Aisino 5241NR添加了2根同规格的内存，将6个内存插槽全部插满，实现三通道的内存传输，测试结果如下：

右上角的“channels”显示Triple，表示内存三通道传输已经开启

内存带宽测试结果（点击放大）

    从上面的结果可以看到，内存带宽6812.42MB/s。得益于至强5500集成三通道内存控制器以及Nehalem先进的QPI总线，内存带宽测试结果要高于上一代的至强5400平台30%至50%。

 

    3、磁盘测试

    磁盘系统采用5块15000转的SAS硬盘，组建RAID 5磁盘阵列，首先进行HDTach测试：

HDTach测试结果

    平均读取速度196.6MB/s，随机访问时间5.4ms，突发读取速度383.0MB/s。由于磁盘子系统是采用5块高速硬盘组建RAID 5磁盘阵列，可以实现并发的数据读取，所以有效提升了数据读取速度，当然高速的硬盘和SAS接口也功不可没，同时RAID卡缓存也有提升读取速度的作用。综合来看，Asino 5241NR在磁盘读取性能上是非常令人满意的。

    之后再来看IOmeter的测试结果，为了测试服务器的最大I/O性能，我们采用这样的脚本进行测试：

　　Max IO（read）：
　　测试读取尺寸为512Bytes，100%读取操作，随机率为0%，即为100%连续读取，队列深度256，用于检测磁盘子系统的最大读能力。
　　
    Max IO（write）：
　　测试写入尺寸为512Bytes，0%读取操作，随机率为0%，即为100%连续写入，队列深度256，用于检测磁盘子系统的最大写能力。

Max IO读取

Max IO写入

    从结果来看不出意料的是Asino 5241NR的Max IO读取获得一个很高的分数，最高已经接近10万，并且曲线随着队列深度的增加而稳定增加，体现出了磁盘良好的读取能力。而Max IO写入并不高，这和阵列模式以及RAID卡有关。RAID 5阵列在写入时需要向磁盘写入奇偶校验信息，所以写入数据的速度比对单个磁盘进行写入操作稍慢。此外RAID卡运算芯片以及缓存也会对写入性能有所影响。

    4、负载测试

    负载测试采用IXIA 400T测试仪模拟客户端，通过Web访问的方式来测试服务器负载，我们设计了一个最小的静态页面和动态页面来测试服务器的最大请求数。首先在服务器上启用IIS，发布网页。在测试静态页面的时候我们利用IXIA测试仪模拟20000个客户端来进行访问；在测试动态页面的时候使用ASP动态页面配合ACCESS数据库，将客户端调整为1200个来进行测试。

静态页面测试

    我们测试的是200秒内IXIA 400T测试仪访问服务器test.htm静态页面所达到的请求数，从结果来看在第8秒达到峰值36749，在第14秒之后曲线逐渐趋于平缓，服务器处理请求数达到了饱和，基本维持在32000左右。其间网络占用率20%左右，CPU占用率10%左右。

动态页面测试

    在更要求处理器性能以及内存带宽的动态页面测试中，采用Nehalem-EP至强的Aisino 5241NR展示出了强悍的一面，对于并发请求数的处理能力要明显高于上一代的至强5400处理器。动态页面测试是通过IXIA模拟用户访问index.asp页面来获得最后成绩，我们依旧节选了0至200秒的测试成绩，观察在0-200秒这段时间内的波动变化，8秒时处理请求数达到峰值543，处理器达到满载。之后曲线平稳，表示服务器能够处理的并发请求数已经饱和，平均在520个左右。测试期间处理器满载，网络占用率5%。

    5、功耗测试

    采用功耗测试仪测试功耗较为简单，将功耗测试仪连接进入服务器电源电路即可。测试结果：

功耗测试结果
通电不开机	5.2W
启动瞬间峰值	245.0W
进入系统后服务器空载	210.5W
服务器满载	270.5W

    我们是在使用IXIA 400T测试仪，利用动态页面测试将处理器利用至满载情况来测试服务器满载功耗。

    6、热量测试

    为了模拟实际应用中的温度情况，我们是在进行网络负载测试之后进行的温度测试。

热成像图（点击放大）

    测试室温24。7摄氏度，最高部件温度52.8摄氏度，平均温度27.3摄氏度。通过热成像图可以看到，由于进行了大量的I/O吞吐，北桥、网卡芯片、磁盘阵列卡以及出风口等部分温度较高。

六、总结

    经过一段时间的测试，笔者认为航天联志5241NR服务器优点主要有以下几个方面：

    在机箱外观以及内部结构上采用较为普通的设计，但是采用了品质较好的部件，如主板、电源、内存等。做工用料较扎实，在长时间的高强度负载测试中表现稳定。

    性能表现可圈可点，如磁盘子系统读取平稳快速，适合数据库、文件服务等应用；内存带宽相对上一代平台有明显提升，可促进服务器在数据库、文件、Web以及视频等应用中的性能；负载测试是对服务器综合性能的一个考验，5241NR在负载测试中表现优良，当然Nehalem平台是最大的促进因素，但也显示服务器配置没有明显短板。

    值得一提的是航天联志5241NR附件较齐全，提供了用户手册、软驱、驱动程序光盘和制作引导程序用的软盘，方便了服务器的部署。从这些细节上可以看出厂商对于对于客户的务实态度。

附件较齐全

    当然，这款服务器还存在一些不足之处，如前置接口较少，仅提供了一个USB接口，没有前置VGA接口；散热系统设计较简单，高负载情况下温度偏高；功耗控制表现一般，这也和磁盘数量较多有关。总体来看，这款国产自主品牌的航天联志5241NR综合素质令人满意，符合其部门级服务器定位，可以满足多种商业计算和应用需求。