刀片機中的刀片伺服器是指在標準高度的機架式機箱內可插裝多個卡式的伺服器單元，實現高可用和高密度。每一塊"刀片"實際上就是一塊系統主機板。它們可以通過"板載"硬碟啟動自己的作業系統，如Windows NT/2000、Linux等，類似於一個個獨立的伺服器，在這種模式下，每一塊母板運行自己的系統，服務於指定的不同用戶群，相互之間沒有關聯。
基本介紹
定義,對比試驗,產品細節,基本配置,價格對比,進步分析,小結結論,電力消耗,其他問題,局限性,小結,
定義
不過，管理員可以使用系統軟體將這些母板集合成一個伺服器集群。在集群模式下，所有的母板可以連線起來提供高速的網路環境，並同時共享資源，為相同的用戶群服務。在集群中插入新的"刀片"，就可以提高整體性能。而由於每塊"刀片"都是熱插拔的，所以，系統可以輕鬆地進行替換，並且將維護時間減少到最小。
對比試驗
為了弄清楚刀片伺服器和機架伺服器各自的優點和缺點，我們採用了IBM公司的兩種處於相同技術水平的伺服器系列――HS21和HS21 XM刀片伺服器，以及X3550和X3650機架伺服器，我們將測試重點放在兩類伺服器的績效水平、動力消耗以及易處理性這幾個指標上。因為不同廠商的刀片伺服器產品功能接近，我們認為這一測試結果也可推及其他刀片供應商，如戴爾、惠普等，儘管只用一個供應商的產品進行測試代表性可能不夠強。我們發現，刀片伺服器減少了硬體組件的電力消耗，但卻並未完全消除――這是總體使用成本（TCO）的決定性因素。相同性能的IBM刀片伺服器和機架伺服器相比，刀片伺服器能效更高，並且更容易使用。當只購買一台或兩台伺服器時，機架伺服器比刀片伺服器更便宜。從另一個角度說，採用刀片配置需要將產品鎖定在一個供應商身上，而機架伺服器則不需要，因為機架伺服器可以根據需要陸續增加。
產品細節
基本配置
上述兩款刀片機器採用了IBM Blade Centre H（BC-H）機箱，機箱內包括一台10GB的乙太網交換機，一台4GB的乙太網交換機和四台動力供給裝置。HS21XM採用的是2.33GHz英特爾四核CPU，HS21則採用了2.0GHz的CPU。HS21XM採用的是16GB的DDR2記憶體，HS21系列採用的是8GB的DDR2記憶體。
從說明書中可知，這兩款刀片伺服器在性能上與IBM的x3550機架伺服器接近，x3550的唯一優點在於機箱內部空間更大。IBM的x3560 2U伺服器包括三個RAID 5結構的RAID驅動，一個RAID控制器和一個熱備用磁碟。
價格對比
這兩款刀片伺服器的價格：HS21 7100美元；HS21 XM9800美元。此外，BC-H機箱的價格大概是17000美元。機架伺服器的價格是7900到9300美元，具體價格取決於CPU性能，附加記憶體量以及附加驅動器的RAID控制器數量。
刀片伺服器的問題在於其仍不能用來運行部分套用軟體，比如需要大量隨機、不定量存儲量擴展的套用軟體。
進步分析
儘管在CPU性能相當、記憶體配置相同的情況下，測試結果顯示兩類伺服器性能基本相同。但這並不盡然，我們的經驗表明所有供應商可以很快適應1U或者2U的模式，而刀片伺服器供應商卻不得不提前計畫以適應新的主機板元件組。
刀片伺服器的密度有時會阻礙其運行，刀片伺服器比機架伺服器重，刀片伺服器底板也有著潛在的缺陷。其次，採用刀片伺服器的數據中心往往只能鎖定在一個供應商身上，提供存儲區域網路（SAN）交換機或者乙太網交換機，因為這些設備必須放置在刀片伺服器的機箱內。對於大廠商來說，選擇的技術組件與當前的網路運行中心（NOC）相吻合。如果所有組件工作的協調性不高，費用仍將很低。
小結結論
我們測試的兩類伺服器性能非常接近，都採用了英特爾CPU（每台伺服器里一對），從速度的角度來看，由於有的採用RAID 1，有的採用RAID 5，所以稍有區別。我們通常使用的基準測試LMBench3顯示，處理器fork+exceve（這是用來處理I/O檔案和記憶體更換的）平均可執行289.9個微指令，這使速度提高了40%。所有伺服器的測試結果基本相同，只有HS21 XM樣機和x3650樣機上的RAID驅動器的NT-文檔系統和ext3-格式化驅動器速度快一點。同時由於X3650和x3550機組2.66GHz的CPU頻率，因此其性能也更好一些。
通過對這些伺服器性能特徵進行對比，我們可看到這些伺服器性能差別不大。
電力消耗
通常，人們並不夠重視大型伺服器運行過程中的最大支出：電力消耗。
IBM公司的刀片伺服器和機架伺服器預算比我們測試的要高一些。在我們的測試中，環境溫度比較低（大約是華氏68度），同時IBM公司沒能給我們提供完全組裝好的刀片伺服器機箱，這兩個原因使得電力消耗比預計的低。通過增加測量數量，我們獲得了14台組裝在機箱中的刀片伺服器和14台機架伺服器各個指標的對比結果。
如果數據中心冷卻和電力系統、以及數據中心所在地的地面承載狀況（地面的承載能力基本上要達到1噸）較好，從五年的電力消耗來看，一個裝滿刀片伺服器的機箱總運行成本最低。
與刀片伺服器的組件，以及組裝完好的刀片伺服器來進行對比，機架伺服器消耗的電能更多，而這導致了五年中機架伺服器的基礎結構支出的增加。機架伺服器可採用RAID 5，而儘管一台刀片伺服器由於配置附加存儲器而使支出增加，但是電力消耗仍低於機架伺服器。
最多可配置14個刀片的IBM刀片伺服器價格為117400美元。加上電力消耗（冷卻系統的費用不計入在內），總費用為123900美元。
對於x3550 1U伺服器，價格為7900到116700美元之間。加上六路10G乙太網和24路Gigabit乙太網交換機以及動力消耗支出，總支出將是129200美元。X3650的總資本支出為129800美元（每台9300美元），在增加了上述10G乙太網和Gigabit乙太網交換機並加上總電力支出後，費用是150700美元。
裝配好的BC-H刀片伺服器機箱和同樣數目的x3650伺服器，五年之後價格差別大約是18%。
其他問題
刀片伺服器的維修速度比機架伺服器快，這有多方面原因。首先，刀片伺服器的電力供給通常是由其他組件完成的，因此體積和重量都比較小。我們可以用三秒鐘時間將一個刀片從機箱中取出，而從機架上取出一個機架伺服器則需要一分鐘以上，這是線上路管理組件設計和配置合理的情況下。如果線路設計混亂，所需時間會更長。
我們測量了一旦一個機組從機架上取下來，進行記憶體和硬體驅動（伺服器管理員最經常更換的伺服器組件）更換所需的時間。從將設備重新裝入機架的時間，以及讓伺服器重新啟動繼續運行的時間來看，刀片伺服器花費的時間比機架伺服器短的多，因為機架伺服器的線路需要重新連線。
為何刀片伺服器的維修時間較短，原因是電力線路從80根減少到8根。以太電纜（銅纜或光纜）的數目也可以明顯減少，同時也減少了線路混亂的問題。
管理組件也帶來了附加費用的增長。我們測試IBM伺服器的過程中，採用IBM Director來管理測試伺服器。Director必須被安裝在機架伺服器或刀片伺服器上，並需要支付額外的安裝費用，儘管運行這一組件所需存儲量不大。
我們下載了各類作業系統，並利用Director將其配置在刀片和機架伺服器上。一些供應商按安裝次數或伺服器數目來對管理組件收費。核算這些套用軟體的費用很重要，因為這些軟體可節約時間。
局限性
刀片伺服器的隨機存儲介質是有限的。我們測試的刀片伺服器可進行RAID配置，但僅限於配置RAID 1或者RAID 0無冗餘磁碟陣列。這就意味著在這種情況下，容量被配置在伺服器中的驅動器限制在288GB（最大值，我們測試了兩個73GB的刀片伺服器驅動器）。有些人說288GB足夠了，但這是峰值，僅僅在ISCSI，光纖通道或其他SAN連線方式配置很好的情況下才能達到。
與此相對，通過採用四個驅動器，2U x3650的伺服器可內置一個RAID 5。這些驅動器，同內置於刀片伺服器的一樣，可更改以適應更大存儲需要，但是在機組已經開始運行某一套用軟體後，驅動器就不可再更改。
有了更多本地的可用空間，固定機架伺服器的本地存儲能力會更高。一些供應商在1U模式的機架伺服器上配置了相同的存儲量。如果未來存儲需求增長超過伺服器內的可用空間，那么刀片伺服器就需要連線到內置SAN。對於有SAN的企業，很容易開展刀片伺服器附屬檔案配置，並進行各式光纖SAN組裝。如果沒有SAN，可使用ISCSI，併入基於ISCSI虛擬流量通過乙太網所消耗的頻寬。
將附加I/O卡配置在刀片或機架伺服器上也是可行的。IBM產品將PCI以及PCI Express（PCI-E）卡配置在機架伺服器上，使其靈活性更高。刀片伺服器和機架伺服器的記憶體選項相似。
刀片伺服器另一個潛在的缺陷是供應商服務。如果你選擇了一個刀片伺服器供應商，你的企業就會被這一供應商的服務政策、組件的可用性所限制。在購買的伺服器配置為1U的情況下，企業不會受到限制，因為有眾多供應商提供1U產品，但是當購買的為組裝刀片伺服器的機箱時，企業對廠商的依賴度就會大大增加。
