I. Кіріспе
Crystal Oscillator (XO деп аталады) қазіргі заманғы электронды құрылғылардағы таптырмас компоненттердің бірі болып табылады. Серверлік жүйелерде XO бүкіл жүйе үшін тұрақты және дәл тактілік сигналдарды қамтамасыз ететін «уақыт анықтамасы» рөлін атқарады. Деректер орталығының масштабтарының кеңеюімен және жоғары сенімділік пен жоғары өнімділікке сұраныстың артуы жағдайында серверлердегі XO рөлі бұрынғыдан да маңызды болды.
II. Кристалды осцилляторлардың негізгі принциптері
XO әдетте кварц кристалын пайдаланады, ол пьезоэлектрлік әсерге ие және кернеуді қолданғанда механикалық діріл тудыруы мүмкін. Механикалық дірілді тізбек арқылы өте тұрақты жиіліктегі электрлік сигналға түрлендіру арқылы жүйеге қажетті тактілік сигнал қалыптасады. XO жиілігі әдетте бірнеше ондаған кГц-тен бірнеше жүздеген МГц-ке дейін ауытқиды.
III. Серверлердегі кристалдық осцилляторларды қолданудың негізгі сценарийлері
Аналық платаның сағатын жасау
Процессорлар, жад, PCIe шиналары және желі контроллері сияқты бірнеше модульдердің жұмысын үйлестіру үшін серверлер аналық платада бірнеше сағат сигналдарын қажет етеді. XO әртүрлі құрамдас бөліктер арасындағы синхрондауды қамтамасыз ету үшін PLL (фазалық{1}}құлыпталған цикл) тізбектері арқылы әртүрлі жиіліктегі бірнеше тактілік сигналдарды жасайды.
Процессор мен чипсеттерді синхрондау
Орталық процессорлар мен чипсеттер жоғары жылдамдықты деректер алмасу үшін тұрақты анықтамалық жиіліктерді қажет етеді. XO осы модульдер үшін негізгі тактілік сигналдарды қамтамасыз етеді және жиіліктің тұрақтылығы процессордың өнімділігіне және деректердің тұрақтылығына тікелей әсер етеді.
Желілік байланыс сағаты
Серверлік желілік интерфейс карталары (NIC) әдетте жоғары{0}}дәлдік уақыт синхрондауды қажет етеді, әсіресе жоғары жиілікті сауда және деректерді синхрондау сияқты қолданбалы сценарийлерде. XO желілері PHY және MAC деңгейлері үшін жоғары дәлдіктегі сағаттарды қамтамасыз етеді және дәл желілік синхрондауға қол жеткізудің негізгі құрамдастары болып табылады.
Сақтауды басқару және деректер тұтастығы
RAID контроллерлері және NVMe контроллерлері сияқты сақтау ішкі жүйелері деректерді жоспарлау және қателерді түзету үшін дәл сағат сигналдарына сүйенеді. Жоғары-сапалы XO құрылғылары сақтау жүйелерінің тұрақтылығын және деректер тұтастығын жақсарта алады.
Бөлінген уақытты синхрондау
Заманауи таратылған есептеу архитектураларында (мысалы, HPC, жоғары{0}}жиілік сауда платформалары), PTP (Precision Time Protocol) немесе NTP (Network Time Protocol) уақытты үндестіру үшін қолданылады. Тұрақтылығы жоғары XO (мысалы, OCXO) уақыттың ауытқуын азайтуға және жүйенің жалпы үйлестіру тиімділігін жақсартуға көмектесетін жергілікті уақыт анықтамасы ретінде қызмет етеді.
IV. Негізгі спецификацияға қойылатын талаптар
Сервер орталарында XO пайдалану кезінде келесі негізгі техникалық сипаттамаларға назар аудару қажет:
|
Жиілік (МГц/кГц) |
Жиілік санаты |
Типтік қолданбалы модульдер |
Сипаттама/Ескертпелер |
|
32,768 кГц |
Төмен-жиілік сағаты |
RTC (нақты{0}}уақыт) |
Жүйе күту режимінде болғанда уақытты сақтау үшін пайдаланылады |
|
12/24/48 МГц |
Жалпы бақылау жиілігі |
USB контроллері, енгізілген контроллер және т.б. |
Перифериялық байланыста жиі кездеседі |
|
14,318 МГц |
Дәстүрлі анықтамалық жиілік |
BIOS сағаты, кейбір ескі сағат чиптері |
Қазіргі заманғы аналық платаларда біртіндеп жойылды |
|
25 МГц |
Анықтама XO |
Желілік PHY, SATA, USB, аналық платаның сағат генераторы |
Өте кең таралған анықтамалық жиілік |
|
100 МГц |
Аналық плата анықтамасы |
CPU BCLK, PCIe сағаты, PLL кірісі |
Жалпы аналық платаның сағат көзі |
|
125 МГц |
Желі интерфейсінің жиілігі |
Gigabit Ethernet |
SerDes немесе PHY анықтамалық сағаты |
|
156,250 МГц |
Жоғары-Желі жиілігі |
10G/25G/40G/100G Ethernet интерфейстері |
SerDes сағаты,{0}}жоғары жылдамдықты NIC құрылғыларында жиі кездеседі |
|
200 МГц |
Жад анықтамалық жиілігі |
DDR3/DDR4 контроллері |
Нақты DDR жиілігі жиілікті көбейтуден кейінгі мән болып табылады |
|
312,5 / 625 МГц |
SerDes жиілігі |
Жоғары{0}}жылдам желі, PCIe PHY |
Тізбекті байланысты жіберу сағаты |
|
400–800 МГц |
DDR5 анықтамалық сағаты |
DDR5 жад жүйесі |
DDR5 жиілігі жоғарырақ және сағаттарға қатаң талаптар қояды |
|
2,5–5.0+ ГГц |
CPU ядросының жиілігі |
Процессордың ядросы |
BCLK (мысалы, 100 МГц) жиілікті көбейтуден кейін алынған |
VI. Қорытынды
XO сервердегі шағын құрамдас болғанымен, оның рөлі өте маңызды. Мәліметтерді өңдеу, желілік байланыс немесе уақытты синхрондау болсын, тұрақты және сенімді тактілік сигналдар жүйе жұмысының негізі болып табылады. Сервер өнімділігін үздіксіз жақсарту арқылы XO үшін өнімділікке қойылатын талаптар да артып келеді. Сәйкес XO шешімін таңдау серверлік жүйелердің ұзақ мерзімді тұрақты жұмысын қамтамасыз етудің кілттерінің бірі болып табылады.
Hangjing серверлік индустриядағы көптеген тұтынушыларды, бай XO сәйкестігімен және шешімдерімен қамтамасыз етті және сәйкес техникалық қолдау көрсете алады.