真枪实弹 单机竟然近300万TPM！

先将“冷酷”进行到底...

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仅凭一台双路服务器，在Oracle数据库性能测试中获得近300万TPM，是很难得的。每秒在线事务处理量（TPS）峰值超过5万，峰值TPM（每分钟在线事务处理量）逼近300万，而平均响应时间仅为3ms，各项曲线都非常平滑，意味着整个Oracle数据库平台运行平稳。

对于以Oracle数据库为代表的关键业务应用而言，性能高且平稳保持，必须要满足两大条件：首当其冲的是存储性能要好。NVMe SSD的出现使得存储性能大幅提升，提供了满足数据库类关键业务应用所需的性能；NVMe SSD的应用，使得整个系统的瓶颈由原来的存储转向了计算，对服务器的性能提出了更高的要求——在线事务处理（OLTP）类的数据库通常都是重负载应用。企事录实验室曾利用NVMe SSD在四路服务器，或者多台（四路）服务器组成的Oracle RAC环境中，获得过更高的Oracle数据库性能。但在双路至强（Xeon）服务器上，却很难突破200万TPM，即便使用的是相同的NVMe SSD，其原因就在于服务器的计算性能终归有限，之前的双路处理器无法提供更高的计算能力。

提高处理器性能有两种做法：高主频和多内核。高主频会带来处理器的TDP（Thermal Design Power，热设计功耗）指数上升，相比高主频，多核设计更适合服务器领域。但是这些变化都意味着处理器需要更高的TDP来支持，TDP的提升意味着还要解决另外一个问题——散热。对于部署在数据中心里的服务器而言，风冷是目前最普遍的手段，如何优化散热效率则是服务器能具备更好性能的关键因素。

对于销量最大的2U双路机架式服务器而言，散热设计显得尤为重要。2U的机箱高度限制了使用更大口径散热风扇的可能；其次，由于高性能的设备越来越多，例如NVMe SSD广泛应用、GPU大量进驻服务器……相应的服务器电源功率也从早期不到1000W攀升到2000W级别，如何实现更高的散热效率成为摆在服务器厂商面前的一个难题。

散热问题在戴尔前几代服务器（比如13G的R730）中并没有如此严峻，其原因在于，英特尔最新一代的至强可扩展处理器（Xeon Scalable Processor，Xeon SP）在拥有更多内核、更多I/O之后，功耗显著提升——以顶配的至强铂金版8180为例：

提供28个物理核心，默认主频就达到了2.5GHz ，睿频支持3.8GHvz，TDP达到205W，比之前至强E5-2699 v4处理器TDP（145W）提升了40%左右，双路服务器在处理器环节的散热就增加了120W。即使是企事录测试的这台R740xd服务器中配置的黄金版6130处理器（约相当于上一代E5-2660 v4），单颗处理器功耗也从上一代的105W提升到现在的125W，双路服务器内仅CPU就增加了40W功耗。尽管CPU针脚和安装方式都有巨大的改变，但留给散热器的空间并没有增加，因此对散热片、风道的优化设计要求也就更高了。

除了CPU需要更好的散热之外，NVMe SSD相关高性能设备的加入，也变相提升了散热需求：Dell PowerEdge R740xd内部组件，为了满足12个U.2 NVMe SSD全速工作的需求（工作在PCIe 3.0 x4），戴尔在R740xd内部的3个PCIe x16插槽上安装了三张PCIe扩展卡；新一代Skylake平台提供性能更好25GbE网卡也已经成为14G的标识。这些板卡自身需要散热，而且还占据了服务器背部的散热空间。

送测的这台R740xd服务器配置的至强黄金6130处理器，是面向主流市场的高端产品，而R740xd可以支持支持全系列的至强可扩展处理器，包括最高端的铂金8xxx处理器，但散热器也要更换成相应的型号，以满足更高的散热需求。考验来了：换用旗舰版的铂金8180处理器，服务器的整体性能将进一步飞跃，前提是服务器的散热跟得上——特别是不更换这两个为125W级别TDP设计的散热器。你高我胆大。企事录用两颗铂金8180处理器直接替换了原厂的黄金6130处理器，依然使用原厂的散热片，令人惊讶的是虽然单颗处理器的TDP从125W升到了205W，增加了80W，双路就是160W——比单颗至强E5-2699 v4还要高！但是无论是在待机还是Oracle数据测试环节，R740xd都表现出了国际大厂的稳定范儿：在室温28℃环境中，处理器待机温度在35℃上下，在Oracle数据库的满负载测试中，两颗处理器都稳定在85℃以内（如下图iDRAC截屏），相信如果更换官方针对型号的散热器，降到80℃以下应无问题。而且在Oracle数据库测试过程中，R740xd的散热噪声并没有特别夸张，虽然较使用6130安静的整机相比噪音增大了许多，但是依然属于可以接受的噪音范围，即便在机器边调试设备也不会觉得烦躁，何况服务器要部署在数据中心里。

用配给125W处理器的散热器都能将205W的8180满负载镇压在85℃，显示出戴尔在14G服务器上优秀的散热设计。要知道14G设计之初就是要满足在2U高度下的2000W的热功耗散热需求的，也就是说可以满足两颗205WTDP处理器+3块250W GPU，以及内存、硬盘等其它设备的满配散热需求。

新一代的14G提供业界最佳的散热能力，以系统气流为核心设计的新型机箱机械结构带来了如下的散热增长：R740XD增加17-50%系统气流(和R730XD 比较)R640 增加15% (和R630比较)R740 增加11% (和R730比较)14G新一代的硬盘托架具有更大比例的散热孔槽，不但能减少气流的阻力，还为高发热的U.2 NVMe提供了足够的散热条件。当然，为了更高的性能和散热条件，最后企事录在测试中将这4块800GB的U.2 SSD间隔插在支持U.2的12个插槽上，这样可以获得更高的性能和更好的散热。



6个6厘米的对转风扇（单12W功率）分为左右两组，分别对应两组处理器+内存的风道，将气流导向需要的位置。因此我们才能使用125W的散热片压住了205W TDP的铂金版8180处理器的满负荷运行。

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