I. Уводзіны
Крысталічны генератар (называецца XO) з'яўляецца адным з незаменных кампанентаў сучасных электронных прылад. У серверных сістэмах XO гуляе ролю «арыенціра часу», забяспечваючы стабільныя і дакладныя тактавыя сігналы для ўсёй сістэмы. З пашырэннем маштабаў цэнтра апрацоўкі дадзеных і ростам попыту на высокую надзейнасць і высокую прадукцыйнасць, роля XO ў серверах стала яшчэ больш важнай.
II. Асноўныя прынцыпы кварцавых генератараў
XO звычайна выкарыстоўвае кварцавы крышталь, які валодае п'езаэлектрычным эфектам і можа ствараць механічную вібрацыю пры падачы напружання. Шляхам пераўтварэння механічнай вібрацыі ў электрычны сігнал з надзвычай стабільнай частатой праз ланцуг фарміруецца тактавы сігнал, неабходны сістэме. Частата XO звычайна вагаецца ад некалькіх дзесяткаў кГц да некалькіх сотняў МГц.
III. Асноўныя сцэнарыі прымянення кварцавых генератараў у серверах
Генерацыя гадзінніка матчынай платы
Серверам патрабуецца некалькі тактавых сігналаў на матчынай плаце для каардынацыі працы некалькіх модуляў, такіх як працэсары, памяць, шыны PCIe і сеткавыя кантролеры. XO генеруюць некалькі тактавых сігналаў розных частот праз схемы PLL (Phase-Locked Loop) для забеспячэння сінхранізацыі паміж рознымі кампанентамі.
Сінхранізацыя працэсара і чыпсэта
Працэсары і чыпсэты патрабуюць стабільных апорных частот для высока-хуткаснага абмену дадзенымі. XO забяспечваюць асноўныя тактавыя сігналы для гэтых модуляў, і стабільнасць частоты непасрэдна ўплывае на прадукцыйнасць працэсара і ўзгодненасць дадзеных.
Гадзіннік сеткавай сувязі
Серверныя карты сеткавага інтэрфейсу (NIC) звычайна патрабуюць высока-дакладнай сінхранізацыі часу, асабліва ў такіх сцэнарыях прыкладанняў, як-частотны гандаль і сінхранізацыя дадзеных. XO забяспечваюць высока-дакладныя тактавыя сігналы для сеткавых узроўняў PHY і MAC і з'яўляюцца ключавымі кампанентамі для дасягнення дакладнай сеткавай сінхранізацыі.
Кантроль захоўвання і цэласнасць даных
Падсістэмы захоўвання, такія як RAID-кантролеры і кантролеры NVMe, абапіраюцца на дакладныя тактавыя сігналы для планавання даных і выпраўлення памылак. Высока-якасныя XO могуць палепшыць стабільнасць сістэм захоўвання і цэласнасць даных.
Размеркаваная сінхранізацыя часу
У сучасных размеркаваных вылічальных архітэктурах (такіх як HPC, высокачашчынныя гандлёвыя платформы) для сінхранізацыі часу выкарыстоўваюцца PTP (Precision Time Protocol) або NTP (Network Time Protocol). Высока-стабільныя XO (напрыклад, OCXO) служаць у якасці мясцовага апорнага часу, дапамагаючы паменшыць дрэйф часу і палепшыць агульную эфектыўнасць каардынацыі сістэмы.
IV. Асноўныя спецыфікацыйныя патрабаванні
Пры выкарыстанні XO ў серверных асяроддзях неабходна засяродзіцца на наступных ключавых тэхнічных характарыстыках:
|
Частата (МГц/кГц) |
Катэгорыя частаты |
Тыповыя прыкладныя модулі |
Апісанне/Заўвагі |
|
32,768 кГц |
Нізкачастотны-такт |
RTC (гадзіннік-рэальнага часу) |
Выкарыстоўваецца для захавання часу, калі сістэма знаходзіцца ў рэжыме чакання |
|
12/24/48 МГц |
Частата агульнага кантролю |
Кантролер USB, убудаваны кантролер і г.д. |
Распаўсюджаная ў перыферыйнай сувязі |
|
14,318 МГц |
Традыцыйная эталонная частата |
Гадзіннік BIOS, некаторыя старыя мікрасхемы гадзінніка |
Паступова выводзіцца з вытворчасці сучасных матчыных поплаткаў |
|
25 МГц |
Спасылка XO |
Сетка PHY, SATA, USB, тактавы генератар мацярынскай платы |
Вельмі распаўсюджаная апорная частата |
|
100 МГц |
Даведка па мацярынскай плаце |
CPU BCLK, PCIe clock, PLL input |
Агульная крыніца гадзінніка мацярынскай платы |
|
125 МГц |
Частата сеткавага інтэрфейсу |
Гігабітны Ethernet |
Эталонныя гадзіны SerDes або PHY |
|
156,250 МГц |
Высока{0}}частата хуткаснай сеткі |
Інтэрфейсы Ethernet 10G/25G/40G/100G |
Гадзіннік SerDes, распаўсюджаны ў -высакаскорасных сеткавых картах |
|
200 МГц |
Апорная частата памяці |
Кантролер DDR3/DDR4 |
Фактычная частата DDR - гэта значэнне пасля множання частоты |
|
312,5 / 625 МГц |
Частата SerDes |
Высока{0}}хуткасная сетка, PCIe PHY |
Гадзіннік перадачы паслядоўнай сувязі |
|
400–800 МГц |
Эталонны гадзіннік DDR5 |
Сістэма памяці DDR5 |
DDR5 мае больш высокую частату і больш жорсткія патрабаванні да гадзін |
|
2,5–5.0+ ГГц |
Частата ядра працэсара |
Ядро працэсара |
Атрымліваецца з BCLK (напрыклад, 100 МГц) пасля памнажэння частоты |
VI. Заключэнне
Нягледзячы на тое, што XO - гэта толькі невялікі кампанент сервера, яго роля вельмі важная. Няхай гэта будзе апрацоўка дадзеных, сеткавая сувязь або сінхранізацыя часу, стабільныя і надзейныя сігналы гадзінніка з'яўляюцца асновай працы сістэмы. З пастаянным паляпшэннем прадукцыйнасці сервера патрабаванні да прадукцыйнасці XO таксама растуць. Выбар адпаведнага рашэння XO з'яўляецца адным з ключоў да забеспячэння доўгатэрміновай-стабільнай працы серверных сістэм.
Кампанія Hangjing паставіла вялікую колькасць заказчыкаў у сервернай індустрыі багатымі рашэннямі і супастаўленнямі XO, а таксама можа забяспечыць адпаведную тэхнічную падтрымку.