اجزای تشکیل دهنده سرور: راهنمای جامع شناخت قطعات سرور فیزیکی

در قرن بیست و یکم که تمام جوانب زندگی ما وابسته به دنیای دیجیتال است، سرورها به عنوان ستون فقرات زیرساخت‌های فناوری اطلاعات، نقشی بی‌بدیل ایفا می‌کنند. درک اجزای سرورهای فیزیکی به ما کمک می‌کند تا دید بهتری از این زیرساخت بدست آوریم. از کسب‌وکارهای کوچک گرفته تا شرکت‌های بزرگ و مراکز داده عظیم، برای پردازش، ذخیره‌سازی و مدیریت اطلاعات خود به این ماشین‌های قدرتمند متکی هستند.

اما یک سرور دقیقاً از چه اجزایی تشکیل شده است و هر یک از این قطعات چه وظیفه‌ای بر عهده دارند؟ این مقاله با هدف ارائه یک راهنمای جامع و کاربردی، به تشریح دقیق قطعات کلیدی سرور مثل مادربورد، سی‌پی‌یو، رم، هارد، نحوه عملکرد آن‌ها، معیارهای انتخاب هوشمندانه و اصول نگهداری صحیح می‌پردازد. با مطالعه این راهنما، شما قادر خواهید بود با دیدی بازتر نسبت به خرید سخت‌افزار سرور خود تصمیم‌گیری کرده و عملکرد بهینه زیرساخت خود را تضمین نمایید. با ما در آرتیان همراه باشید.

اجزای اصلی سرور و نقش آن‌ها در عملکرد سیستم

یک سرور مجموعه‌ای پیچیده از قطعات سخت‌افزاری است که هر یک وظیفه خاصی را برای اطمینان از عملکرد پایدار، قابل اعتماد و کارآمد سیستم بر عهده دارند. شناخت دقیق اجزای سرور و تعامل آن‌ها با یکدیگر، اولین گام برای مدیریت و بهره‌برداری موثر از سرورهاست. در ادامه به بررسی مهم‌ترین قطعات هر سرور می‌پردازیم.

1.    مادربورد سرور (Server Motherboard)

• تعریف و نقش: مادربورد سرور، برد مدار چاپی اصلی (PCB) و مرکزی است که تمامی اجزای دیگر سرور فیزیکی مانند پردازنده، حافظه، کارت‌های توسعه و درایوهای ذخیره‌سازی را به یکدیگر متصل کرده و ارتباط بین آن‌ها را مدیریت می‌کند.
  این قطعه زیرساخت حیاتی برای تبادل داده و انرژی در سرور محسوب می‌شود. کیفیت و قابلیت‌های “مادربورد سرور اختصاصی” تاثیر مستقیمی بر پایداری، عملکرد و قابلیت ارتقاء سرور دارد.
• چگونگی عملکرد: مادربورد دارای سوکت‌ها، اسلات‌ها و کانکتورهای متعددی است که هر قطعه در جایگاه مخصوص خود قرار می‌گیرد. چیپ‌ست (Chipset) موجود بر روی مادربورد، وظیفه کنترل جریان داده‌ها بین پردازنده، حافظه و سایر اجزا را بر عهده دارد. مسیرهای ارتباطی (Bus) نیز سرعت و پهنای باند انتقال اطلاعات را تعیین می‌کنند. به عنوان مثال پردازنده از طریق سوکت مخصوص خود به مادربورد متصل شده و از طریق باس‌های پرسرعت با حافظه رم و کارت گرافیک (در صورت وجود) ارتباط برقرار می‌کند.
• معیارهای انتخاب:
  • فرم فاکتور: ابعاد و طرح‌بندی مادربورد مانند ATX, E-ATX, SSI EEB که باید با شاسی سرور سازگار باشد.
  • نوع سوکت پردازنده: باید با پردازنده انتخابی سازگار باشد؛ مثلاً LGA 3647, LGA 4189  برای پردازنده‌های اینتل زئون (Xeon).
  • چیپ‌ست: قابلیت‌ها و امکانات مادربورد مانند پشتیبانی از تعداد و نوع حافظه، تعداد پورت‌های SATA/SAS  و اسلات‌های PCIe را تعیین می‌کند.
  • تعداد و نوع اسلات‌های حافظه: تعیین‌کننده حداکثر ظرفیت و نوع حافظه قابل پشتیبانی؛ مثلاً DDR4 یا DDR5.
  • اسلات‌های توسعه: تعداد و نوع اسلات‌های PCIe برای نصب کارت‌های شبکه، RAID کنترلرها و سایر کارت‌های توسعه.
  • پورت‌های ورودی/خروجی: شامل پورت‌های  USB، پورت‌های شبکه، پورت‌های سریال و پورت‌های مدیریت از راه دور، مانند  IPMI.
• نکات نگهداری و عیب‌یابی:
  • اطمینان از تهویه مناسب داخل شاسی برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد مادربورد.
  • بررسی دوره‌ای اتصالات و کابل‌ها.
  • به‌روزرسانی منظم Firmware/BIOS مادربورد از وب‌سایت سازنده.
  • در صورت بروز مشکل، بررسی کدهای خطای POST (Power-On Self-Test) و دفترچه راهنمای مادربورد.

بیشتر بخوانید: سرور چیست؟ راهنمای جامع آشنایی با سرور و زیرساخت‌ها

2.    سی پی یو سرور (Server CPU)

• تعریف و نقش: واحد پردازش مرکزی یا CPU، به عنوان مغز سرور، مسئول اجرای دستورالعمل‌ها، انجام محاسبات و پردازش داده‌ها است. عملکرد کلی سرور، سرعت پاسخ‌دهی به درخواست‌ها و توانایی اجرای همزمان چندین وظیفه، به شدت به قدرت و تعداد پردازنده‌های نصب شده بستگی دارد. “انتخاب CPU سرور” مناسب، یکی از مهم‌ترین تصمیمات در پیکربندی سرور است.
• چگونگی عملکرد: سی پی یو دستورالعمل‌ها را از حافظه رم دریافت کرده، آن‌ها را کدگشایی و سپس اجرا می‌کند. این فرآیند شامل عملیات محساباتی، منطقی، کنترلی و ورودی/خروجی است. پردازنده‌های سرور مدرن دارای چندین هسته (Core) هستند که هر هسته می‌تواند یک رشته (Thread) پردازشی را به طور مستقل اجرا کند.
  حافظه نهان (Cache) داخلی CPU نیز برای دسترسی سریع‌تر به داده‌های پرکاربرد استفاده می‌شود. برای مثال، یک وب سرور با CPU قدرتمند می‌تواند به درخواست‌های متعدد کاربران برای بارگذاری صفحات وب به سرعت پاسخ دهد.
• معیارهای انتخاب:
  • تعداد هسته‌ها: برای پردازش موازی و اجرای همزمان چندین برنامه اهمیت دارد.
  • فرکانس پردازنده: یا Clock Speed با واحد گیگاهرتز (GHz) اندازه‌گیری شده و نشان‌دهنده سرعت اجرای دستورالعمل‌ها توسط هر هسته است.
  • میزان حافظه نهان: حافظه  L1، L2  و L3؛ هرچه حافظه Cache بیشتر باشد، دسترسی به داده‌ها سریع‌تر خواهد بود.
  • سازگاری سوکت: باید با سوکت مادربورد سرور همخوانی داشته باشد.
  • پشتیبانی از فناوری‌ها: مانند Intel Hyper-Threading یا AMD SMT برای افزایش تعداد رشته‌های پردازشی، و فناوری‌های مجازی‌سازی (Intel VT-x, AMD-V).
  • توان مصرفی: یا TDP بر انتخاب سیستم خنک‌کننده و منبع تغذیه تاثیرگذار است.
• نکات نگهداری و عیب‌یابی:
  • اطمینان از عملکرد صحیح سیستم خنک‌کننده (هیت سینک و فن یا خنک‌کننده مایع).
  • تعویض دوره‌ای خمیر حرارتی (Thermal Paste) برای انتقال بهتر حرارت از CPU به هیت سینک.
  • مانیتورینگ دمای CPU برای جلوگیری از آسیب ناشی از گرمای بیش از حد.
  • در صورت مشکوک بودن به خرابی CPU، تست با یک CPU سالم (در صورت امکان) یا مراجعه به ابزارهای تشخیص سخت‌افزار شرکت‌ها مثل AMD یا Intel.

3.    رم ECC سرور (ECC RAM)

• تعریف و نقش: حافظه دسترسی تصادفی  (RAM)، فضای کاری موقت سرور است که داده‌ها و دستورالعمل‌های در حال اجرا را نگهداری می‌کند. در سرورها به دلیل اهمیت حیاتی پایداری و جلوگیری از خطای داده، معمولاً از نوع خاصی از حافظه به نام “حافظه ECC سرور” (Error-Correcting Code)  استفاده می‌شود. این نوع حافظه قادر به تشخیص و تصحیح خودکار خطاهای تک‌بیتی در داده‌ها است.
• چگونگی عملکرد: حافظه ECC دارای چیپ‌های اضافی برای ذخیره کدهای تشخیص و تصحیح خطا است. هنگامی که داده‌ها در حافظه نوشته یا خوانده می‌شوند، این چیپ‌ها صحت داده‌ها را بررسی می‌کنند. اگر یک خطای تک‌بیتی شناسایی شود (مثلاً یک بیت از 0 به 1 یا بالعکس تغییر کند)، حافظه ECC می‌تواند آن را به صورت خودکار تصحیح کند و از کرش کردن سیستم یا خرابی داده‌ها جلوگیری نماید. برای مثال در یک سرور پایگاه داده، بروز خطا در حافظه می‌تواند منجر به ثبت اطلاعات نادرست شود، اما حافظه ECC این ریسک را به حداقل می‌رساند.
• معیارهای انتخاب:
  • ظرفیت:  میزان حافظه مورد نیاز بستگی به نوع کاربری سرور و تعداد کاربران دارد؛ مثلاً 32GB, 64GB, 128GB  و بیشتر.
  • نوع و سرعت: DDR4 یا DDR5 با فرکانس‌های مختلف؛ برای مثال، رم باید با مادربورد و CPU سازگار باشد.
  • ECC  یا Non-ECC: برای سرورها استفاده از حافظه ECC قویاً توصیه می‌شود.
• نکات نگهداری و عیب‌یابی:
  • نصب صحیح ماژول‌های حافظه در اسلات‌های مادربورد طبق دستورالعمل سازنده (توجه به چینش کانال‌ها).
  • اجرای تست‌های حافظه مانند MemTest86+ در صورت مشکوک بودن به خرابی یا ناپایداری سیستم.
  • اطمینان از سازگاری ماژول‌های جدید با ماژول‌های موجود هنگام ارتقاء.

بیشتر بخوانید: سرور فیزیکی چیست؟

4. هارد درایو سرور (Server Storage Drives)

• تعریف و نقش: درایوهای ذخیره‌سازی، محل نگهداری سیستم عامل، برنامه‌ها و تمامی داده‌های سرور هستند. انتخاب نوع و پیکربندی صحیح درایوها، تاثیر مستقیمی بر سرعت دسترسی به اطلاعات، ظرفیت ذخیره‌سازی و قابلیت اطمینان سرور دارد. درک “انواع هارد دیسک سرور” و SSDها برای تصمیم‌گیری آگاهانه ضروری است.
• چگونگی عملکرد:
  • درایوهای دیسک سخت (HDD – Hard Disk Drive): از صفحات مغناطیسی چرخان و هد خواندن/نوشتن برای ذخیره و بازیابی داده‌ها استفاده می‌کنند. معمولاً ظرفیت بالا و هزینه کمتری به ازای هر گیگابایت دارند.
  • درایوهای حالت جامد (SSD – Solid State Drive): از تراشه‌های حافظه فلش (NAND Flash) برای ذخیره‌سازی داده‌ها استفاده می‌کنند. فاقد قطعات متحرک هستند، بنابراین سرعت خواندن/نوشتن بسیار بالاتر، تاخیر کمتر و مقاومت بیشتری در برابر ضربه دارند.
  • رابط‌های رایج شامل  SATA اقتصادی‌تر هستند، SAS مناسب برای سرورها با قابلیت اطمینان و عملکرد بالاتر و  NVMeبسیار پرسرعت است و مستقیماً به گذرگاه PCIe متصل می‌شود.
• معیارهای انتخاب:
  • ظرفیت: میزان فضای مورد نیاز برای ذخیره‌سازی داده‌ها.
  • عملکرد: سرعت خواندن/نوشتن  و زمان دسترسی SSD ها به مراتب سریع‌تر از HDDها هستند.
  • نوع رابط (Interface): SATA, SAS, NVMe. انتخاب رابط به مادربورد، کنترلر RAID و نیازهای عملکردی بستگی دارد.
  • قابلیت اطمینان و دوام (Reliability and Endurance): MTBF (میانگین زمان بین خرابی‌ها) برای HDDها و TBW (Terabytes Written) برای SSDها. درایوهای کلاس Enterprise معمولاً دوام و قابلیت اطمینان بالاتری دارند.
  • فرم فاکتور: ۲.۵ اینچ یا ۳.۵ اینچ.
  • هزینه: تعادل بین عملکرد، ظرفیت و بودجه.
• نکات نگهداری و عیب‌یابی:
  • مانیتورینگ منظم وضعیت سلامت درایوها با استفاده از ابزارهای SMART (Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology).
  • انجام Defragmentation برای HDDها (در سیستم‌عامل‌های قدیمی‌تر، سیستم‌عامل‌های مدرن اغلب به صورت خودکار انجام می‌دهند). SSDها نیازی به Defragmentation ندارند.
  • اطمینان از تهویه مناسب برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد درایوها.
  • جایگزینی درایوهایی که نشانه‌های خرابی از خود نشان می‌دهند.

5.    کارت شبکه سرور (Server Network Interface/NIC)

• تعریف و نقش: کارت شبکه یا NIC، که به آن آداپتور شبکه نیز گفته می‌شود، قطعه‌ای سخت‌افزاری است که به سرور اجازه می‌دهد با شبکه محلی (LAN) و از طریق آن با اینترنت یا سایر شبکه‌ها ارتباط برقرار کند. تمام ترافیک ورودی و خروجی سرور از طریق NIC مدیریت می‌شود. استفاده از “کارت شبکه گیگابیتی سرور” یا حتی سرعت‌های بالاتر برای تضمین پهنای باند کافی ضروری است.
• چگونگی عملکرد: کارت شبکه یا NIC آدرس MAC منحصربه‌فردی دارد و داده‌ها را به بسته‌هایی تبدیل می‌کند که طبق پروتکل‌های شبکه مانند TCP/IP ارسال و دریافت می‌شوند. کارت‌های شبکه سرور معمولاً قابلیت‌های پیشرفته‌تری مانند پشتیبانی از VLAN tagging، تجمیع لینک یا Link Aggregation برای افزایش پهنای باند و افزونگی، و TCP Offload Engine برای کاهش بار پردازنده دارند.
• معیارهای انتخاب:
  • سرعت: 1GbE  (گیگابیت اترنت)، 10GbE، 25GbE، 40GbE، 100GbE. انتخاب سرعت به نیازهای پهنای باند سرور و زیرساخت شبکه بستگی دارد.
  • تعداد پورت‌ها: تک پورت، دو پورت، چهار پورت. پورت‌های متعدد امکان اتصال به شبکه‌های مختلف یا تجمیع لینک را فراهم می‌کنند.
  • نوع رابط یا Interface: معمولاً PCIe است.
  • نوع کانکتور: RJ45 برای کابل‌های مسی Twisted Pair، SFP+/SFP28/QSFP+/QSFP28 برای کابل‌های فیبر نوری یا  DAC (Direct Attach Copper).
  • پشتیبانی از ویژگی‌های پیشرفته: مانند SR-IOV، RoCE، iSCSI offload.
• نکات نگهداری و عیب‌یابی:
  • به‌روزرسانی منظم درایورهای کارت شبکه.
  • بررسی وضعیت فیزیکی کابل‌ها و اتصالات.
  • استفاده از ابزارهای تست شبکه مانند ping، traceroute، iperf برای تشخیص مشکلات ارتباطی.
  • مانیتورینگ ترافیک شبکه برای شناسایی گلوگاه‌ها یا فعالیت‌های مشکوک.

بیشتر بخوانید: بهترین شرکت‌های سازنده سرور در دنیا

6.    پاور یا منبع تغذیه سرور (Power Supply Unit/PSU)

·   تعریف و نقش: منبع تغذیه وظیفه تبدیل برق متناوب (AC) ورودی از شبکه برق شهری به ولتاژهای مستقیم (DC)  مورد نیاز تمامی اجزای سرور را بر عهده دارد. PSU باید توان کافی و پایدار را برای عملکرد بدون وقفه سرور تامین کند. در سرورها به دلیل اهمیت بالای آپ‌تایم، اغلب از منابع تغذیه با قابلیت افزونگی (Redundancy) استفاده می‌شود.

• چگونگی عملکرد: پاور سرور، برق AC را دریافت کرده و از طریق مدارهای الکترونیکی پیچیده، آن را به ولتاژهای مختلف DC تبدیل می‌کند. این ولتاژها سپس از طریق کابل‌های مخصوص به مادربورد، درایوها و سایر قطعات می‌رسند. “منبع تغذیه redundant سرور” معمولاً شامل دو یا چند ماژول PSU است که در صورت خرابی یکی، دیگری به طور خودکار وظیفه تامین برق را بر عهده می‌گیرد و از خاموش شدن سرور جلوگیری می‌کند.
• معیارهای انتخاب:
  • توان خروجی: یا Wattage باید متناسب با مجموع توان مصرفی تمامی قطعات سرور باشد. همیشه مقداری توان اضافی برای ارتقاهای احتمالی در آینده در نظر بگیرید.
  • رتبه بازدهی: استانداردهایی مانند 80 Plus (Bronze, Silver, Gold, Platinum, Titanium) نشان‌دهنده بازدهی PSU در تبدیل انرژی هستند. بازدهی بالاتر به معنای اتلاف انرژی کمتر و تولید حرارت کمتر است.
  • افزونگی: برای Redundancy قابلیت Hot-Swap و N+1 redundancy در سرورهای حیاتی بسیار مهم است.
  • فرم فاکتور: باید با شاسی سرور سازگار باشد؛ مثلاً ATX, EPS, یا فرم فاکتورهای اختصاصی سرور.
  • کانکتورها: تعداد و نوع کانکتورهای مورد نیاز برای تمامی قطعات.
• نکات نگهداری و عیب‌یابی:
  • تمیز کردن منظم فن PSU از گرد و غبار برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد.
  • بررسی اتصالات کابل‌های برق.
  • توجه به نشانه‌های خرابی مانند بوی سوختگی، صداهای غیرعادی یا خاموش شدن ناگهانی سرور.
  • در صورت استفاده از PSUهای  redundant، بررسی دوره‌ای وضعیت هر دو ماژول.

7. کنترل کننده RAID (RAID Controller)

• تعریف و نقش: RAID  یا Redundant Array of Independent Disks تکنولوژی‌ای است که چندین درایو ذخیره‌سازی فیزیکی را به صورت یک واحد منطقی ترکیب می‌کند تا کارایی، افزونگی داده یا هر دو را بهبود بخشد. کنترلر RAID چه به صورت سخت‌افزاری (یک کارت جداگانه یا تعبیه شده روی مادربورد) و چه نرم‌افزاری، وظیفه مدیریت این آرایه‌ها را بر عهده دارد. RAID در سرور برای حفاظت از داده‌ها و افزایش سرعت خواندن/نوشتن اطلاعات بسیار حیاتی است.
• چگونگی عملکرد: کنترلر RAID داده‌ها را بر اساس سطح RAID پیکربندی شده؛ مانند RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 6, RAID 10  بین درایوها توزیع یا تکثیر می‌کند.
  • RAID 0: داده‌ها بین چند درایو تقسیم می‌شوند.
  • RAID 1: داده‌ها به طور همزمان روی دو درایو کپی می‌شوند.
  • RAID 5: داده‌ها و اطلاعات پریتی (اطلاعات لازم برای بازسازی داده‌ها) در صورت خرابی یک درایو بین حداقل سه درایو توزیع می‌شوند.
  • RAID 6: مشابه RAID 5 اما با دو مجموعه اطلاعات پریتی، امکان خرابی همزمان دو درایو را فراهم می‌کند.
• معیارهای انتخاب:
  • نوع کنترلر: سخت‌افزاری (Dedicated RAID Card) یا نرم‌افزاری (Software RAID). کنترلرهای سخت‌افزاری معمولاً عملکرد بهتر و قابلیت‌های بیشتری دارند.
  • سطوح RAID قابل پشتیبانی: اطمینان از پشتیبانی از سطوح RAID مورد نیاز.
  • حافظه نهان یا Cache: کنترلرهای سخت‌افزاری اغلب دارای حافظه نهان اختصاصی همراه با باتری پشتیبان BBU برای افزایش سرعت نوشتن هستند.
  • تعداد پورت‌ها و نوع رابط: SATA یا SAS و تعداد درایوهایی که می‌تواند پشتیبانی کند.
• نکات نگهداری و عیب‌یابی:
  • مانیتورینگ منظم وضعیت آرایه RAID و سلامت درایوها از طریق نرم‌افزار مدیریت RAID مانند MegaRAID Storage Manager.
  • تعویض سریع درایو خراب در آرایه‌های افزونه‌دار در صورت پشتیبانی.
  • به‌روزرسانی Firmware کنترلر.
  • داشتن بکاپ منظم از داده‌ها، حتی با وجود RAID.

بیشتر بخوانید: سرور بومی آرتیان

جمع‌بندی

در این راهنمای جامع، ساختار و وظایف کلیدی هر یک از اجزای سرور بررسی شد تا خواننده بتواند به‌صورت هوشمندانه در خرید، نصب و نگهداری سخت‌افزار سرور تصمیم‌گیری کند. ابتدا مادربورد به‌عنوان بستر اصلی ارتباط بین اجزا و تأثیرِ فرم‌فاکتور، سوکت پردازنده و چیپ‌ست بر عملکرد آن تشریح شد. سپس نقش سی‌پی‌یوی سرور در پردازش موازی و اهمیت تعداد هسته‌ها، فرکانس و حافظه نهان و همچنین نکات خنک‌سازی بیان گشت. حافظه ECC به‌عنوان فضایی با توانایی تصحیح خودکار خطا معرفی شد و معیارهای انتخاب ظرفیت و نوع آن گفته شد. منبع تغذیه (PSU) با قابلیت افزونگی برای تضمین پایداری توان سرور مورد بررسی قرار گرفت. کنترلر RAID نحوه ترکیب و پشتیبانی از سطوح مختلف RAID را توضیح داد و پیش‌نیازهای آن بررسی شد. انواع درایوهای HDD و SSD و معیارهای سرعت، ظرفیت و رابط‌های مختلف ارائه گردید. در نهایت کارت شبکه (NIC) و ویژگی‌های آن برای اتصال پایدار به شبکه تشریح شد. برای دریافت مشاوره در انتخاب قطعات سرور و پیکربندی بهینه، با کارشناسان ما در پشتیبانی ArtianHPC تماس بگیرید.

منابع:

• Intel® Official Website
• ServeTheHome (STH)
• Supermicro® Official Website
• StorageReview.com
• AnandTech

سوالات متداول