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服务器BMC总体介绍

08/14 14:50
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BMC基本功能

BMC的全称是Baseboard Management Controller,即基板管理控制器,是一个专门用于监控和管理服务器的控制器,经常也叫作带外(Out-of-Band)管理控制器,它不会占用带内(服务器CPU)的计算资源。

BMC位于服务器主板上,是服务器中一个独立的硬件模块。BMC主要有以下几个功能:

1. 管理设备信息:记录服务器信息,包括型号、制造商、日期、机箱信息、主板信息等;还记录BMC的版本等信息。

2. 管理服务器状态:对服务器各个部件(CPU、内存、硬盘、风扇、机框等)的温度、电压等状态进行检测,同时根据温度采集情况实时调整风扇转速;如果单板部件出现任何异常则及时上报给上层网管。

3. 远程管理服务器:远程控制服务器的开机、关机、重启、BIOS管理、系统安装、远程调试等。

BMC基本架构

下图展示了服务器中的BMC芯片(AST2500)和CPU计算单元的连接。BMC通过South bridge和North bridge连接到CPU。

BMC一般会有一个单独的CPU芯片,例如ARM的 Cortex 芯片。BMC控制器会有自己的RAM、Flash、调试接口等器件,只要服务器插上电源,BMC软件便快速运行起来。

BMC是一个独立的系统,它不依赖与系统上的其它硬件(比如CPU、内存等),也不依赖与BIOS、OS等,但是BMC可以与BIOS和OS交互,这样可以起到更好的平台管理作用,OS下有系统管理软件可以与BMC协同工作以达到更好的管理效果。

BMC一般是集成在主板上的一个芯片,对外表现形式是一个标准的RJ45网口,拥有独立的IP。

BMC的IPMI接口:

BMC通过不同的接口与系统中的其它组件连接,例如LPC、I2C、I3C、SMBus、USB、eSPI等接口。此外,还有一个非常重要的IPMI接口,它是与BMC匹配的接口,所有的BMC都需要实现IPMI接口。

IPMI全称是Intelligent Platform Management Interface,即智能平台管理接口。IPMI是一组交互标准管理规范,由Intel、HP、Dell和NEC公司于1998年共同提出,主要用于服务器系统集群自治,监视服务器的物理健康特征,如温度、电压、风扇工作状态、电源状态等。IPMI还负责以下管理功能:本地和远程诊断、控制台支持、配置管理、硬件管理和故障排除等。

下图是一个典型的使用BMC的ARM服务器系统架构。主要包括AP处理器(CPU)、MCP微控制器、BMC控制器、IO设备、PA-ROT等。

图中有一个Satellite Management Controller (SatMC),通常使用MCP微控制器实现,主要功能是监控启动进程、收集温度和功耗等SoC监测数据、记录RAS错误等。

PA-ROT会在执行前对从flash加载的任何固件进行认证,并主动监控固件存储以检测任何未经授权的更改。PA-ROT可以是一个独立的系统组件,也可以集成在BMC中。

BMC芯片厂商

目前全球市占率第一的芯片厂商为台湾的Aspeed公司(信骅技科技)。国内服务器主要使用的是Aspeed公司的BMC芯片,而其BMC固件一般采用美国AMI(安迈)公司的固件。

Aspeed公司成立于2004年,总部位于台湾。Aspeed在2016年收购了Broadcom旗下的Emulex Pilot远程服务器管理芯片业务,目前为全球第一大服务器BMC芯片供应商,占据了70%以上的市场份额。其最新的第八代BMC芯片为AST2700。

AMI公司成立于1985年,总部位于美国,目前是世界上最大的BIOS固件供应商。

国内服务器厂商主要包括:浪潮、曙光、联想等,其大多数的服务器产品都使用Aspeed BMC芯片+AMI BMC固件的组合。

随着自主可控服务器的不断发展,一些国内的服务器厂商开始在国产服务器产品中使用自研的BMC芯片和BMC固件。此外,华为也在其服务器上使用自研的BMC芯片和自研的BMC固件,实现了BMC芯片的安全可控。国内的龙芯、飞腾、芯海科技、中电科技等厂商也在积极自研BMC芯片。

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