サーバレスの時代だけどハードウェアの話


# 色々なサービス利用しているときも社内で仕事をしているときにも、必ず奴らはいる・・・！
AWSやGCPなどクラウドサービスやサーバレスといった、ハードウェアを意識する必要ない時代になったと
ハードウェア好きとしては寂しさを感じる今日このごろです。
PCについてもスペックや信頼度がどんどん上がり、PCでのトラブルなんてだいぶ少なくなった気がします。

そんな中、実際のサーバを見たことない人やそもそもCPUやメモリなんてものを実際にみたことないエンジニアの若人が
結構いるので、サーバや利用しているPCはどんなふうになっているかを、簡単にでも絵でイメージしていただけばと思いっておます。

なので見たことも無いものを見てもらって少しでもイメージが湧いてくれたらなっと思っているので
写真多めで、詳細は少なめで行きます。知っている人には退屈なものかと思いますがご了承ください。



# 体表的なハードウェア

## システムボード・マザーボード
メーカーにより呼び方が違うのですが、同じものを指します。
CPU・メモリなどが接続される大元の基盤です。
今回は説明しませんが、写真に出てくる緑の部分となります。

NICやUSB、SAST/SASなど備えており、背面などに出ているポート類は
システムボードに直接ついています。

## CPU
Central Processing Unit
日本語にすると中央処理装置
高スペックになればなるほど、電気を食い大きな熱が発生します。
排熱処理がうまく出来ないと熱暴走で停止してしまったりするので
排熱処理は用途によって考えられています。

## メモリ
CPUが人間だとするとメモリは人間が作業するための机を想像してもらえると良いかと思います。
机が広ければ広いほど、仕事に必要な資料などを出しておくことが可能となります。
メモリが足りなくなる＝机のスペースが足りなくなるなので机の上の整理が発生し
動作が重くなってきます。

## HDD/SSD
価格が安く大容量のHDD
高価だがリード・ライトが早いSSD
両方とも補助記憶装置です。
HDD/SSDはデータを保存できるところです。
ファイルなどを保存しておき、必要があればメモリに展開します。

## 電源
各パーツに必要な電力を供給します。
サーバだと電源の冗長化で2つ搭載されたり、
ゲーミングだとコンビニの電子レンジなみに出力がある電源を搭載していることもあります。



# サーバとは！PCとは！
## まずは見た目
### サーバ（1U）
<img src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/57299/9335c110-7605-5f82-892c-4d2ffdf1b159.jpeg" width=50%>

サーバと言っても形はたくさんあります。
上の画像は1Uサーバとかラックマウント型サーバとか言われる形です。
1Uとは、高さ約45mm×幅約19インチ×奥行き約540mmという大きさで
19インチラックにマウントできる規格です。
なお、1Uはサーバ機器だけでなく音響機材などにも利用されておりサイズです。

薄いので小さい面積で多くのサーバを格納することが可能で、
ラックにびっちりマウントされていると圧巻です。

機種はDELLのPowerEdge410という機種です。

### PC(デスクトップ)
<img src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/57299/cf0685cf-8641-1d5a-9dcb-a06fc8aa287a.jpeg" width=30%>
マウスコンピュータのデスクトップです。
今では立派にCMをやったりしてますが昔は比較的安く買えるPCだった記憶が。
ゲーミングPCなどでお世話になった人も多いのでは？
機種名はわかりませんでした。

形はミニタワーに分類されるサイズで、
デスクトップの中では小さにものとなります。

### PC(ノート)
<img src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/57299/a5b236d7-c218-b4d8-a97a-8508df043e1d.jpeg" width=50%>

ご存知ノートPC。年季が入ってますね。windows7が剥げかかってます。
LenovoのX220という機種です。
15インチやゲーミングノートなんてものもありますが、
基本は持ち運びが前提なので軽く小さいですね。

####　見た目は違うけども・・・？
実はサーバもPCも構成しているパーツは性能の違いはあれど、種類はほとんど同じです。
ただ形やコンセプトが違うと同じパーツでも色々変化があります。
では、実際に中身を見ていきましょう。

## CPU
### サーバ（1U）
<img src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/57299/e61d7feb-6b7e-a21f-23a9-ff56a5ab9f86.jpeg" width=30%>

赤枠の黒いカバー下にCPUなどが存在しています。
この黒いカバーはFANからくる空気を効率よくCPUとメモリに送る役割もしています。
薄い形なのでエアーフロー重症でうまく排熱出来ないと熱暴走でサーバ停止に陥ります。
下記画像手前が全面で矢印が空気が流れる方向で背面に排気します。

<img src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/57299/c99c8df2-0866-8945-c7fd-bcec270dc511.jpeg" width=40%>

黒いカバーを外すと
<img src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/57299/8c74e7c5-bfdc-2f2c-823a-bc1c59acae02.jpeg" width=40%>
CPU、を冷やしているヒートシンク（銀色の金属部分）が出てきます。
CPU本体はこの下にあります。
<img src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/57299/3684bc83-1892-bbee-b382-317e2b42ec13.jpeg" width=40%>
赤枠の部分がCPUです。
なんかクリーム状のものがついていますがこれはCPUグリスと言われるものです。
なぜこんなものが必要かというと、CPUの表面もヒートシンクも金属なので目で見て平でも、
接着した際にたくさんの隙間が出来てしまいます。
そこでグリスを塗布することでその隙間を埋め熱伝導率をあげ効率よく冷やすようになっています。

CPUを取り外します。
<img src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/57299/01226f0e-c27f-b2cc-5beb-4c2c2ecb8fef.jpeg" width=30%>  <img src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/57299/021ac950-4f22-c275-b5c6-ef45991f3580.jpeg" width=30%>
左がCPUです。Intel製の[XEON L5520](https://ark.intel.com/content/www/jp/ja/ark/products/40201/intel-xeon-processor-l5520-8m-cache-2-26-ghz-5-86-gt-s-intel-qpi.html)です。
右側がCPUが格納されていたCPUソケットと言われる部分です。
画像だと分かりづらいかもですが、細かいピンがいくつも立っていてそれがCPUと触れる形になっています。
ソケットの規格は[LGA1366](https://ja.wikipedia.org/wiki/LGA1366)です。
10年前くらいに発売されたものですね。

#### CPUが2つ搭載できるよ！
<img src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/57299/0898b9f6-71d0-e5ab-41c0-7047fde5ec1f.jpeg" width=30%>
実は背面側にももう一つCPUソケットが存在している。
なので最大2つのCPUがこのサーバには搭載できます。
ちなみに、メモリスロットはCPUとセットなので、1CPUで8枚メモリを指しても4枚しか認識しない。

### PC（デスクトップ）
デスクトップの側面パネルを開けた状態が↓
<img src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/57299/751280a5-6054-9dc8-41ea-00888aa80fe1.jpeg" width=30%>
赤枠部分がCPUがあるところ。
サーバとの大きな違いはCPUファンがどかっと真上についています。
CPUファン → ヒートシンク → CPUの並びでついています。
このCPUファンはマザーボードに向かって風を吹きかける構造になっています。
1Uサーバと違い、空いた空間が大きく熱がこもりづらいのでデスクトップだとこの形が多いです。
※ゲーミングなどになると高スペックなCPUやGPUが入ってくるのでエアフローを考慮する必要があります。

ばこっと
<img src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/57299/66bdce21-5570-fb0b-473f-e6b92994f845.jpeg" width=30%>
サーバとおなじくグリスがついています。
同じように外すと
<img src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/57299/763244c2-ea38-67e5-8404-56a1c7c4dab8.jpeg" width=30%> <img src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/57299/a2b16dca-df3d-5e5c-d953-073b79568161.jpeg" width=30%>
CPUは[Core™ i7-4790](https://ark.intel.com/content/www/jp/ja/ark/products/80806/intel-core-i7-4790-processor-8m-cache-up-to-4-00-ghz.html)
ソケット規格は[LGA1150](https://ja.wikipedia.org/wiki/LGA1150)
サーバに乗っていたものとほぼ同じですがサイズとか違います。
こちらは6年位前のものですね。

### PC（ノート）
で、ノートですがこれがバラすのが大変なのと
小さい中によく詰め込んだなっという関心でテンションが上がったり
僕では固くて回しきれなかったネジを上司がサクッと回してくれたりと
しているうちに途中経過の写真を撮るのを失念しておりました・・・。

なのでいきなり、
<img src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/57299/60b0e826-5682-fdc6-7365-f016444b3e0f.jpeg" width=50%>
この状態からです。
ノートPCの場合、キーボードの真下に殆どのパーツが入っているので効率よく冷やす必要がりますが
そもそも空気が抜けるスペースがほとんどありません。
なのでFANで底面から空気を吸気し側面（矢印の方向）に排熱します。
冷やすものは、オレンジ色したヒートパイプです。
これが銅で出来ていてCPUの部分にまで伸びていて
FANの部分で銅を冷やすことでCPUの熱を吸収しています。

ではバコッと、
<img src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/57299/0233e7eb-0edb-d61a-bd16-c00756be04bf.jpeg" width=50%>　<img src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/57299/38d70dc7-512f-c45e-edcd-dcddd74538c0.jpeg" width=30%>
例にもれずグリスが塗布されています。
切れに拭き取ってみる
<img src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/57299/0500135b-852a-243e-bb05-be4f8ed91b9a.jpeg" width=30%>
ちょーつやつや。
CPUにiPhoneのカメラ、隣のチップセットにはappleのロゴが写り込んでますね。
残念ながらここからCPUスペックまでは判明しませんでした。

## メモリ

### サーバ（1U）
<img src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/57299/f878bd09-78a9-79b4-c9bb-911123c63d12.jpeg" width=30%>
CPUの隣にあります。
このタイプは4スロットあり1CPUあたり4枚まで拡張可能です。
<img src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/57299/9139fba4-5657-b9cb-5ada-5c836c1a6d44.jpeg" width=30%>
2GBが2枚刺さっていました。
規格は、PC3-8500E（DDR3-1066）で一世代前のものですね。
「E」がついているものはECC付きモジュールとなります。
ECCの説明はウィキペディアさんを参照してください→[ECCメモリ](https://ja.wikipedia.org/wiki/ECC%E3%83%A1%E3%83%A2%E3%83%AA)
簡単に言うとデータの信頼性を確保するために利用する機能でサーバ用途に用いられます。
PCで利用されるものとは大きく違う部分です。

### PC（デスクトップ）
<img src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/57299/eb5ee9ce-bd56-f0ba-da83-d4074238cddb.jpeg" width=30%>
こちらもCPUの隣にあります。
2本しか刺せないタイプです。
<img src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/57299/29107feb-f257-5416-db25-84db5c51b13f.jpeg" width=30%>
8GB x 2で16GBです。
規格は、PC3L-12800U
PC3Lは低電力に対応したメモリで消費電力が低く設定されています。


### PC（ノート）
ノートPCはもう、寄木細工の如く組み込まれているのですが
実は拡張しやすいようメモリやHDDは比較的アクセスできやすい場所にあります。
特にThinkPadはその傾向が顕著です。

<img src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/57299/90e28101-8b46-e80c-d908-7dee5e0dfaa7.jpeg" width=30%>
この赤枠部分のネジを外すと
<img src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/57299/a514df60-8538-6693-ae63-14cf1f862012.jpeg" width=30%> <img src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/57299/fbb89db7-3711-c5d3-4d67-328c4412a86a.jpeg" width=30%>
2枚刺さっていました。矢印方向につまみを引っ張ると勝手に迫り上がって来ます。
<img src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/57299/5c23e970-2814-b384-d20a-1776c772531c.jpeg" width=30%>
別メーカのものが刺さっていたので、おそらく片方があとから増設されたものかと。
規格は両方とも、PC3-10600S。サーバやデスクトップと比べて小さいサイズの規格となっています。

## HDD/SSD
先に言っておきますとSSD搭載機器はありません！

### サーバ
全面 <img src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/57299/ca85fb91-b64d-e1c4-9a24-f80af7ebf68e.jpeg" width=30%>
上部 <img src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/57299/9c614095-791a-5436-4388-a3983c6de48a.jpeg" width=30%>
サーバのHDDは、全面からアクセスできるようになっているものがほとんどです。
例えばこの機種の場合、HDD2台積んでおりRAID1（ミラーリング）で運用していました。
1台が故障したとしても、サーバを稼働させながら全面から引き抜き、HDD交換して再度接続すれば復旧可能です。
（この機能をホットスワップと呼びます。）
<img src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/57299/bbf8ab4c-d13f-f65a-7dae-eb5574ebadfd.jpeg" width=30%>
こんな感じで引き出します。

サーバのHDDは、回転数が早く書き込み・読み込みがPC向けのものと比べると高速になります。
また、HDD用のライトキャッシュがあるサーバなど書き込みが高速になる機能を搭載したものもあります。

ちなみにこの大きさを3.5インチと呼びます。

### PC（デスクトップ）
残念なことに壊して良いと言われたデスクトップにHDDは搭載されていませんでした。。。
が、搭載されている箇所が面白かったので画像だけでも。
<img src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/57299/e17791fc-9feb-439c-108b-5e439cabaeb5.jpeg" width=30%>
赤枠部分にDVDドライブがマウントされているのですがその真下です。
<img src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/57299/885e4eb3-24f2-e84d-6fbd-ac7f20997893.jpeg" width=30%>
赤枠に今何も無いですがここが3.5インチベイでここにHDDが入っていたようです。
デスクトップとはいえ、ミニタワー。うまく組み込んでますね。

### PC（ノート）
交換しやすいことに定評のあるThinkPad。
HDDもアクセスが簡単です。
<img src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/57299/e8dd6681-9185-2ba5-577d-eaaf8e7dcc0f.jpeg" width=30%>
HDDマークがかすれてますがここのネジを外すと
<img src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/57299/c5062e11-6b48-c5aa-d0b0-f92a8d863305.jpeg" width=30%>
もうHDDが見えてます。
この黒光りしているフィルムみたいなものを引張るとHDDごとずるっと出ます。
<img src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/57299/110de3ab-260c-e2df-7de3-0dfda78e1f2a.jpeg" width=30%>
このHDDはサイズは2.5インチで容量は320GBとなります。


#### あれ・・・画像が貼れない。。。
どうやらqiitaの画像アップロード制限に引っかかたらしくこれ以上画像が貼れなくなりました(汗)
本当はスマフォもバラしたりしたのでそちらも紹介しようと思ったのですが残念です。。。

# 終わりに
なんだかんだで画像ばっか貼っていてあまり内容があるものでは無い気がしますが。。。
今まで目にしたことが無い人にとって少しでも興味を持ってもらえたら幸いです。

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