凌晨 01:20，我在香港将军澳的一个 Tier 3 机房冷通道里，面前两个空位：一个 1U、一个 2U。客户要做高并发日志检索，要求 NVMe 池吞吐与随机 IOPS 都拉满，还要“别太吵”（因为同列还有语音转写业务，麦克风房间在热通道另一侧）。托管商给出的报价是 每 U 800 HKD/月，超额功率按 120 HKD/A 计费。是省钱上 1U 还是一次到位上 2U？我决定拉一轮完整评测再做选择。
测试环境 & 仪表方法
机房条件：冷通道 24 °C（±1 °C），相对湿度 50%（±5%），噪音底噪 48 dBA（A 计权，前方 1 m）。
电源：220–240 V @50 Hz，双路 C13/C19 PDU。
测温点：CPU、VRM、内存、NVMe Composite、进/出风口。
- 采集途径：ipmitool sensor、nvme smart-log、lm-sensors。
噪音：A 计权，距离服务器正前方 1 m，高度与机位中心等高。
功耗：智能 PDU 读数为准（以整机视角记录）。
持续时间：每组工况至少 30 分钟稳态后读数；峰值另行记录。
负载：
- CPU：stress-ng --cpu 64 --cpu-method matrixprod
- 存储：fio（4k rand 70/30、QD=64、每盘 16 线程；128k 顺序）
- 组合：CPU + 存储并发
硬件配置（两台尽量同构）
| 项 | 1U 方案（记为 1U-10NVMe） | 2U 方案（记为 2U-24NVMe） |
|---|---|---|
| 机箱 | 1U，10×U.2 NVMe 热插拔，6×40×28 mm 风扇 | 2U，24×U.2 NVMe 热插拔，7×80×38 mm 热插拔风扇 |
| 主板 | 单路 SP3 平台（PCIe 4.0） | 同款主板 |
| CPU | AMD EPYC 7543P（32C/64T，TDP 225 W） | 同 |
| 内存 | 8×32 GB DDR4-3200 RDIMM | 同 |
| NVMe | Kioxia CM6 3.84 TB（U.2，PCIe 4.0）满配各自机箱 | Kioxia CM6 3.84 TB（U.2，PCIe 4.0）满配各自机箱 |
| 网卡 | Mellanox ConnectX-5 100 GbE（x16） | 同 |
| 电源 | 1+1 冗余 550 W（80Plus Titanium） | 1+1 冗余 800 W（80Plus Platinum） |
| 深度 | 800 mm | 840 mm |
| PCIe 插槽 | 2×HHHL（x16/x8） | 2×FHFL（x16）+ 2×HHHL |
注：为公平，我们在性能测试时分别做 等盘数对比（8 盘） 与 各自满配对比（10 vs 24 盘） 两种维度。
系统与调优（CentOS 7 环境）
CentOS 7 自带 3.10 内核对 NVMe/PCIe4 支持偏旧，我统一做了如下：
# 1) 升级内核到 5.4（ELRepo）
yum install -y https://www.elrepo.org/elrepo-release-7.el7.elrepo.noarch.rpm
yum --enablerepo=elrepo-kernel install -y kernel-ml
# 2) NVMe 工具与 Mellanox 驱动
yum install -y nvme-cli numactl tuned
# MLNX_OFED 建议用 DKMS 版，便于后续内核升级
# 3) 调优
tuned-adm profile throughput-performance
echo 0 > /proc/irq/$(grep mlx5 /proc/interrupts | awk '{print $1}' | tr -d :)'/smp_affinity_list' # 仅示意
echo 1 > /sys/block/nvme*/queue/iosched/wbt_lat_usec # 提高写回节流阈值监控采集脚本（节选）：
#!/bin/bash
while true; do
date +"%F %T"
ipmitool sensor | egrep "CPU|VRM|Inlet|Exhaust"
for d in /dev/nvme*n1; do
nvme smart-log $d | egrep "temperature|temperature_sensor"
done
sleep 10
done | tee /var/log/lab-sensors.logfio 任务文件（4k 70/30）：
[global]
ioengine=libaio
iodepth=64
bs=4k
rw=randrw
rwmixread=70
time_based=1
runtime=600
numjobs=16
group_reporting=1
direct=1
[job-nvme]
filename=/dev/nvme0n1:/dev/nvme1n1:/dev/nvme2n1:/dev/nvme3n1
# 按需扩展到目标盘数风扇策略（Supermicro/H12/H13 类平台示意）：
# 切手动、60% 占空（请确认你的平台 RAW 命令，不通用）
ipmitool raw 0x30 0x45 0x01 0x01
ipmitool raw 0x30 0x70 0x66 0x01 0x3c对比评测结果（核心数据）
1) 噪音（dBA，A 计权，正前方 1 m）
| 工况 | 1U | 2U |
|---|---|---|
| 待机（风扇自动） | 56 | 49 |
| CPU 满载（自动） | 68 | 58 |
| NVMe 满载（自动） | 64 | 55 |
| CPU+NVMe 双满载（自动） | 70 | 60 |
| CPU+NVMe 双满载（手动 60%） | 66 | 57 |
结论：2U 的 80 mm 风扇在同等散热下噪音 低 8–10 dBA，冷通道里这是“能不能正常说话”的差别。
2) 温度（°C，稳态平均 / 峰值）
等盘数（8 盘）对比：
| 指标 | 1U | 2U |
|---|---|---|
| 进风口 / 出风口 | 24 / 32 | 24 / 29 |
| CPU 满载 | 79 / 82 | 71 / 74 |
| VRM 满载 | 82 / 86 | 70 / 74 |
| NVMe 满载（4k 70/30） | 57 / 63 | 46 / 52 |
各自满配对比（1U=10 盘，2U=24 盘）：
| 指标 | 1U（10 盘） | 2U（24 盘） |
|---|---|---|
| 出风口温度 | 35 | 33 |
| NVMe 满载（平均/最高） | 62 / 68 | 54 / 60 |
| 节流触发（>70 °C） | 偶发（CMA 全闭合时） | 未出现 |
结论：在 NVMe 密度提升后，1U 接近热瓶颈，2U 仍有余量。
3) 存储性能（fio，4k rand 70/30，QD=64，16 线程/盘）
| 盘数 | 1U IOPS（读/写，百万） | 2U IOPS（读/写，百万） |
|---|---|---|
| 8 | 4.5 / 1.8 | 4.6 / 1.8 |
| 10 | 5.5 / 2.2 | — |
| 24 | — | 12.8 / 5.1 |
顺序 128k 聚合吞吐（GB/s）：
| 盘数 | 1U 读/写 | 2U 读/写 |
|---|---|---|
| 8 | 43 / 28 | 44 / 29 |
| 10 | 54 / 35 | — |
| 24 | — | 118 / 78 |
说明：受限于 PCIe 拓扑与 NUMA，极限值与 fio 线程绑核策略强相关。等盘对比下两者表现接近；满配场景 2U 的 NVMe 面板密度直接拉高峰值天花板。
4) 功耗（PDU 口整体，W）
| 工况 | 1U | 2U |
|---|---|---|
| 待机 | 160 | 150 |
| CPU 满载 | 365 | 355 |
| NVMe 满载（等盘 8） | 420 | 410 |
| 各自满配 NVMe 满载 | 510（10 盘） | 720（24 盘） |
| CPU+NVMe 双满载（满配） | 680 | 820 |
结论：同等盘数时 2U 因风扇效率更好，整机功耗略低；满配时 2U 的总功耗更高但与容量/性能成正比。
5) 可维护性（实际操作计时，分钟：秒）
| 维护项 | 1U | 2U |
|---|---|---|
| 前面板换盘（热插拔） | 01:05 | 00:55 |
| 风扇更换 | 06:10（需开盖/解线） | 02:15（热插拔风扇托架） |
| 加装 FHFL 加速卡 | 不支持/空间受限 | 06:30（抽拉导轨+CMA 半开） |
| 内部除尘/目检 | 07:40 | 04:20 |
现场感受：2U 的风扇托架与空间裕度让“维修即恢复”变得可预期；1U 在拆装风道罩与线束时更容易误碰背板线。
6) NVMe 容量/扩展
| 维度 | 1U | 2U |
|---|---|---|
| 前置 U.2 槽位 | 10 | 24 |
| 可上 E1.S / U.3 背板（选件） | 个别机型支持 | 机型覆盖更广 |
| PCIe 扩展 | 受限（HHHL） | 可上 FHFL（高功耗 HBA/加速卡） |
7) 经济性（以托管商报价估算，示意）
| 指标 | 1U | 2U |
|---|---|---|
| 机柜租赁 | 800 HKD/U/月 | 1600 HKD/2U/月 |
| IOPS/U（满配） | 5.5M | 6.4M |
| IOPS / 每 100 HKD | 0.69M | 0.80M |
直观理解：2U 虽然贵一个 U，但在 “性能/每 U / 每 HKD” 的维度上往往 更划算（密度高、散热好、噪音低）。
实施细节与可复用片段
Prometheus（Node Exporter + NVMe Exporter）示例 PromQL：
# NVMe Composite 温度（每盘）
nvme_temperature_celsius{instance="rack12-nodeA"}
# CPU 与 VRM 温度对比（IPMI 导出）
ipmi_sensor_value{sensor=~"CPU Temp|VRM Temp",instance="rack12-nodeA"}Ansible 设定风扇策略（示意）：
- hosts: hk_nodes
become: yes
tasks:
- name: set manual fan mode
command: ipmitool raw 0x30 0x45 0x01 0x01
- name: set fan duty 60%
command: ipmitool raw 0x30 0x70 0x66 0x01 0x3cfio 并发映射建议：
- 把每 4 块 NVMe 绑到对应 NUMA 节点的 CPU 上（numactl --cpunodebind）。
- 对 24 盘，分 6 组并行（每组 4 盘），避免单 NUMA 饱和。
典型坑位与现场解法
1U 背板热堆积
问题：10 盘满载时 NVMe 最高到 68 °C，CMA 全闭合时偶发 70 °C 节流。
解决：
- 把 CMA（线缆管理臂）半开，减少背部阻风；
- 补齐 空位遮挡片，防止冷风短路；
- 手动设 60% 风扇占空，温度回落至 62 °C（峰值 66 °C），噪音 +2 dBA 可接受。
2U CMA 挡风
问题：2U 上 FHFL 加速卡 + CMA 全开导致出风口温度上扬。
解决：
- 将 CMA 走线下移，并更换低风阻的理线环；
- 风扇策略由“标准”改“性能”，温度回落 2–3 °C，噪音上升约 1–2 dBA。
CentOS 7 内核老旧
症状：PCIe 4.0 设备在 3.10 内核下偶发中断抖动。
解决：升级至 5.4 内核，并使用 MLNX_OFED DKMS 版，合理绑核与关闭过度中断合并。
NVMe 固件温控策略差异
症状：早期固件写入长尾温升快。
解决：统一升级至 同一固件批次，并根据盘厂建议调低 write cache persistence，高温段更稳。
噪音诉求与同列业务冲突
语音转写房间对噪音敏感。
解决：把噪音更低的 2U 集中到靠近冷通道下风处；1U 机位做物理隔断与吸音棉处理。
如何做选择：我的经验矩阵（拿去即用）
| 约束/需求 | 推荐 | 解释 |
|---|---|---|
| NVMe ≥ 12 且长期高并发 | 2U | 散热余量与可维护性显著更好 |
| CPU TDP ≥ 225 W + 高 I/O 并发 | 2U | VRM/内存风道压力小、温度更低 |
| 对噪音敏感（同列有语音/研发位） | 2U | 同负载下降 8–10 dBA |
| 只需 6–8 块 NVMe，预算极紧 | 1U | 省 U 位、省月租，等盘时性能接近 |
| 需要 FHFL 加速卡/高功耗 HBA | 2U | 物理空间与供电更友好 |
| 维护人力紧张、SLA 严苛 | 2U | 风扇/部件热插拔，恢复更快 |
| 机柜深度 < 800 mm | 1U（注意供风） | 2U 有时深度更大、理线更占空间 |
一句话：密度与可维护性要兼得，就选 2U；极致省钱且盘数不高，1U 可以胜任。
结尾：凌晨两点的决定
02:05，我把 2U 推进了那个机位。风扇转速上来，噪音却没有预想中刺耳。回到热通道，PDU 的曲线在 720 W 左右平稳，小屏幕上 NVMe 的温度停在 56–58 °C。那一刻我知道，这一排要承担的日志检索高峰、周更索引任务、不间断的写流，它们会安静而稳定地度过。
第二天中午，同一列另外两个 1U 机位也顺利上架——它们跑的是边缘 API 与静态内容分发，8 盘 NVMe 足以。1U 与 2U 不是对立，是你手里两把不同的扳手。选对了，机房会很安静；选错了，你就会在冷通道里和同事大声喊话。
给着急拍板的人
- 散热&噪音：2U 在同负载下 低 8–10 dBA、关键结温 低 6–12 °C。
- 性能天花板：2U 可稳当容纳 24×U.2，聚合 IOPS/吞吐显著领先。
- 维护便利：2U 的风扇/空间优势，使 MTTR 级别缩短 2–4 倍。
- 经济性：从 IOPS/U/每 100 HKD 角度，2U 更划算。
- 例外：盘数不高（≤8）、预算极紧、机柜受限时，1U 完全可胜任。
如果你正在香港机房里犹豫：NVMe 重、噪音敏感、想少加班，选 2U；轻量、预算卡死、只求省位，选 1U。祝你每次上架，都像拧上最后一颗螺丝那样坚定。