commit

SERVER-HW.md

@@ -0,0 +1,329 @@
+# 🔧 Server hardware — komponenty a architektura
+
+## Form faktory
+
+| Typ | Popis | Výhody | Nevýhody |
+|-----|-------|--------|----------|
+| **Rack (1U/2U/4U)** | Standardní rack mount, šířka 19" | Široká škála konfigurací, jednoduchá výměna | Omezený počet PCIe slotů v 1U |
+| **Blade** | Modulární server do chassis (HPE Synergy, Dell MX) | Vysoká hustota, sdílené napájení/chlazení | Vendor lock-in, vyšší cena chassis |
+| **Tower** | Samostatně stojící skříň | Tichý, rozšiřitelný | Zabírá místo, není rack-optimized |
+| **Edge / Micro** | Malý, nízká spotřeba, industriální provedení | Odolnost vůči prostředí, nízký odběr | Omezený výkon, méně PCIe |
+
+## Procesory (CPU)
+
+### Intel Xeon vs AMD EPYC
+
+| Vlastnost | Intel Xeon (6. gen Granite Rapids) | AMD EPYC (5. gen Turin) |
+|-----------|-----------------------------------|------------------------|
+| **Max jader** | 128 (P-cores) | 192 (Zen 5c) / 128 (Zen 5) |
+| **PCIe lanes** | 80-96 per socket | 128 per socket |
+| **Memory channels** | 8 (DDR5) | 12 (DDR5) |
+| **Max memory** | 4 TB | 6 TB+ |
+| **Cache L3** | ~200 MB | ~384 MB |
+| **AVX-512** | Ano (full width) | Ano (256bit) |
+| **AMX (matrix)** | Ano (AMX, Intel AMX) | Ne |
+| **TDP** | 350-500 W | 360-500 W |
+| **Infrastructure** | Intel QuickAssist, DSA, IAA | AMD Infinity Architecture |
+| **Use case** | AI inference, networking, HPC | Virtualizace, databáze, general purpose |
+
+### CPU selection guide
+
+| Workload | Doporučený CPU | Zdůvodnění |
+|----------|---------------|------------|
+| **Databáze (OLTP)** | EPYC (high core count, more memory channels) | Více PCIe lanes pro NVMe, vyšší memory bandwidth |
+| **Databáze (OLAP/DW)** | Xeon (AVX-512, AMX) | Vektorové instrukce pro analytické dotazy |
+| **Virtualizace** | EPYC (více jader, nižší TCO) | Vyšší core density, nižší cena per core |
+| **HPC / AI training** | Xeon + GPU (AMX pro preprocessing) | AMX pro data preprocessing, GPU pro training |
+| **Web / API servery** | EPYC (good perf/core, low TDP variants) | Dobrý poměr výkon/W |
+| **Storage** | EPYC (128 PCIe lanes pro NVMe) | Maximum NVMe disků |
+
+## Operační paměť (RAM)
+
+### Typy DIMM
+
+| Typ | Popis | Use case | Server support |
+|-----|-------|----------|---------------|
+| **RDIMM** (Registered) | Registrovaná, buffer adresových linek (1 register) | Standardní serverová paměť | Všechny servery |
+| **LRDIMM** (Load-Reduced) | Snížená elektrická zátěž (2 registry — data + adresy) | Vysokokapacitní konfigurace (více DIMMů na channel) | Enterprise, 4R+ |
+| **NVDIMM** (Non-Volatile) | Bateriově zálohovaná DRAM + flash | Write cache, metadata, persistence | Legacy (Intel Optane PMEM) |
+| **3D XPoint / Optane** | PCM-based persistence (ukončeno Intelem) | Legacy | Intel-only, ukončeno |
+
+### DDR5 vs DDR4 klíčové rozdíly
+
+| Vlastnost | DDR4 | DDR5 |
+|-----------|------|------|
+| **Channel architektura** | 1× 64-bit channel per DIMM | 2× 32-bit sub-channel per DIMM |
+| **Bank groups** | 4 (single rank) | 8 (single rank) |
+| **Burst length** | 8 (BL8) | 16 (BL16) |
+| **On-die ECC** | Ne | Ano (pro opravu bitových chyb v DRAM) |
+| **PMIC** | Na motherboard | Na DIMM (power management IC) |
+| **VDD** | 1.2 V | 1.1 V |
+| **RCD** | 1× RCD per DIMM | 2× RCD (jeden na sub-channel) |
+| **Max DIMM capacity** | 64 GB (LRDIMM) | 256 GB (RDIMM 3DS) |
+| **Max speed** | 3200 MT/s | 6400 MT/s (aktuálně 4800-5600) |
+
+### Memory rank — detail
+
+Rank = sada DRAM čipů na DIMMu, které jsou přístupné současně (64bit data + 8bit ECC).
+
+| Rank | Počet DRAM čipů (x8) | Kapacita DIMM (typ.) | Popis |
+|------|---------------------|---------------------|-------|
+| **Single Rank (1R)** | 8-9 | 8-32 GB | Všechny DRAM čipy v jedné bance |
+| **Dual Rank (2R)** | 16-18 | 16-128 GB | Dvě banky, rank interleaving |
+| **Quad Rank (4R)** | 32-36 | 64-256 GB (3DS) | Čtyři banky, vyšší kapacita |
+| **Octa Rank (8R)** | 64-72 | 256 GB (3DS) | Nejvyšší kapacita, enterprise |
+
+**Rank interleaving**: Dual-rank DIMM může oslovovat dva ranking střídavě, což zvyšuje efektivní bandwidth (až o 5-15 % oproti single-rank při stejném taktu).
+
+**DDR5 rank vs DDR4**: DDR5 single-rank již obsahuje 8 bank groups (ekvivalent dual-rank DDR4), proto je rank upgrade u DDR5 méně výrazný než u DDR4.
+
+**Pravidlo**: Vždy preferovat dual-rank DIMMy před single-rank pro vyšší hustotu a bandwidth. Quad-rank a octa-rank pouze LRDIMM nebo 3DS.
+
+### Osazování DIMM — základní pravidla
+
+#### 1DPC vs 2DPC (DIMMs Per Channel)
+
+| Konfigurace | DIMMů na channel | Max speed DDR5 | Bandwidth | Kapacita |
+|------------|-----------------|---------------|-----------|----------|
+| **1DPC** | 1 | 4800-5600 MT/s | 100 % | Nižší |
+| **2DPC** | 2 | 4000-4400 MT/s | ~80 % | Vyšší |
+
+**Důležité**: Při osazení 2 DIMMů na channel klesá rychlost pamětí. Např. Dell R760:
+- 1DPC: 5600 MT/s (s 5th Gen Xeon)
+- 2DPC: 4400 MT/s (vždy)
+
+#### Channel architecture (Intel Xeon 4th/5th Gen — 8 channels per CPU)
+
+```
+CPU 1 — Channel A  [Slot A1 (white)] [Slot A9 (black)]    1DPC: osadit bílé sloty
+      ─ Channel B  [Slot A7 (white)] [Slot A15 (black)]   2DPC: osadit bílé + černé
+      ─ Channel C  [Slot A3 (white)] [Slot A11 (black)]
+      ─ Channel D  [Slot A5 (white)] [Slot A13 (black)]
+      ─ Channel E  [Slot A4 (white)] [Slot A12 (black)]
+      ─ Channel F  [Slot A6 (white)] [Slot A14 (black)]
+      ─ Channel G  [Slot A2 (white)] [Slot A10 (black)]
+      ─ Channel H  [Slot A8 (white)] [Slot A16 (black)]
+```
+
+#### Channel architecture (AMD EPYC — 12 channels per CPU)
+
+```
+CPU 1 ─ Channel 0-11 (12× single channel, 2 DPC)
+       Slot A0 (P0) / Slot A1 (P1) — dle konkrétního serveru
+```
+
+AMD EPYC má 12 memory channels (vs Intel 8), což dává o 50 % vyšší teoretickou memory bandwidth.
+
+### Pravidla osazování od výrobců
+
+#### Dell PowerEdge (R660 / R760)
+
+| Počet DIMMů na CPU | 1DPC (bílé sloty) | 2DPC (bílé + černé) | Speed |
+|-------------------|-------------------|---------------------|-------|
+| **1 DIMM per CPU** | A1 (Channel A) | — | 5600 MT/s |
+| **2 DIMMs per CPU** | A1, A7 | — | 5600 MT/s |
+| **4 DIMMs per CPU** | A1, A7, A3, A5 | — | 5600 MT/s |
+| **8 DIMMs per CPU** | A1-A8 (všechny bílé) | — | 5600 MT/s |
+| **16 DIMMs per CPU** | A1-A8 (bílé) | A9-A16 (černé) | 4400 MT/s |
+
+**Klíčová pravidla dle Dell**:
+1. Všechny DIMMy musí být DDR5 (nemíchat generace)
+2. Nemíchat kapacity DIMMů (všechny stejné)
+3. Nemíchat x4 a x8 DRAM chips
+4. Nemíchat 3DS a non-3DS RDIMM
+5. Pokud mícháte rychlosti DIMMů, všechny běží na nejnižší
+6. Vyvážit kapacitu mezi procesory
+7. Optimální konfigurace: 16× identický DIMM (1DPC na každém channelu)
+8. Fault Resilient Memory (FRM): pouze 8 nebo 16 DIMMů na procesor
+
+#### HPE ProLiant (DL360 / DL380 Gen11)
+
+**Population order** (16 slotů na CPU, Intel):
+
+| DIMMů | Pořadí osazení |
+|-------|---------------|
+| 1 | 10 |
+| 2 | 1, 3 |
+| 4 | 1, 3, 7, 10 |
+| 6 | 3, 5, 7, 10, 14, 16 |
+| 8 | 1, 3, 5, 7, 10, 12, 14, 16 |
+| 12 | 1, 2, 3, 5, 6, 7, 10, 11, 12, 14, 15, 16 |
+| 16 | 1-16 |
+
+**Pravidla HPE SmartMemory**:
+1. Nejkvalifikovanější konfigurace: 1DPC (bílé sloty)
+2. 2DPC (černé sloty) až po osazení všech bílých
+3. HBM + 4th Gen Intel: nepodporuje Hemi (hemisphere) a SGX
+4. Heterogenní mix: vyšší rank count do bílých slotů
+5. **Nemíchat**: 3DS s non-3DS, x4 s x8, různé ranky v channelu, 16 Gb / 24 Gb / 32 Gb DRAM
+
+### Memory population — decision flow
+
+```
+Kolik DIMMů na CPU?
+│
+├── 1 DIMM → Channel A (slot 1), ztrácíte 87.5 % bandwidth
+│
+├── 2 DIMMs → Channels A+B, stále ztráta 75 % bandwidth
+│
+├── 4 DIMMs → Channels A,B,C,D, lepší, ale ne optimální
+│
+├── 8 DIMMs → 1DPC na všech channel = MAX SPEED (5600 MT/s)
+│             ✅ Doporučeno pro výkon
+│
+├── 12 DIMMs → 8× 1DPC + 4× 2DPC = mixed speed (4400 MT/s)
+│
+├── 16 DIMMs → 2DPC na všech channel = MAX KAPACITA (4400 MT/s)
+│              ✅ Pro kapacitně náročné workloady
+│
+└── Více než 16 → Pouze s LRDIMM / 3DS, speed penalty
+
+Závěr: 8 DIMMů na CPU (1DPC) = nejvyšší výkon
+       16 DIMMů na CPU (2DPC) = nejvyšší kapacita
+```
+
+### Vliv konfigurace na výkon
+
+| Konfigurace | Relativní bandwidth | Latence | Use case |
+|------------|-------------------|---------|----------|
+| **1DPC, 8 ch, 5600 MT/s** (8 DIMM) | 100 % | Nejnižší | Databáze OLTP, HPC, real-time |
+| **2DPC, 8 ch, 4400 MT/s** (16 DIMM) | ~78 % | +10-15 % | Virtualizace, VDI, in-memory DB |
+| **Mixed 1+2DPC** (12 DIMM) | ~85 % | Střední | Kompromis kapacity/výkonu |
+| **Unbalanced channels** | 50-70 % | Vysoká | **Vyhnout se** |
+
+**Doporučení výrobců:**
+- **Dell**: 16× identických DIMMů (8 per CPU), 1DPC, 5600 MT/s = optimální výkon
+- **HPE**: Vždy plnit bílé sloty první, pro max výkon 1DPC, pro max kapacitu 2DPC
+- **Supermicro**: Sledovat konkrétní manual pro daný model (DSG, GPU, storage)
+- **Lenovo**: Stejná pravidla jako Intel/AMD platforma — preferovat 1DPC
+
+### Memory sizing per workload
+
+| Workload | Poměr RAM/core | Typický pool | Doporučená konfigurace |
+|----------|---------------|--------------|----------------------|
+| Databáze (OLTP) | 8-16 GB/core, DB v RAM | 256 GB - 2 TB | 8× 32-64 GB RDIMM, 1DPC |
+| Databáze (OLAP) | 16-64 GB/core, columnstore | 512 GB - 4 TB+ | 16× 64-128 GB RDIMM, 2DPC |
+| Virtualizace (VM) | 4-8 GB/core, podle VM density | 256 GB - 2 TB | 8-16× 32-64 GB RDIMM |
+| Kubernetes (general) | 2-4 GB/core | 64-256 GB | 8× 16-32 GB RDIMM, 1DPC |
+| AI training (CPU preprocessing) | 2-4 GB/core | 128-512 GB | 8× 32-64 GB RDIMM, 1DPC |
+| HPC | 1-2 GB/core | 64-128 GB | 8× 16 GB RDIMM, 1DPC, high-speed |
+| In-memory DB (SAP HANA) | 8-32 GB/core | 1-6 TB+ | 16× 128-256 GB LRDIMM/3DS |
+
+## PCIe
+
+| Generace | Rok | Rychlost per lane | x16 propustnost | x24 (GPU) |
+|----------|-----|-------------------|-----------------|-----------|
+| **PCIe 3.0** | 2010 | 985 MB/s | 15.8 GB/s | 23.6 GB/s |
+| **PCIe 4.0** | 2017 | 1.97 GB/s | 31.5 GB/s | 47.3 GB/s |
+| **PCIe 5.0** | 2022 | 3.94 GB/s | 63 GB/s | 94.5 GB/s |
+| **PCIe 6.0** | 2025 | 7.88 GB/s | 126 GB/s | 189 GB/s |
+
+**PCIe lane allocation**:
+- GPU (x16): NVIDIA H100, AMD MI300X
+- NVMe U.2 (x4): každý NVMe disk
+- NIC 100 GbE (x16): dual-port 100 GbE
+- RAID/HBA (x8): storage controller
+
+**CPU PCIe lane count**:
+- Intel Xeon Scalable (4. gen): 64-80 lanes per socket
+- AMD EPYC (4. gen Genoa): 128 lanes per socket
+- Dual-socket: 256 lanes total
+
+## NUMA
+
+### Topologie
+
+```
+Socket 0 (NUMA node 0)              Socket 1 (NUMA node 1)
+    ├── Cores 0-31                      ├── Cores 32-63
+    ├── Memory 0-256 GB                 ├── Memory 256-512 GB
+    ├── PCIe root complex (GPU, NVMe)   ├── PCIe root complex (NIC, NVMe)
+    └── I/O hub                        └── I/O hub
+               │                           │
+               └───────── Infinity Fabric / UPI ──┘
+```
+
+- **Local access** — CPU → vlastní memory (nízká latence, plná bandwidth)
+- **Remote access** — CPU → druhý socket memory (vyšší latence, ~1.5×, nižší bandwidth)
+- NUMA-aware aplikace: databáze, VM, DPDK, AI training
+
+### Cross-NUMA penalty
+
+| CPU | Local latency | Remote latency | Penalty |
+|-----|--------------|----------------|---------|
+| AMD EPYC (Genoa) | ~80 ns | ~150 ns | ~1.9× |
+| Intel Xeon (Sapphire Rapids) | ~90 ns | ~160 ns | ~1.8× |
+
+## TDP a chlazení
+
+| CPU | TDP | Core count | Chlazení |
+|-----|-----|-----------|----------|
+| Intel Xeon Platinum 8480+ | 350 W | 56 | Air (high-performance) |
+| Intel Xeon 6980P (Granite Rapids) | 500 W | 128 | Liquid recommended |
+| AMD EPYC 9654 (Genoa) | 360 W | 96 | Air / Liquid |
+| AMD EPYC 9965 (Turin) | 500 W | 192 | Liquid recommended |
+
+### Cooling requirements per rack density
+
+| Rack density | kW/rack | Cooling |
+|-------------|---------|---------|
+| Low | 1-5 kW | Free air cooling |
+| Medium | 5-15 kW | CRAC/CRAH, hot/cold aisle |
+| High | 15-40 kW | In-row cooling, rear-door HX |
+| Ultra | 40-100+ kW | Direct-to-chip liquid, immersion |
+
+## BMC a management
+
+| Vendor | BMC | API | Remote console | Features |
+|--------|-----|-----|---------------|----------|
+| **Dell** | iDRAC (9/10) | Redfish, RACADM | Virtual Console (HTML5) | Lifecycle Controller, SUU |
+| **HPE** | iLO (5/6) | Redfish, iLOREST | Integrated Remote Console | Smart Update Manager, SUM |
+| **Supermicro** | BMC / IPMI | IPMI, Redfish | IPMIView, HTML5 KVM | SuperDoctor, SSM |
+| **Lenovo** | XClarity Controller | Redfish, IPMI | Remote Console | XClarity Administrator |
+| **Cisco** | CIMC / UCSM | Redfish, XML API | KVM Console | UCS Manager, Intersight |
+
+### Standardní funkce
+- Power: on/off/cycle/reset
+- Boot: one-shot PXE, CD-ROM redirect, BIOS setup
+- Monitoring: sensors (temp, voltage, fan, PSU)
+- Alerting: SNMP traps, email, Redfish events
+- Remote media: ISO mount přes network
+- Serial over LAN (SOL)
+
+## Výrobci a řady
+
+| Výrobce | Rack series | Blade series | Management |
+|---------|-------------|-------------|------------|
+| **Dell** | PowerEdge R6xx/R7xx (R660, R760) | MX7000, FX2 | iDRAC, OpenManage Enterprise |
+| **HPE** | ProLiant DL (DL360, DL380) | Synergy, BladeSystem | iLO, OneView, OpsRamp |
+| **Cisco** | UCS C-Series (C240, C245) | UCS B-Series, Fabric Interconnect | UCS Manager, Intersight |
+| **Lenovo** | ThinkSystem SR (SR630, SR650) | ThinkSystem SN | XClarity |
+| **Supermicro** | SuperServer (pro GPU, storage, cloud) | FatTwin, MicroBlade | IPMI, SuperDoctor |
+
+## Server connectivity
+
+Detailní kapitola o síťové a storage konektivitě: [CONNECTIVITY.md](CONNECTIVITY.md)
+
+## Storage controllers
+
+| Controller | Typ | RAID | Cache | Protokol |
+|-----------|-----|------|-------|----------|
+| **Dell PERC** (H755, H965) | HW RAID | 0/1/5/6/10/50/60 | 4-8 GB NV | NVMe, SAS, SATA |
+| **Broadcom / LSI** (9560, 9670) | HW RAID / HBA | 0/1/5/6/10/50/60 | 4 GB NV | NVMe, SAS, SATA |
+| **Intel VROC** | SW RAID (CPU) | 0/1/5/10 | — | NVMe only |
+| **M.2 HW RAID** (BOSS-S1) | HW RAID | 0/1 | — | 2× M.2 NVMe/SATA |
+
+### IT vs HW RAID mode
+
+| Vlastnost | IT (Initiator Target) / HBA | HW RAID |
+|-----------|---------------------------|---------|
+| **OS vidí** | Každý disk samostatně | RAID virtuální disk |
+| **Caching** | OS cache | RAID controller cache (BBU) |
+| **RAID** | Software (mdadm, ZFS, Ceph) | Hardware + SW driver |
+| **Passthrough** | Ano | Ne |
+| **Use case** | SDS (Ceph, MinIO), ZFS | VMware VMFS, Windows, legacy |
+| **Battery/Backup** | Není potřeba | Write-back cache vyžaduje BBU |
+
+## Zdroje
+
+Odkazy, knihy a standardy: [sources/infrastructure/sources.md](sources/infrastructure/sources.md)