傳統(tǒng)小型機(jī)與PC服務(wù)器的區(qū)別

1、IBM系統(tǒng)工程師論“傳統(tǒng)小型機(jī)”與“PC服務(wù)器”區(qū)別 關(guān)于小型機(jī)的話題近來比較熱，因?yàn)楹芏酂o論是PC服務(wù)器還是安騰服務(wù)器都聲稱自己做到了“小型機(jī)”水準(zhǔn)。但是隨之卻把老百姓給攪暈了，以前清晰的小型機(jī)概念越來越模糊，到底什么時(shí)候應(yīng)該選擇傳統(tǒng)小型機(jī)，什么時(shí)候應(yīng)該選擇PC服務(wù)器呢? 我把在IBM UNIX WORLD上聽到的IBM系統(tǒng)科技事業(yè)部System p系統(tǒng)工程師朱漢東先生的講解搬來共享給大家。你從中找自己想了解的那部分吧，小型機(jī)說了很多年，PC服務(wù)器也是大家比較熟悉的，他們區(qū)別還是非常大的，UNIX 跟PC服務(wù)器的CPU不同，最簡單臺(tái)式機(jī)、筆記本用的CPU Intel的奔騰等非常清楚。但是提小

2、型機(jī)處理器的名字都搞不清楚，現(xiàn)在他們用的CPU處理器都叫RISC處理器，常見的Intel包括AMD都是CISC處理器，那RISC跟CISC有什么區(qū)別，RISC是精簡指令集計(jì)算機(jī)，CISC是復(fù)雜指令計(jì)算機(jī)。 RISC技術(shù)是IBM一個(gè)研究院在1974年發(fā)明的，IBM對計(jì)算機(jī)研究非常深入，在70年代就發(fā)現(xiàn)我們能夠用20%的指令就可以完成80%的工作，并且這20%的指令都是非常簡單和基礎(chǔ)的指令。如果要另外完成20%工作需要非常復(fù)雜的指令，如果要在CPU里面實(shí)現(xiàn)指令，就導(dǎo)致CPU非常復(fù)雜，這個(gè)機(jī)器效率非常低，所以這就導(dǎo)致RISC技術(shù)的產(chǎn)生，RISC技術(shù)改寫了計(jì)算機(jī)發(fā)展的歷程。技術(shù)產(chǎn)生導(dǎo)致RISC Sys

3、tem/6000的誕生。 其實(shí)RISC技術(shù)，CPU是一種架構(gòu)，這里面有非常多的型號(hào)，POWER5是比較典型的代表。IBM的POWER在RISC芯片里面典型代表，RISC有一個(gè)二次跟八次法則，它的效率非常高，功率非常低，可靠性非常高。CISC代表性是大家非常了解的x86，在至強(qiáng)這一代處理器是非常典型的，它的特點(diǎn)主頻非常高，但是效率非常低，散熱量非常大，曾經(jīng)看到一個(gè)新聞，以后CPU可以煮雞蛋都有可能。RISC和CISC兩種架構(gòu)，設(shè)計(jì)的理念完全不同，所以中間的主頻沒有任何可比性，最重要看實(shí)際的性能。 IBM POWER6會(huì)出超過4個(gè)G的了。這里要談一下大家非常關(guān)心安騰，這兩天大家看到網(wǎng)上關(guān)于Inte

4、l 安騰2CPU終于出來了，現(xiàn)在談雙核已經(jīng)不是先進(jìn)技術(shù)了，IBM在2001年P(guān)OWER4已經(jīng)是業(yè)界第一款雙核處理器。安騰是不是RISC，安騰不是 RISC架構(gòu)，那它是什么架構(gòu)，他有一個(gè)架構(gòu)是EPIC，這是這兩年剛剛誕生的，它是不是比RISC或CISC更先進(jìn)的，它不是，它是兩個(gè)不兼容的東西，它既不是一個(gè)更先進(jìn)的技術(shù)，也不是有什么新的發(fā)明。 跟CPU緊密相關(guān)的，64位、32位，這是我們經(jīng)常說的x86，從8位到16位到 32位，這兩年炒64位和雙核非常多。這64位和32位有什么區(qū)別，為什么64位包括X86體系架構(gòu)，如果32位物理內(nèi)存只能訪問4G，一次訪問最大的物理內(nèi)存，當(dāng) 然也可以通過其他的手段訪問

5、超過4G的內(nèi)存，以前8086、8088要訪問1M內(nèi)存采用非常復(fù)雜的技術(shù)，在今天4G的內(nèi)存對于很多應(yīng)用顯得太小了，尤其是數(shù)據(jù)庫的操作，尤其是一些Java的應(yīng)用服務(wù)器，Java非常吃內(nèi)存的，4G內(nèi)存非常小的，我這個(gè)機(jī)器配了1G內(nèi)存，IBM跑System p系列服務(wù)器，如果我給你做一個(gè)方案，我們就要做一個(gè)配置，我們怎么配，怎么連，這程序是Java寫的非常吃內(nèi)存，所以在64位機(jī)器可以提供存儲(chǔ)空間到 64位，64位的空間多大?也就是2的64次方，比2的32次方高太多，并且可以對64位數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)和邏輯運(yùn)算。 它表示數(shù)據(jù)的范圍更大，它的精度更準(zhǔn)，對于大型數(shù)據(jù)庫支撐能力更強(qiáng)，以及對SMP擴(kuò)展能力，一個(gè)存儲(chǔ)器

6、支持CPU個(gè)數(shù)更多了。其實(shí)64位計(jì)算從IBM，從p的角度談得很少，因?yàn)槲覀冊?997年、1998年談得最多的，IBM RS/6000就發(fā)布了RS64處理器，是第一款64位處理器，從那時(shí)代開始我們CPU已經(jīng)全部是64位，這中間經(jīng)過POWER4，POWER4+， POWER5以及POWER5+，所以我們今天64位已經(jīng)是非常成熟的技術(shù)。AMD64跟Intel EM64T是什么關(guān)系?在x86情況下的擴(kuò)充，引進(jìn)了64位的指令，在32位模式下不能算作典型的64位處理器，所以現(xiàn)在應(yīng)該叫x86-64，而不是+ 64，真正64位處理器IBM POWER是真正64位處理器。包括EM64T是什么意思?是增強(qiáng)型的64

7、位內(nèi)存技術(shù)，僅僅是一個(gè)訪問64位的內(nèi)存，很多寄存器還是32位上操作，所以不是一個(gè)典型或完全意義的64位操作期，這跟我們說RISC64位完全兩碼事。 這里面看一下IBM POWER的處理器，今天談的2001年P(guān)OWER4是一個(gè)劃時(shí)代的，2001年p系列，UNIX有絕對優(yōu)勢領(lǐng)先競爭友商，業(yè)界第一款雙核機(jī)器，到今天很多人討論真雙核，假雙核，其實(shí)真正第一款雙核處理器IBM2001年p690到p615已經(jīng)全部商品化了，我們客戶享受雙核技術(shù)已經(jīng)很多了年。 中間經(jīng)過POWER4+引進(jìn)動(dòng)態(tài)邏輯分區(qū)，現(xiàn)在大家討論做虛擬機(jī)，實(shí)際上IBM在 POWER4+已經(jīng)到動(dòng)態(tài)邏輯分區(qū)。到POWER5引進(jìn)并發(fā)多線程，到POWE

8、R5+引進(jìn)了四核處理器，引進(jìn)了微分區(qū)，這都是我們非常先進(jìn)的技術(shù)。并且我們POWER6是呼之欲出的產(chǎn)品，很快大家可以看到更先進(jìn)的產(chǎn)品。 今天POWER5+產(chǎn)品上的CPU類型，一個(gè)是505、510到570年用的DCM 的類型，也就是雙核模塊處理器，一個(gè)里面有兩個(gè)CPU。兩個(gè)CPU在藍(lán)顏色里面，粉色的是緩存。高端服務(wù)器是多核模塊，在一個(gè)里面封裝了八個(gè)POWER5 +的處理器，其實(shí)中間四個(gè)里面每個(gè)兩個(gè)CPU，角上四個(gè)是三級(jí)緩存，每個(gè)里面有36M。在POWER5的時(shí)候，在中低端服務(wù)器，主要用雙核處理器，505 到570用的效率非常高。 在高端服務(wù)器上，590、595擴(kuò)展到32個(gè)、64個(gè)CPU，我們發(fā)展了

9、更先進(jìn)的MCM技術(shù)，用戶對 性價(jià)比 要求非常高，IBM從去年開始發(fā)布了QCM(四核處理器，把先進(jìn)的封裝工藝放到中低端服務(wù)器上，產(chǎn)生了四核處理器，今天505Q到560Q，今天的產(chǎn)品線凡是產(chǎn)品后面帶Q都采用4顆處理器，既具有高端服務(wù)器的先進(jìn)封裝技術(shù)，又具有高端的性能，我們可以在同樣的機(jī)器里面安裝更多CPU個(gè)數(shù)，性價(jià)比更高一些，讓中低端用戶可以用到高端的先進(jìn)性和優(yōu)越性。 坦白來說關(guān)于內(nèi)存方面翻一番質(zhì)量，我們用處四的都是DDR533的內(nèi)存，這已經(jīng)是非常先進(jìn)的內(nèi)存了，PC服務(wù)器也有DDR533的內(nèi)存，當(dāng)然更多是SDR，還有更高端用DDR633和DDR667的內(nèi)存，內(nèi)存有兩個(gè)關(guān)鍵，一個(gè)是內(nèi)存的帶寬，是DD

10、R多少的主頻，還有一個(gè)就是內(nèi)存的可靠性是一個(gè)非常重要的話題，比如碰到Windows藍(lán)屏那是典型的內(nèi)存錯(cuò)誤，p系列用的內(nèi)存是 DDR533，這不是最好的也是差不多最好的內(nèi)存。 內(nèi)存Chipkill什么意思?中間相當(dāng)于一個(gè)內(nèi)存橋，上面有一些空閑或多余的內(nèi)存位置，比如內(nèi)存條1G，實(shí)際上內(nèi)存容量比1G要多，設(shè)計(jì)專門留出一部分做冗余，大家看到存的信息非常像讀取硬盤，分配到四個(gè)ECC words里，如果有原因?qū)е聝?nèi)存錯(cuò)誤，就可以把錯(cuò)誤的信息有可能恢復(fù)回來，這樣避免非常多的內(nèi)存錯(cuò)誤。這是我們Chipkill內(nèi)存，早在p系列誕生之前就已經(jīng)發(fā)明了這個(gè)技術(shù)，我們把這個(gè)技術(shù)用在IBM的System p上面。 在PC

11、服務(wù)器里面，非常多的主流內(nèi)存保護(hù)技術(shù)，HP的ProLiant非常有代表性，它主要是Advanced ECC，還有Online Spare，ECC談了很多年，就是錯(cuò)誤檢測的校驗(yàn)，只能修正一位的錯(cuò)誤，如果兩位錯(cuò)誤修正不了，Chipkill可以檢測和修復(fù)多位錯(cuò)誤，到底可以修復(fù)多少錯(cuò)誤，根據(jù)你錯(cuò)誤發(fā)生的原因不同，有不同的級(jí)別，有能恢復(fù)和不能恢復(fù)的，這有一個(gè)第三方的研究報(bào)告，采用Chipkill內(nèi)存以后可靠性比ECC提高 100倍。 前面談了CPU和內(nèi)存，你用一臺(tái)小型機(jī)也不會(huì)拆開來看看，所以大家在使用的過程中經(jīng)常涉及小型機(jī)的擴(kuò)展性，這是我們實(shí)際應(yīng)用非常重要的考慮因素，你的服務(wù)器要滿足什么樣的應(yīng)用環(huán)境非常

12、重要。擴(kuò)展性兩方面，一個(gè)水平擴(kuò)展性，另一個(gè)垂直擴(kuò)展性。水平擴(kuò)展性是指一臺(tái)服務(wù)器內(nèi)部有多大的擴(kuò)展空間，同一臺(tái)服務(wù)器配多說CPU和內(nèi)存，有多少卡，有多大連接能力，以及它的靈活性。p系列服務(wù)器，從最低端到最高端的595都有強(qiáng)大的擴(kuò)展性，System p550Q，在4U的主機(jī)柜，這里面可以選擇配兩顆CPU或四顆CPU雙核的，如果配雙核可以配兩顆或四顆的，也可以選擇四顆處理器，或者8個(gè)，如果選擇 4個(gè)有1.5/1.6不同的配置，所以一個(gè)4U的服務(wù)器，可以配出非常多的組合，所以擴(kuò)展性非常好。 垂直擴(kuò)展性是整個(gè)產(chǎn)品線上下有多 大的跨度，一臺(tái)機(jī)器應(yīng)用，現(xiàn)在國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展非?？?，我的應(yīng)用在這上面部署，可能過了三年

13、，業(yè)務(wù)的壓力翻了一個(gè)數(shù)量級(jí)，需要更大的機(jī)型才能支持，p5機(jī)型，算POWER5的處理器，不算其他POWER PC和刀片服務(wù)器，最少配一個(gè)1.5GHz CPU，最大是63個(gè)2.3GHz處理器，最高tpmC可以做到400萬。 PC服務(wù)器支持的可擴(kuò)展性一般不超過4路CPU配置，只有IBM可以做到16個(gè) CPU，因?yàn)閤86體系結(jié)構(gòu)只能允許4顆CPU，并且市場上PC服務(wù)器大部分是1路、2路以下的服務(wù)器占據(jù)市場絕大部分市場份額。如果你的應(yīng)用將來增長非常大，選PC服務(wù)器遲早有一天不夠用。 這里是看一下p系列產(chǎn)品，IBM p系列擴(kuò)展有三，一種是向上擴(kuò)展，一種水平向外擴(kuò)展，還有一種是內(nèi)部擴(kuò)展。從最低端p5185到

14、最高端590、595的64顆2.3GHz為MCM的處理器。這里面帶Q的是四顆處理器。還有刀片服務(wù)器，工作站等產(chǎn)品線。向上擴(kuò)展和向外擴(kuò)展很好理解。什么叫內(nèi)部擴(kuò)展，買一個(gè)POWER5+處理器可以同時(shí)運(yùn)行兩個(gè)線程，有人說這和多線程沒什么區(qū)別，但是這里面IBM并發(fā)多線程跟大家說的多線程有什么區(qū)別? 其實(shí)有一個(gè)非常大的區(qū)別，它是CPU自己實(shí)現(xiàn)的硬件多線程，假設(shè)一個(gè)505Q只有1U配了4個(gè)CPU， 操作系統(tǒng)會(huì)列出8個(gè)CPU，有4個(gè)是物理CPU，每一個(gè)CPU有兩個(gè)并發(fā)的多線程，所以系統(tǒng)認(rèn)為是8個(gè)CPU的服務(wù)器。如果是64個(gè)CPU配滿，操作系統(tǒng)會(huì)認(rèn)為 128個(gè)CPU的服務(wù)器。所以這可以內(nèi)置每一個(gè)POWER5的

15、處理器。有了這技術(shù)可以無償獲得性能的提升，尤其是數(shù)據(jù)庫，或者Java的服務(wù)器，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)計(jì)是可以免費(fèi)獲得40-45%之間的性能提升。 下面介紹一下擴(kuò)展性，這是IBM System p5 560Q的機(jī)柜，后面有非常多的PCI擴(kuò)展線，可以支持非常多的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備等。這是內(nèi)部這是CPU book，每一個(gè)里面就有4個(gè)CPU，如果裝兩個(gè)book就8個(gè)CPU。560Q是一個(gè)中檔的服務(wù)器，它tpmC值可以滿足相當(dāng)多客戶的要求，可以個(gè) CPU，這里面配一個(gè)板子，再加一個(gè)CPU的book。如果八顆CPU服務(wù)器的560的tpmC值接近60萬，很多中小型客戶最大值也就這么多，但是考慮將來業(yè)務(wù)的擴(kuò)展性，這機(jī)器

16、要到16路，你再會(huì)再加一個(gè)，你的系統(tǒng)不會(huì)重裝，也不需要重新部署。 前面談的都是一些具體的物理上的東西，CPU、內(nèi)存、主頻、擴(kuò)展性等，小型機(jī)和PC 服務(wù)器架構(gòu)完全不同，它們比較CPU主頻沒什么可比性，更多的是看服務(wù)器的最終性能，這在大家平時(shí)的選型和使用過程當(dāng)中有直接聯(lián)系的。一般考慮性能并不等于主頻，性能到底等于什么?性能最好用你跑的應(yīng)用是在線交易，是Java服務(wù)器，還是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器等，比如TPC-C測試，它是衡量服務(wù)器的綜合性指標(biāo)，不是只衡量CPU或者內(nèi)存，是衡 量機(jī)器CPU到內(nèi)存到I/O體系的連接，可以說是一個(gè)全能的體現(xiàn)。 從TPC-C交易委員會(huì)官方網(wǎng)站上得到的結(jié)果，不分廠商還是單機(jī)，現(xiàn)在達(dá)到最

17、好的結(jié)果前四名，這里面沒有一臺(tái)PC服務(wù)器進(jìn)入這個(gè)排名，其實(shí)不光沒有進(jìn)入前四名，實(shí)際上離前十名遠(yuǎn)得很。我們看在已經(jīng)公布的47次測試結(jié)果，有45次在10萬以下，只有兩次一個(gè)是11萬，一個(gè)是14萬。如果你的業(yè)務(wù)tpmC要超過10萬，比如校園一卡通的項(xiàng)目，tpmC值都奔著2、30萬去了，所以PC服務(wù)器根本做不到。從性能角度來看，它們的差別非常大。 回到最早的UNIX和Windows操作系統(tǒng)不同，PC服務(wù)系更多跑 Windows，也有用戶跑Linux，如果跑Linux非常接近UNIX，小型機(jī)都是跑UNIX，前面提到對小型機(jī)廠商CPU型號(hào)不太了解，可能覺得 UNIX操作系統(tǒng)的名字也怪怪的，UNIX AIX

18、是我們小型機(jī)操作系統(tǒng)的名字。UNIX主要是多用戶，多任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，而Windows主要面向個(gè)人用戶的操作系統(tǒng)，從開始誕生到現(xiàn)在發(fā)展就是完全不同的，UNIX安全性非常高，系統(tǒng)管理性強(qiáng)，UNIX主要跑后臺(tái)服務(wù)，以及中間件或數(shù)據(jù)庫等。 有人覺得奇怪UNIX那么難用，都是命令行怎么還說是管理功能很強(qiáng)的操作系統(tǒng)，當(dāng)你真正要管理一個(gè)后臺(tái)服務(wù)器的時(shí)候，你發(fā)現(xiàn)命令行非常簡單、非常直接。反過來Windows操作系統(tǒng)的安全性差，經(jīng)常會(huì)中 病毒，甚至把整個(gè)機(jī)器廢掉的可能性都有，它的漏洞和Bug太多。但是Windows也有優(yōu)點(diǎn)就是界面美觀，易用性強(qiáng)，以及游戲軟件和辦公軟件豐富。小型機(jī)里面 UNIX操作系統(tǒng)非常多，比如IBM的AIX等大家平時(shí)接觸的更少，Gartner做了一個(gè)預(yù)測，2008年以后，操作系統(tǒng)僅存