1、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, 因為很多無論是 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,到底什么時候應(yīng)該選擇傳統(tǒng)小型機(jī),什么時候應(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,最簡單臺式機(jī)、筆記本用的 CPU I

2、ntel的奔騰等非常清楚。 但是提小型機(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 指令集計算機(jī), CISC 是復(fù)雜指令計算機(jī) 。RISC 技術(shù)是 IBM 一個研究院在 1974年發(fā)明的, IBM 對計算機(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 實現(xiàn)指令, 就導(dǎo)致 CPU 非常復(fù)雜,

3、 這個機(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)改寫了計算機(jī)發(fā)展的歷程。技術(shù)產(chǎn)生導(dǎo)致 RISC System/6000的誕生。 其實 RISC 技術(shù), CPU 是一種架構(gòu),這里面有非常多的型號, 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)看到一個新聞,以后 CPU 可以煮雞蛋都有可能。 RISC 和

4、 CISC 兩種架構(gòu),設(shè)計的理 念完全不同, 所以中間的主頻沒有任何可比性,最重要看實際的性能。IBM POWER6會出超過 4個 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 Intel 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 POWER4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,它是兩個不兼容的東西, 它既不是一個更先進(jìn)的技術(shù),也不 是有什么新的發(fā)明。跟 CPU 緊密相

5、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, 我這個機(jī)器配了 1G 內(nèi)存, IBM 跑 System p 系列服務(wù)器,如果我給

6、你做一個方案,我們就要做一個配置,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,一個存儲器支持 CPU 個數(shù)更多了 。其實 64位計算從 IBM,從 p 的角度 談得很少,因為我們在 1997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, 從那時代開始我們 CPU 已經(jīng)

7、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位內(nèi)存技 術(shù),僅僅是一個訪問 64位的內(nèi)存,很多寄存器還是 32位上操作,所以不 是一個典型 或完全意義的 64位操作期,這跟我們說 RISC64

8、位完全兩碼事。這里面看一下 IBM POWER 的處理器, 今天談的 2001年 POWER4是一個劃時代的, 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)動態(tài)邏輯分區(qū),現(xiàn)在大家討論做虛擬機(jī),實際上 IBM 在 POWER4+已經(jīng)到動態(tài)邏輯分區(qū)。到 POWER5引進(jìn)并發(fā)多線程, 到 POWER5+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 POWER

9、6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,一個是 505、 510到 570年用的 DCM 的類型,也 就是雙核模塊處理器 ,一個里面有兩個 CPU 。兩個 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, 在一個里面封裝了八個 POWER5+的處理器,其實中間四個里面 每個兩個 CPU ,角上四個是三級緩 存,每個里面有 36M 。在 POWER5的時候,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、 64個 CPU , 我們發(fā)展了更先進(jìn)的 MCM 技術(shù),

10、 用戶對性價比要求非常高, 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 個數(shù), 性價比更高一些, 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,

11、內(nèi)存有兩個關(guān)鍵,一個是內(nèi)存的帶寬,是 DDR 多少的主頻, 還有一個就是內(nèi)存的可靠性是一個非常重 要的話題,比如碰到 Windows 藍(lán)屏那是典型 的內(nèi)存錯誤, 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 ,實際上內(nèi)存容量比 1G 要多,設(shè)計專門留出一 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 ECC words里,如果有原因?qū)е聝?nèi)存錯誤, 就可以把錯誤的信息有可能恢復(fù)回來, 這樣避免非常多的內(nèi)存錯誤。 這是我們 Chipkill 內(nèi)存, 早

12、在 p 系列誕生之 前就已經(jīng)發(fā)明了這個技術(shù), 我們把這個技術(shù)用在 IBM 的 System p 上面。在 PC 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,就是錯誤檢測的校驗, 只能修正一位的錯誤,如果兩位錯誤修正不了 , Chipkill 可以檢測和修復(fù)多位錯誤, 到底可以修復(fù) 多少錯誤,根據(jù)你錯誤發(fā)生的原因不同,有不同的級別,有能恢復(fù)和不 能恢復(fù)的, 這有一個第三方的研究報告, 采用 Chipkill 內(nèi)存以后可靠性比 ECC 提高 100倍。前面談了 CPU

13、和內(nèi)存, 你用一臺小型機(jī)也不會拆開來看看, 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)境非常重要。 擴(kuò)展性兩方面,一個水平擴(kuò)展性,另一個垂直擴(kuò)展性 。 水平擴(kuò)展性 是指一臺服務(wù)器內(nèi)部有多大的擴(kuò)展空間,同一臺服務(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,如果選擇

14、4個有 1.5/1.6不同的配置,所以一個 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 是整個產(chǎn)品線上下有多大的跨度,一臺機(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,業(yè)務(wù)的壓力翻了一個數(shù)量級, 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 1.5GHz CPU , 最大是 63個 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 CPU , 因為 x86體系結(jié)構(gòu)只

15、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 POWER5+處理器可以同時運行 兩個 線程, 有人說這和多線程沒什么區(qū)別, 但是這里面

16、IBM 并發(fā)多線程跟大家說的多線程有 什么區(qū)別 ?其實有一個非常大的區(qū)別,它是 CPU 自己實現(xiàn)的硬件多線程 , 假設(shè)一個 505Q 只有 1U 配了 4個 CPU ,操作系統(tǒng)會列出 8個 CPU ,有 4個是物理 CPU,每一個 CPU 有兩個并 發(fā)的多線程,所以系統(tǒng)認(rèn)為是 8個 CPU 的服務(wù)器。如果是 64個 CPU 配滿,操作系統(tǒng)會 認(rèn)為 128個 CPU 的服務(wù)器。 所以這可 以內(nèi)置每一個 POWER5的處理器。 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)實驗室統(tǒng)計是可以免 費獲得 40-45% 之間的性能提升。下面介紹一下 擴(kuò)展性,這是 IBM

17、 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、存儲設(shè)備等。這是內(nèi)部這是 CPU book,每一個里 面就有 4個 CPU ,如果裝兩個 book 就 8個 CPU 。 560Q 是一個中檔的服務(wù)器,它 tpmC 值可以滿足相當(dāng)多客戶的要求，可以個 CPU，這里面配一個板子，再加一個 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)器要到 16 路， 你再會再加一個， 你的系統(tǒng)不會重裝， 也不需要重新部署。 前面談的都是一些具體的物理

18、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，可以說是一個全能的體現(xiàn)。 從 TPC-C 交易委員會官方網(wǎng)站上得到的結(jié)果， 不分廠商還是單機(jī)， 現(xiàn)在達(dá)到最好的 結(jié)果前四名，這里面沒有一臺 PC 服務(wù)器進(jìn)

19、入這個排名，其實不光沒有進(jìn) 入前四名，實 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 有兩次一個是 11 萬，一個是 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)器更多跑 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 型號不太了解，可能覺得 UNIX 操作

20、系統(tǒng)的名字也怪怪的，UNIX AIX 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)你真正要管理一個后臺服務(wù)器的時候，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)常會中病毒，甚至把整個機(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 等大家平時接觸 的更少，Gartner 做了一個預(yù) 測，2008 年以后，操作系統(tǒng)僅存