1、服務(wù)器技術(shù)基礎(chǔ),第一章：什么是服務(wù)器,目 錄,1.1 什么是服務(wù)器 1.1.1 服務(wù)器的發(fā)展歷史 1.1.2 X86服務(wù)器的發(fā)展歷史 1.1.3 服務(wù)器的發(fā)展趨勢 1.2 服務(wù)器分類 1.3 服務(wù)器評價體系 1.4 服務(wù)器強(qiáng)制認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn) 1.5 中國高性能計算機(jī)標(biāo)準(zhǔn),1.1什么是服務(wù)器,服務(wù)器Server 從功能上說，它負(fù)責(zé)偵聽網(wǎng)絡(luò)上其它客戶機(jī)（Client）提交的服務(wù)請求，并提供相應(yīng)的服務(wù)。 從通信的對象來講，通常是一對多 具體到硬件上，它是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的高性能計算機(jī)，這是我們通常所說的服務(wù)器 客戶機(jī)Client 從功能上說，它負(fù)責(zé)向服務(wù)器（Server）提交服務(wù)請求，并接收響應(yīng)，反饋給用戶。

2、從通信的對象來講，通常是一對一 在硬件上，Client的性能通常比Server要低得多 Server和Client的界限日漸模糊P2P,服務(wù)器和PC機(jī)的比較(1/4),服務(wù)器和PC機(jī)的共同點 服務(wù)器和PC的硬件構(gòu)成基本一致，也是由主板、 CPU、內(nèi)存和硬盤等組成。 PC機(jī)中采用了越來越多的服務(wù)器技術(shù) 處理器：64位、多核 內(nèi)存：校驗、鏡像 硬盤：RAID 在小型網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)用比較簡單時，經(jīng)常采用高端PC來充當(dāng)?shù)投朔?wù)器的角色。 服務(wù)器和PC機(jī)進(jìn)行通信時，遵循同樣的協(xié)議,服務(wù)器和PC機(jī)的不同之處 穩(wěn)定性 服務(wù)器需要724小時不間斷運行，而PC機(jī)只需要58小時運行 運算能力 服務(wù)器需要及時響應(yīng)眾多客

3、戶機(jī)的請求，而PC機(jī)只由少數(shù)用戶進(jìn)行操作 圖形顯示 PC機(jī)直接和用戶進(jìn)行交互，而服務(wù)器放在后臺，只和客戶機(jī)進(jìn)行通信 多機(jī)協(xié)同 服務(wù)器可由多臺構(gòu)成一個集群，共同提供服務(wù)，而PC機(jī)之間往往是獨立工作的,服務(wù)器和PC機(jī)的比較(2/4),硬件冗余 服務(wù)器在關(guān)鍵部件上常有冗余配置，比如電源、風(fēng)扇等，而PC機(jī)很少考慮 可管理性 服務(wù)器集成了各種硬件監(jiān)控部件，可進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測和控制，而PC機(jī)基本沒有 處理器 服務(wù)器的CPU種類很多，包括RISC和CISC架構(gòu)，PC機(jī)通常只有CISC 服務(wù)器往往有多顆處理器，而PC機(jī)通常只有1顆,服務(wù)器和PC機(jī)的比較(3/4),內(nèi)存： 服務(wù)器內(nèi)存插槽要遠(yuǎn)多于PC機(jī)，一般在8根以

4、上，PC機(jī)往往不到4根 服務(wù)器采用ECC、Registered、Chipkill、熱備、鏡像等技術(shù)來保證數(shù)據(jù)的可靠性，PC機(jī)基本沒有 服務(wù)器內(nèi)存往往支持熱插拔，而PC機(jī)不支持 硬盤 服務(wù)器支持SCSI、SAS等高速接口，PC機(jī)通常支持IDE、SATA等普通接口 服務(wù)器硬盤常采用硬件RAID技術(shù)保護(hù)數(shù)據(jù)，PC機(jī)一般只有軟件RAID技術(shù) 網(wǎng)絡(luò) 服務(wù)器上往往有2塊以上網(wǎng)卡，PC機(jī)通常只有1塊 服務(wù)器上往往采用一些特殊定制的網(wǎng)絡(luò)，比如Infiniband、myrinet等，PC機(jī)通常只采用以太網(wǎng),服務(wù)器和PC機(jī)的比較(4/4),布爾,現(xiàn)代電子計算機(jī)的數(shù)學(xué)和邏輯基礎(chǔ),阿塔納索夫,采用二進(jìn)制原則 采用電子

5、技術(shù)的原則 采用計算與存儲分離的原則,圖林,通過數(shù)學(xué)證明得出理論上存在“通用圖林機(jī)”,現(xiàn)代電子計算機(jī)之父,馮諾伊曼,1.1.1 服務(wù)器的發(fā)展歷史,1946年第一臺電子計算機(jī) ENIAC 成功研制,埃克特（右）和莫克利（左）,1946-1959 第一代電子管計算機(jī)的興盛,UNIVAC,EDVAC 第一臺并行計算機(jī),磁芯存儲器 1951 王安發(fā)明,大型機(jī) IBM 701的研制成功 奠定了IBM在計算機(jī)中的 產(chǎn)業(yè)霸主,1959-1964 晶體管造就第二代計算機(jī),肖克萊（左）、巴丁（中）、布拉頓（右）于1956年共同獲得諾貝爾物理學(xué)獎,美國貝爾實驗室于1954年研制成功第一臺使用晶體管的第二代計算機(jī)T

6、RADIC。相比采用定點運算的第一代計算機(jī)，第二代計算機(jī)普遍增加了浮點運算，計算能力實現(xiàn)了一次飛躍。,1964-1970 集成電路使第三代計算機(jī)脫胎換骨,IBM于1964年研制出計算機(jī)歷史上最成功的機(jī)型之一IBM S/360。IBM由于S/360的成功，進(jìn)一步鞏固了自己在業(yè)界的地位，“藍(lán)色巨人”IBM幾乎成為計算機(jī)的代名詞。,1970 第四代計算機(jī),DEC：小型機(jī)驕子,IBM獨步天下,1.1.2 X86服務(wù)器發(fā)展歷史,RISC初露崢嶸早期的CPU采用CISC（復(fù)雜指令集計算機(jī)），后來IBM研究出RISC（精簡指令集計算機(jī)），速度和性能都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于CISC。HP和Sun分別于1986和1987年推

7、出了基于RISC的HP PA-RISC體系結(jié)構(gòu)計算機(jī)和Sun SPARC服務(wù)器和工作站，RISC開始顯露崢嶸，并最終在80年代末引發(fā)了小機(jī)器化的重大改革浪潮。,Motorola9月，Motorola推出68030微處理器，其性能與Intel 80386相當(dāng),PowerPC（Power Performance Chip）是一種RISC CPU,AMD公司挑戰(zhàn)Intel同年，AMD公司推出了與Intel CPU芯片兼容的AMD386，搶占Intel 386DX/40 CPU的市場，Intel開始受到挑戰(zhàn),PowerPC 6011992年10月14日，IBM和Motorola正式宣布PowerPC

8、601微處理器開始投產(chǎn)。IBM在這種處理器的生產(chǎn)中采用了0.6微米CMOS技術(shù)，每個芯片有280萬個晶體管。,1.1.4 服務(wù)器的發(fā)展趨勢（1/9）,1.1.4 服務(wù)器的發(fā)展趨勢（2/9）,多核成為服務(wù)器處理器的主旋律 Intel Xeon Clovertown四核芯片提前上市，隨后的Intel Xeon Tigerton 、AMD Barcelona、Intel Dunnington等眾多四核、八核服務(wù)器CPU即將登場亮相，Intel的80核芯片，Sun公司的Rock多核CPU、IBM的下一代通用Cell等，都揭示著服務(wù)器處理器技術(shù)發(fā)展的主旋律是多核。 除了同構(gòu)多核，以IBM Cell為典型

9、代表的由一個或數(shù)個通用處理器核，和數(shù)量較多的協(xié)處理器核組成的異構(gòu)多核芯片，也開始進(jìn)入成熟應(yīng)用。,1.1.4 服務(wù)器的發(fā)展趨勢（3/9）,刀片式服務(wù)器步入泛應(yīng)用期 刀片式服務(wù)器技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入成熟器，雖然配置上7U、10U或19U，雙核或四核、雙路或四路、AMD Opteron或Intel Xeon，多種多樣，在技術(shù)進(jìn)步上集中于以下幾個方面。 第一，更為靈活有效的遠(yuǎn)程監(jiān)控，如KVM over IP、遠(yuǎn)程部件上下電管理； 第二，更智能的系統(tǒng)管理，如動態(tài)功率管理、智能冷卻管理； 第三，更簡單易用的維護(hù)手段，如集成共享的USB設(shè)備、虛擬USB設(shè)備的遠(yuǎn)程連接、遠(yuǎn)程系統(tǒng)部署； 第四，更高程度的部件耦合，如存儲

10、、交換、KVM部件都能融合在刀片服務(wù)器內(nèi)； 第五，更靈活的擴(kuò)展度，如支持I/O擴(kuò)展和網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展。 刀片式服務(wù)器已廣泛應(yīng)用于電信、金融、教育、企業(yè)數(shù)據(jù)中心等諸多核心業(yè)務(wù)領(lǐng)域，刀片式服務(wù)器泛應(yīng)用期將在2007年拉開帷幕。,1.1.4 服務(wù)器的發(fā)展趨勢（4/9）,服務(wù)器節(jié)能技術(shù)趨于成熟 能耗和散熱的限制是發(fā)展多核技術(shù)的初始動機(jī)，節(jié)能逐漸成為了服務(wù)器技術(shù)的關(guān)鍵詞，在2007年服務(wù)器節(jié)能技術(shù)將趨于成熟。 芯片級節(jié)能技術(shù)，如Intel 的 EIST、AMD 的PowerNow!、IBM的高熱傳導(dǎo)界面芯片冷卻技術(shù) 系統(tǒng)級節(jié)能技術(shù)，如提高電源使用效率；基于負(fù)載情況動態(tài)調(diào)整節(jié)點狀態(tài)；根據(jù)不同用戶進(jìn)程能耗的不同進(jìn)行

11、CPU任務(wù)隊列的調(diào)度，將一些產(chǎn)生較多熱量的任務(wù)從溫度較高的CPU上遷移到溫度較低的CPU上；液體冷卻、智能溫控風(fēng)扇等基礎(chǔ)架構(gòu)技術(shù) 提供從芯片到服務(wù)器系統(tǒng)架構(gòu)全方位、自適應(yīng)的節(jié)能管理。,1.1.4 服務(wù)器的發(fā)展趨勢（5/9）,效用服務(wù)器浮出水面 效用（utility）是借用了水、電等生活基礎(chǔ)設(shè)施的供給模式的一種新型信息資源應(yīng)用模式，效用服務(wù)器的理念就是對服務(wù)器及其附屬資源集中管理、虛擬化供給，按照用戶的需求動態(tài)地提供服務(wù)。 虛擬化技術(shù)是效用服務(wù)器的核心技術(shù)之一，相應(yīng)的產(chǎn)品眾多，如IBM 虛擬計算引擎VE，HP 虛擬服務(wù)器環(huán)境VSE，VMware、Xen等虛擬機(jī)產(chǎn)品，Egenera、Opsware

12、公司虛擬資源管理產(chǎn)品，BEA WebLogic、CA等虛擬應(yīng)用服務(wù)器，EMC等存儲虛擬化產(chǎn)品。 自適應(yīng)作業(yè)調(diào)度、負(fù)載均衡等技術(shù)也為2007年效用服務(wù)器的出臺打下堅實的基礎(chǔ)?；谟嬎隳芰Α⒋鎯δ芰?、I/O能力、及其他全局物理資源的虛擬化，效用服務(wù)器可望滿足未來信息服務(wù)的扁平化趨勢，為用戶提供按需服務(wù)。,1.1.4 服務(wù)器的發(fā)展趨勢（6/9）,服務(wù)器監(jiān)控管理大融合 當(dāng)前不同服務(wù)器廠商均提供獨立的服務(wù)器監(jiān)控管理工具，如IBM Tivoli、HP Openview、Dell OpenManage、曙光DCMM II，由此在企業(yè)的數(shù)據(jù)中心中無法統(tǒng)一地對不同廠商的服務(wù)器進(jìn)行監(jiān)控、管理、報警、配置。 200

13、7年，服務(wù)器監(jiān)控管理大融合將成為趨勢。一方面，要實現(xiàn)KVM監(jiān)控、性能監(jiān)控、安全監(jiān)控、告警監(jiān)控、角色管理和權(quán)限認(rèn)證的統(tǒng)一和融合，另一方面，要克服廣域網(wǎng)的地域性和數(shù)據(jù)資源的局部性，為系統(tǒng)管理員提供基于層次結(jié)構(gòu)的全局資源統(tǒng)一視圖。 這種監(jiān)控管理的大融合要具備可擴(kuò)展性、集成性、可靠性和易用性，基于統(tǒng)一的集中式監(jiān)控管理平臺，提供對不同品牌服務(wù)器的服務(wù)器監(jiān)控管理工具的集成接口，從而實現(xiàn)同時對各類服務(wù)器進(jìn)行全局資源監(jiān)控和管理。,1.1.4 服務(wù)器的發(fā)展趨勢（7/9）,高性能計算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)加速度 高性能計算機(jī)技術(shù)經(jīng)歷了SMP、MPP、Cluster等體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展，當(dāng)前正處在技術(shù)成熟期，以刀片式機(jī)群為最新代表的各

14、種高性能計算機(jī)產(chǎn)品正活躍在日益廣闊的應(yīng)用舞臺。 高性能計算機(jī)的新技術(shù)正處在爆發(fā)的前夜，我們相信在2008年將會出現(xiàn)在一些創(chuàng)新產(chǎn)品中。高性能計算機(jī)已經(jīng)完成了從貴族化到平民化的過程，要從平民化發(fā)展到普及化，則依賴于高性能計算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)的建立，和降低成本、易管易用技術(shù)的發(fā)展。 因此，加快高性能計算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)的研制，從應(yīng)用的制高點把握未來高性能計算機(jī)的發(fā)展已成為各個服務(wù)器廠商心照不宣的秘密。無論是IBM和Intel的BladeCenter聯(lián)盟、HP和DELL的企業(yè)高性能計算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，還是中國高性能計算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)委員會，都讓我們聞到了2007年高性能計算機(jī)領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)PK的十足火藥味，我們將拭目以待！,1.1.4 服

15、務(wù)器的發(fā)展趨勢（8/9）,可重構(gòu)計算顯露身手 每當(dāng)以所有應(yīng)用為目標(biāo)的通用計算遇到巨大瓶頸時，面向特定應(yīng)用的專用計算，或根據(jù)應(yīng)用特性的不同能夠自我調(diào)節(jié)計算模型的可重構(gòu)計算，就有了市場。 面向特定應(yīng)用的專用計算平臺包括，以多媒體應(yīng)用為目標(biāo)的IBM Cell，以科學(xué)計算應(yīng)用為目標(biāo)的向量處理器，以大規(guī)模并行應(yīng)用為目標(biāo)的ClearSpeed、IBM等公司的“眾核”（many-core）處理器。 可重構(gòu)計算能夠以較低的硬件復(fù)雜度實現(xiàn)指令、數(shù)據(jù)及線程級的并行，并且可以按需而變，F(xiàn)PGA的發(fā)展為這一技術(shù)路線提供了強(qiáng)有力的支撐。 當(dāng)前，雖然基于FPGA的可重構(gòu)計算的廣泛應(yīng)用尚存在應(yīng)用面窄、需要進(jìn)一步提升不同算法

16、硬件實現(xiàn)效率、編程工具缺乏等諸多問題，但隨著不斷提升的FPGA硅晶體尺寸和速度、編譯技術(shù)的不斷改進(jìn)、AMD Torenza 協(xié)處理平臺的推動、Intel前端總線系統(tǒng)架構(gòu)的開放等有利因素的出現(xiàn)，可重構(gòu)計算在計算密集型應(yīng)用中具有較大的性能/功耗、性能/價格優(yōu)勢。 2007年我們期待在IBM、SUN、Cray、Mitrionics、Celoxic等公司的推波助瀾下，基于可重構(gòu)計算的高性能計算機(jī)能有更加成熟的應(yīng)用，并能抓住最好的應(yīng)用時機(jī)。,1.1.4 服務(wù)器的發(fā)展趨勢（9/9）,流式結(jié)構(gòu)來日方長 多核技術(shù)使得摩爾定律能夠繼續(xù)下去，但是進(jìn)一步加劇了存儲壁壘（memory wall），流式結(jié)構(gòu)（strea

17、ming computing）是多核技術(shù)一種形式，通過讓數(shù)據(jù)在計算部件之間流動，減少與存儲器之間的數(shù)據(jù)交換，可以有效地提升高性能計算機(jī)系統(tǒng)的計算/通信比。 過去幾年，流式結(jié)構(gòu)的高性能計算機(jī)在生命科學(xué)、地震模擬、商業(yè)計算等領(lǐng)域都有著可圈可點的成功應(yīng)用。AMD基于CTM接口的流式處理器的發(fā)布，以及GraphStream公司、Rackable Systems公司、PANTA Systems公司基于流式結(jié)構(gòu)的服務(wù)器的出爐，讓我們有充分理由相信在2007年流式結(jié)構(gòu)在科學(xué)計算、商業(yè)計算以及信息服務(wù)中將有著更為廣泛的應(yīng)用空間。歲月悠悠，流式結(jié)構(gòu)來日方長。,目 錄,1.1 什么是服務(wù)器 1.2 服務(wù)器分類 1

18、.2.1 按照服務(wù)器外形結(jié)構(gòu)分類 1.2.2 按照CPU數(shù)量分類 1.2.3 按照CPU類型分類 1.2.4 按照CPU訪問內(nèi)存模式分類 1.2.5 按照服務(wù)器結(jié)構(gòu)分類 1.2.6 按照操作系統(tǒng)分類 1.2.7 按照應(yīng)用類型分類 1.3 服務(wù)器評價體系 1.4 服務(wù)器強(qiáng)制認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn) 1.5 中國高性能計算機(jī)標(biāo)準(zhǔn),1.2服務(wù)器分類,按CPU數(shù),按指令集,按應(yīng)用類型,按功能,服務(wù)器的分類沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。 從多個緯度來看服務(wù)器的分類可以加深我們對各種服務(wù)器的認(rèn)識。,按外形,1.2.1 按照服務(wù)器外型結(jié)構(gòu)分類（1/3）,塔式 塔式（TOWER）服務(wù)器即常見的立式、臥式機(jī)箱結(jié)構(gòu)服務(wù)器，可放置于普通辦公

19、環(huán)境 一般機(jī)箱結(jié)構(gòu)較大，有充足的內(nèi)部硬盤、冗余電源、冗余風(fēng)扇的擴(kuò)容空間，并具備較好的散熱能力。 許多常見的入門級和工作組級服務(wù)器基本上都采用這一服務(wù)器結(jié)構(gòu)類型,IBM System x3500,機(jī)架式 機(jī)架式服務(wù)器安裝在標(biāo)準(zhǔn)的19英寸機(jī)柜里面。 大量的服務(wù)器資源，通常使用大型專用機(jī)房進(jìn)行統(tǒng)一部署和管理 其機(jī)房的造價相當(dāng)昂貴，如何在有限的空間內(nèi)部署更多的服務(wù)器直接關(guān)系到企業(yè)的服務(wù)成本 按高度可分為1U、2U、3U等,IBM System x3650 M2,1.2.1 按照服務(wù)器外型結(jié)構(gòu)分類（2/3）,刀片式 所謂刀片服務(wù)器是一種實現(xiàn)HAHD(High Availability High Dens

20、ity，高可用高密度)的低成本服務(wù)器平臺，為特殊應(yīng)用行業(yè)和高密度計算環(huán)境專門設(shè)計。 顧名思義，刀片服務(wù)器就像“刀片”一樣，每一塊“刀片”就是一個獨立的服務(wù)器，可共用系統(tǒng)背板、冗余電源、冗余風(fēng)扇、網(wǎng)絡(luò)端口、光驅(qū)、軟驅(qū)、鍵盤、顯示器和鼠標(biāo) 一個機(jī)箱對外就是一臺服務(wù)器，而且多個刀片機(jī)箱還可以級聯(lián)，形成更大的集群系統(tǒng)。,IBM BladeCenter,1.2.1 按照服務(wù)器外型結(jié)構(gòu)分類（3/3）,1.2.2 按照CPU數(shù)量分類（1/3）,PC服務(wù)器 采用x86處理器，CPU核數(shù)量一般低于32個，性價比較高 按CPU Socket的數(shù)量，可細(xì)分為單路、雙路、四路、八路等 按功能強(qiáng)弱，可細(xì)分為入門級、工作

21、組級、部門級、企業(yè)級等, 32 個處理器核 PC服務(wù)器/小型機(jī),128個處理器核以上 大型機(jī),32-128個處理器核 中型機(jī),小型機(jī) 英文名叫做Small Computer，它是70年代由DEC（數(shù)字設(shè)備公司）公司首先開發(fā)的一種高性能計算產(chǎn)品。 傳統(tǒng)小型機(jī) 一般采用小型機(jī)專用處理器，比如美國Sun、日本Fujitsu（富士通）等公司的小型機(jī)是基于SPARC處理器架構(gòu)，而美國HP公司的則是基于PARISC架構(gòu) 使用的操作系統(tǒng)一般是基于Unix的，像Sun、Fujitsu是用Sun Solaris，HP是用HPUnix,IBM是AIX。 新型小型機(jī) 采用x86-64/IA-64處理器，兼容Wind

22、ows、Linux、Unix等操作系統(tǒng) 它是介于大型主機(jī)和PC服務(wù)器之間，其價格遠(yuǎn)低于大型主機(jī)，性能高于PC服務(wù)器，處理器個數(shù)在8-32之間一種高性能 64 位計算機(jī)。,HP RX7620,1.2.2 按照CPU數(shù)量分類（2/3）,大型機(jī) 英文名叫MainFrame，大多數(shù)時候它是指自system/360開始的一系列的IBM計算機(jī)。也可以用來指由其他廠商，如Amdahl, Hitachi Data Systems (HDS)，EMC,HP 制造的兼容的系統(tǒng)。 大型機(jī)也不僅僅是一個硬件上的概念，它是硬件和專屬軟件的一個有機(jī)整體，是一套密不可分的封閉系統(tǒng)。大型機(jī)使用專門為其量身定做的專用軟件，包括

23、操作系統(tǒng)，編譯系統(tǒng)以及其它系統(tǒng)軟件以及上層應(yīng)用軟件，這種封閉系統(tǒng)在為大型機(jī)系統(tǒng)帶來了高可靠性和安全性的同時也使得一般的計算機(jī)從業(yè)人員難以進(jìn)入這一領(lǐng)域。,IBM z9 Business Class,1.2.2 按照CPU數(shù)量分類（3/3）,CISC架構(gòu)CISC：“Complex Instruction Set Computing”，復(fù)雜指令集計算。 從計算機(jī)誕生以來，人們一直沿用CISC指令集方式。在CISC微處理器中，程序的各條指令是按順序串行執(zhí)行的，每條指令中的各個操作也是按順序串行執(zhí)行的。順序執(zhí)行的優(yōu)點是控制簡單，但計算機(jī)各部分的利用率不是最好。由于這種執(zhí)行系統(tǒng)的指令不等長，指令的條數(shù)比較

24、多，編程和設(shè)計處理器時都比較麻煩，但基于CISC的指令架構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計的軟件應(yīng)用已非常普遍，所以微處理器一直都在走CISC的發(fā)展之路。 CISC架構(gòu)的服務(wù)器主要以IA架構(gòu)（Intel Architecture，英特爾架構(gòu)）的服務(wù)器為主，市場上最大的兩家處理器廠商就是Intel和AMD。 通常所說的x86平臺也就是CISC架構(gòu)。,1.2.3 按照CPU類型分類（1/3）,RISC架構(gòu)RISC：“Reduced Instruction Set Computing”，精簡指令集計算。 它的指令系統(tǒng)相對簡單，只要求硬件執(zhí)行很有限且最常用的那部分執(zhí)令，大部分復(fù)雜的操作則使用成熟的編譯技術(shù)，由簡單指令合成。

25、目前一些高端的計算機(jī)采用RISC架構(gòu)，比如IBM的Power系列，HP的Alpha系列和PA-RISC系列，SUN的UltraSPARC系列，MIPS公司的MIPS處理器。 通常RISC服務(wù)器搭配專有的Unix操作系統(tǒng)，各個廠商軟硬件的專屬性很強(qiáng)。 以下列舉最新的硬件和軟件信息。 IBM Power5/Power5+：IBM AIX 5L(5.2) SUN UltraSPARC IV/IV+：Solaris 10 HP Alpha Server：HP True64 Unix、OpenVMS HP PA-RISC 8800：HP-Unix 11i,1.2.3 按照CPU類型分類（2/3）,EPI

26、C架構(gòu)（VLIW）EPIC：“Explicitly Parallel Instruction Computing”，顯示并行指令集計算。 采用這一指令系統(tǒng)的處理器就是Intel基于IA-64架構(gòu)的Itanium系列。 EPIC和VLIW有很大的關(guān)系。VLIW的英文名稱為“Very Long Instruction Work”，中文名為“超長指令集字”，它是美國的Multiflow和Cydrome公司于20世紀(jì)80年代設(shè)計的體系結(jié)構(gòu)，目前主要應(yīng)用于Trimedia（全美達(dá)）公司的Crusoe和Efficeon系統(tǒng)的處理器中，AMD64處理器系列也借鑒了這一指令系統(tǒng)。而Intel最新的IA-64架

27、構(gòu)的EPIC（顯示并行指令計算）也是從VLIW指令系統(tǒng)中分離出來的。,1.2.3 按照CPU類型分類（3/3）,1.2.4 按照CPU訪問內(nèi)存模式分類,UMA 系統(tǒng)中的所有處理器都可以訪問全部的內(nèi)存空間 內(nèi)存統(tǒng)一編址 訪問的速度一致 NUMA 每個處理器都有自己的本地內(nèi)存，通過軟件的方式實現(xiàn)全局共享 邏輯上的統(tǒng)一編址 訪問本地內(nèi)存比其它處理器的內(nèi)存要快得多 NORMA 每個處理器都有自己的本地內(nèi)存，其它處理器不能訪問 物理/邏輯上的多地址空間 處理器之間通過消息傳遞的模式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,1.2.5 按照服務(wù)器結(jié)構(gòu)分類,PVP 并行向量處理機(jī)，采用向量處理器的并行機(jī) SMP 對稱多處理機(jī)，所有處理

28、器可直接訪問任意內(nèi)存地址，且訪問延遲、帶寬、幾率都是等價的，系統(tǒng)是對稱的 DSM 分布式共享內(nèi)存，處理器的本地內(nèi)存通過硬件實現(xiàn)全局共享 MPP 大規(guī)模并行處理機(jī)，采用專門設(shè)計和定制的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，能擴(kuò)展至成千上萬個處理器 Cluster 集群，將完整、獨立的服務(wù)器節(jié)點，用標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)連起來，進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度和管理 Constellation 星群，采用含16顆處理器以上的服務(wù)器節(jié)點，搭建而成的集群系統(tǒng),1.2.6 按照操作系統(tǒng)分類,Windows Windows Server 2003是微軟針對服務(wù)器開發(fā)的操作系統(tǒng)，其版本包括： Datacenter版（含32位和64位） 這是專為要求強(qiáng)伸縮性和高可用性的

29、企業(yè)而建立的。 企業(yè)版（含32位和64位） 該版本適合中型與大型組織的關(guān)鍵使用。 標(biāo)準(zhǔn)版 它面向中小型企業(yè)及部門級應(yīng)用。 Web版 專為快速開發(fā)、部署Web服務(wù)與應(yīng)用程序的用戶。 Linux Linux是一種類Unix操作系統(tǒng)，1991年由芬蘭大學(xué)生Linus Torvalds開發(fā)，并憑借優(yōu)秀的設(shè)計，不凡的性能，加上IBM、INTEL、CA、CORE、ORACLE等國際知名企業(yè)的大力支持，市場份額逐步擴(kuò)大，逐漸成為服務(wù)器領(lǐng)域的主流操作系統(tǒng)之一。 Unix UNIX是一個強(qiáng)大的多用戶，多任務(wù)操作系統(tǒng)，支持多種處理器架構(gòu)，最早由Ken Thompson，Dennis Ritchie和Douglas

30、 McIlroy于1969年在AT Delivery:發(fā)貨(模擬批處理交易); Order-Status:查詢客戶最近交易的狀態(tài)； Stock-Level:查詢倉庫庫存狀況，以便能夠及時補(bǔ)貨。,TPC-C測試抽象模型的五種交易,TPC-C測試抽象模型的交易流程,1.3.2.2.3 HPCC,Linpack 國際上流行的用于測試高性能計算機(jī)系統(tǒng)浮點性能的benchmark 通過對高性能計算機(jī)求解線性代數(shù)方程組能力的測試，評價高性能計算機(jī)的浮點性能 HPL(High Performance Linpack) 針對大規(guī)模的并行計算機(jī)系統(tǒng)的測試 HPL版Linpack一般用于并行超級計算機(jī) 用戶可以選

31、擇矩陣的大小(問題規(guī)模)、使用各種優(yōu)化方法來執(zhí)行測試程序，尋求最佳的測試結(jié)果 計算量(2/3 * N3 2*N2) / 計算時間-Mflops,HPC Challenge 該標(biāo)準(zhǔn)是在美國政府的資助下以美國田納西大學(xué)J.Dongarra博士為主，由日美兩國的HPC人員參與制定的。 目的是對以往在業(yè)界最流行的高性能計算機(jī)的性能排名，即全球500強(qiáng)中使用的Linpack指標(biāo)進(jìn)行補(bǔ)充，以便從各種角度對高性能計算機(jī)的性能進(jìn)行評測。 除計算機(jī)的運算性能外，HPC挑戰(zhàn)基準(zhǔn)還能對內(nèi)在訪問性能、并行處理庫MPE（信息傳遞接口）的通信性能等多種功能進(jìn)行綜合測試。,HPC挑戰(zhàn)基準(zhǔn)由包括Linpack基準(zhǔn)指標(biāo)在內(nèi)的7

32、大類28項測評標(biāo)準(zhǔn)組成。7大類具體包括“HPC（1子項）”、“PTRANS（1子項）”、“STREAM（8子項）”、“Random Access（3子項）”、“Latency，Bandwidth（10子項）”、“DGEMM（2子項）”、“FFTE（3子項）”。 各大類中測評的內(nèi)容如下： HPC：利用與Linpack-HPC相同的線性方程組，測評運算性能 PTRANS：利用矩陣的轉(zhuǎn)置，測評網(wǎng)絡(luò)（過程之間）傳輸性能 STREAM：對單環(huán)境和多重負(fù)荷時的內(nèi)存性能進(jìn)行測評 Random Access：對單環(huán)境和多重負(fù)荷時的內(nèi)存隨機(jī)訪問（間接訪問）性能及過程之間的數(shù)據(jù)訪問性能進(jìn)行測評 Latency，B

33、andwidth：利用過程之間的訪問等待時間，測評網(wǎng)絡(luò)性能，并對節(jié)點之間的傳輸性能（帶寬）進(jìn)行測評 DGEMM：對單環(huán)境及多重負(fù)荷時的矩陣積（product of matrices）的運算性能進(jìn)行測評 FFTE：對FFT（高速傅立葉變換）的運算性能、單環(huán)境、多重負(fù)荷時，及總體性能進(jìn)行測,1.3.2.2.4 其它工具,SiSoftware Sanda SiSoftware Sandra（the System Analyser Diagnostic and Reporting Assistant）是現(xiàn)在公認(rèn)權(quán)威的系統(tǒng)分析評測工具，1995年誕生，到今天已走過了10余年的發(fā)展歷程，擁有超過30種以上

34、的基準(zhǔn)測試項目。 它可對 CPU、主板、內(nèi)存、硬盤、光儲、SCSI設(shè)備、APM/ACPI設(shè)備、鼠標(biāo)、鍵盤、網(wǎng)絡(luò)等硬件進(jìn)行基準(zhǔn)理論對比測試，通過內(nèi)置數(shù)據(jù)庫對比直觀了解當(dāng)前配置是否的性能定位；還可為不同需要的用戶提供專業(yè)全面的配置優(yōu)化建議，為您的下一步升級進(jìn)行相關(guān)技術(shù)指導(dǎo)。,MemTest MemTest 是一款內(nèi)存檢測工具，它不但可以通過長時間運行以徹底檢測內(nèi)存的穩(wěn)定度，還可同時測試內(nèi)存的儲存與檢索數(shù)據(jù)的能力，讓你可以確實掌控到您內(nèi)存的可靠性。軟件本身十分小巧，適合攜帶使用。 Winreboot 開關(guān)機(jī)測試工具 Stress for Linux 對Linux操作系統(tǒng)進(jìn)行CPU、內(nèi)存、I/O、磁盤

35、的壓力測試,Netperf Netperf是一種網(wǎng)絡(luò)性能的測量工具，主要針對基于TCP或UDP的傳輸。Netperf根據(jù)應(yīng)用的不同，可以進(jìn)行不同模式的網(wǎng)絡(luò)性能測試，即批量數(shù)據(jù)傳輸（bulk data transfer）模式和請求/應(yīng)答（request/reponse）模式。Netperf測試結(jié)果所反映的是一個系統(tǒng)能夠以多快的速度向另外一個系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)，以及另外一個系統(tǒng)能夠以多塊的速度接收數(shù)據(jù)。 Netperf工具以client/server 方式工作。server端是netserver，用來偵聽來自client端的連接，client端是netperf，用來向server發(fā)起網(wǎng)絡(luò)測試。在clie

36、nt與server之間，首先建立一個控制連接，傳遞有關(guān)測試配置的信息，以及測試的結(jié)果；在控制連接建立并傳遞了測試配置信息以后， client與server之間會再建立一個測試連接，用來來回傳遞著特殊的流量模式，以測試網(wǎng)絡(luò)的性能。,Stream 內(nèi)存帶寬測試工具 IOMeter IOMeter是一款功能非常強(qiáng)大的IO測試軟件，它包含了負(fù)載發(fā)生器（IOMeter稱其為Worker），提供一系列標(biāo)準(zhǔn)測試組件以模仿實際應(yīng)用，如 WebServer（網(wǎng)站服務(wù)器）、FileServer（文件服務(wù)器）和在OLTP（OnLine Transaction Processing，在線交易處理）服務(wù)器。這些測試組件

37、產(chǎn)生不同大小的輸入輸出請求和讀/寫分布，以模仿實際應(yīng)用中的行為。,1.3.2.2.5 對定量測試的評價,優(yōu)點 可以給用戶一個/一系列具體的數(shù)據(jù)值，容易進(jìn)行不同服務(wù)器性能的比較 缺點 數(shù)據(jù)指標(biāo)不直觀，對于不熟悉的用戶，很難搞清楚什么含義 測試結(jié)果和很多因素有關(guān)，比如測試人員的水平，對同一套系統(tǒng)，可以得到不同的結(jié)果，顯然是不合理的 測試模型雖然是從實際中抽象出來的，但并不能完全反映用戶的實際應(yīng)用情況 為了得到一個很高的測試值，要花費大量的人力物力財力，但對用戶來說，沒有帶來實際的好處,1.3.3可靠性評測（1/10）,什么是可靠性 定義一：產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。 定

38、義二：在規(guī)定的條件下和規(guī)定時間內(nèi)所允許的故障數(shù)。,可靠性標(biāo)準(zhǔn) 目前國際上影響大、應(yīng)用廣的R它和ISO聯(lián)合發(fā)布的IEC300-1/ISO9000-4標(biāo)準(zhǔn)等。,1.3.3可靠性評測（2/10）,1.3.3可靠性評測（3/10）,硬件產(chǎn)品的故障率曲線,產(chǎn)品的可靠性是設(shè)計出來的、生產(chǎn)出來的、管理出來的，因此可靠性工程分為： （1）可靠性管理 （2）可靠性設(shè)計 （3）可靠性實驗/驗證,提高可靠性的方式,1.3.3可靠性評測（4/10）,可靠性實驗 可靠性試驗可以促進(jìn)產(chǎn)品可靠性水平的顯著提高，在可靠性工程中占有重要地位。俗話 “百聞不如一見”就說的是這個道理。業(yè)界實例有：有公司通過可靠性試驗暴露問題入手，

39、經(jīng)過改進(jìn)后，其電腦MTBF驗證值由最初的4，500小時上升到60，000小時。 從試驗的場所劃分，可靠性試驗可分為實驗室試驗和現(xiàn)場試驗。 從試驗的性質(zhì)劃分，可靠性試驗可分為工程試驗和統(tǒng)計試驗等,1.3.3可靠性評測（5/10）,濕度、溫度實驗 高溫試驗對服務(wù)器內(nèi)部缺陷、不良裝片等有檢驗效果。有嚴(yán)重缺陷的器件處于非平衡態(tài)（不穩(wěn)定態(tài)），該實驗可縮短失效過程的時間，故它又稱為穩(wěn)定產(chǎn)品性能的工藝。 低溫試驗考驗工作和存儲的適應(yīng)性。 熱循環(huán)試驗?zāi)M溫度交替變化環(huán)境對產(chǎn)品的機(jī)械性能及電氣性能影響的試驗。 熱沖擊試驗與溫度循環(huán)實驗本質(zhì)相同，只是嚴(yán)酷度上有差異。 熱性能試驗考核元器件在高溫下性能變化（與常溫下

40、性能比較）的大小。,SDJS712B濕度、溫度試驗箱,1.3.3可靠性評測（6/10）,振動實驗 振動有助于測定疲勞、磨損、干擾和彎曲等失效模式。 尋找服務(wù)器產(chǎn)品在某固有頻率段的耐振情況。 服務(wù)器產(chǎn)品在一定頻率的外載荷長時間激勵下的抗疲勞能力。,DC-3200-36/SC-0808/SUPER-8振動臺,1.3.3可靠性評測（7/10）,沖擊實驗 沖擊試驗也稱為機(jī)械沖擊試驗，用于檢驗服務(wù)器產(chǎn)品在運輸和實際使用中受到機(jī)械沖擊時的適應(yīng)性。 用于評定服務(wù)器產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的牢靠性。,CL-200/KCL-2000沖擊臺,1.3.3可靠性評測（8/10）,碰撞實驗 碰撞實際上是小量級的沖擊，用于檢驗服務(wù)器產(chǎn)品在火車運輸過程中的低強(qiáng)度、高頻率撞擊的耐受性。,P-250/CC-1A碰撞臺,1.3.3可靠性評測（9