四色分解服务器技术英雄2002 (上)

红色：永不停顿的“芯”跳！

    高端系统和应用从32位走向64位，这是计算机问世以来最重要的变革之一，而这项变革是从计算的核心—处理器开始的。2002年，“芯”的跳跃无疑集中在了“64位计算”与“0.13微米”工艺上，红色代表的跳动与生生不息刚好诠释了永不停顿的“芯”跳！

    首先是IBM的Power4 CPU以及在接近年底时推出的Power4+。在采用Power4 CPU的p690高端机型上，其中几项技术是最引人注目的: 一是铜导线、SOI、双核、四芯片封装代表的CPU设计技术; 二是片内二级缓存、片外三级缓存、CPU内置SMP支持、板间CC-NUMA互连组成的多级内存结构; 三是AIX 5.1操作系统，它代表了64位内核、分区、支持Linux界面、海量文件系统等操作系统技术。

    Power 4有很多先进的特性: 专为SMP处理进行了优化; 将处理器技术与进程技术、封装和微架构相结合，设计了从处理器到内存和I/O桥接芯片的整个系统，提高了整体性能; 同时使用新的晶体管级工具改进了芯片设计，并将复杂的控制逻辑转换为常规的数据流结构，解决了主频提升时保持系统平衡的问题，可以处理多种不同的负载，在一个单一的系统设计中同时满足高性能计算(要求高带宽)环境和商业环境(要求数据共享和SMP扩展)的需要; 使用一种能够消除停机并在错误无法消除时能够提供冗余的方法，在可能的情况下，尽力使硬机器中断(检查中断)转换为软件的同步机器中断，使软件尽可能地避开故障;在硬件上保持了32位和64位的双向兼容。

    而在年底IBM新的eServer p650型服务器中，IBM首次采用了其代号为“Power4+”的下一代服务器芯片。Power4+芯片是Power4系列芯片的0.13微米版本，Power4系列芯片是采用0.18微米技术制作的。据IBM公司介绍，Power4+芯片的尺寸比Power4芯片小35%，面积是267平方毫米，拥有1.84亿个晶体管，内置1.5MB L2缓存和32MB L3缓存，运行速度为1.2GHz至1.45GHz。1.2GHz芯片的耗电量是70瓦。

    SUN在9月份发布的1.2 GHz的 SPARCⅢ同样采用0.13 微米技术，功耗上从75 瓦降低到53瓦。SPARCⅢ基于Sun第二代64位SPARC V9结构，为了实现高性能的设计目的，UltraSPARCⅢ结合了新的结构特性来降低延迟。内部64位的数据寻址能力使处理器、应用和操作系统可以充分利用更大的存储容量，大容量2级缓存和内置的存储控制器设计则可以降低数据的延迟。

    接下来是安腾（Itanium）2。Intel公司在2002年7月9日正式推出其第二代64位处理器——安腾2，直接导致现有高端IA服务器全面升级换代。安腾2处理器延续了第一代安腾处理器所具有的EPIC（显示并行指令运算）体系架构，其内部结构上的变化包括:3MB片内L3缓存; 数据位宽从安腾的64位、266MHz提升到了128位、400MHz，从而将安腾的2.1GB/s系统总线带宽提升到6.4GB/s; 比第一代安腾处理器增加了两个整数单元和输出端口，主频也从800MHz提高到了1GHz，总体性能提高了1.5～2倍。 EPIC计算模式是专门为实现高效并行性而设计的，旨在同时处理多个指令或进程。并行性可以增加每处理器时钟周期内可完成的工作量，从而加速应用的处理。值得关注的是，从软件方面看，编译器在为并行吞吐量优化软件代码方面将会日益改进;从硬件方面看，安腾处理器的开发工作将会继续侧重于提高每时钟周期能处理的指令数量，目前安腾2已经能同时处理6条指令，而EPIC技术还能更灵活地提高未来处理器的并行性。在安全性上，安腾2支持一种先进的机器检查结构，广泛地管理硬件、固件和操作系统中的错误，从而有效减少宕机和崩溃时间。同时安腾2还支持服务器归并的大型SMP系统和可横向扩充的高度集群配置，可扩展性得到了极大的提高。

    与上一代产品相比，安腾2不但能够在二进制代码上与后代产品兼容，而且在硬件接口上也能兼容，客观上也保护了客户的投资。支持Intel安腾2的芯片组也有了多款产品，包括Intel自家的E8870、HP的ZXL以及IBM的EXA-64（支持64位的Summit版本），不再像安腾一代那样，只有Intel 460孤家寡人。

    根据计划，Intel将于2003年早些时候开始推出新一代产品Madison。Madison将采用0.13微米加工工艺，三级缓存的容量将增加至6MB，工作频率将超过2GHz。

    内核昵称Hammer的AMD 64位CPU Opteron被一些专家认为是服务器领域的希望之星。令人印象深刻的有两大技术: 一是2.0GHz的64位CPU，二是HyperTransport 芯片互连技术。HT点到点互连技术，用于芯片之间的互连，尤其是CPU互连以支持SMP，是很好的技术创新，它突破了单点内存控制器（俗称北桥）的限制， 每个CPU都可以通过内置的内存控制器存取内存，或通过HT通道访问远地内存，在2～4 CPU的SMP系统上是很好的。

    从IA架构处理起来看，Intel 停止开发新的PⅢ内核，只是推出更高主频的产品来满足服务器厂商的需要，典型应用只停留在工作组级服务器层面。取而代之的是主流服务器的处理器从PIII转变到了Xeon。而为了填补IA64暂时没有大量企业级应用的空白，Intel MP版本的Xeon芯片也随之出现，其更大的缓存和4路以上的并行处理能力使得高端4～8路企业级服务器有了澎湃的计算性能。

白色：刀片服务器没有尴尬！

    白色本身就具有两面性！服务器的每次重大变革都伴随着其外形的巨大变化。现在，刀片服务器的形状似乎预言着整个未来，其高密度的计算能力和空间，给了我们无限的遐想与可能，但是今天，它仍然面临着诸如散热、性能方面的缺陷，好在巨头们正着手应对这些！

    刀片服务器在年中曾经热闹过一阵，以IDC、.com为市场目标的高密度、低功耗、易管理的刀片服务器的市场空间狭窄，在PⅢ时代，可以在一个机箱内放置20～40个刀片，但在Xeon时代，在7U机箱内只能放置14个刀片，由于散热的原因，高密度优势不明显。但它若与网络存储结合，并解决低功耗问题，将大有所为。其中隐含的三项技术值得注意: 一是CPU密集技术，若能将CPU附近的风扇、硬盘、光盘、软盘都拿掉，将大大提高服务器的稳定性；二是数据集中技术，通过存储区域网，将存储集中管理，动态部署；三是管理集中技术，将操作系统引导、系统管理、应用部署都集中操作，将大大提高好用性。

    用户对刀片服务器多数持观望态度，原因无它，第一代的刀片服务器在可管理性方面仍旧存在较大的缺陷，计算能力也不是足够密集。IBM 和HP在今年相继推出了有更高处理能力的新一代刀片服务器。刀片服务器从提出到现在其基本架构部分仍旧在继续变化，各个厂家都有自己的背板和接口标准。通过刀片服务器上捆绑的软件管理工具来重新配置服务器的工作将变得更加容易、更加迅速。

    HP既是刀片服务器的先驱者也是倡导者，它的ProLiant BL P Class是其开发的第二代综合型刀片式系统，也是目前该领域内部结构组合优化程度非常大的多处理器刀片式服务器。目前惠普BL P Class包括有两款产品：BL 20P Class和BL 40P Class，分别为两路处理器和四路处理器系统。BL 20P Class主要应用于动态的Web/ASP主机服务、计算集群、终端服务器、多媒体数据流等，采用的是英特尔PⅢ处理器（1.4GHz），前端总线速度为133MHz。BL 40P Class主要是应用于数据库服务器、邮件服务器和HA集群节点等。它采用的英特尔Xeon MP Gallatin 处理器（2GHz），前端总线速度为400MHz。这两款产品均采用的是低功耗处理器，以确保高密度运行环境下的系统稳定性，非常适宜IDC、Call Center等大信息量的应用需求。

    IBM今年的新款“刀片” BladeCenter采用的是Intel新的至强DP处理器，它不是一个单纯的产品，而是IBM为用户新的IT基础架构所建立的完整的跨平台解决方案和企业级数据中心的核心。IBM非常看重BladeCenter，因为它将会是未来的网格计算的硬件平台。IBM认为整个IT系统在未来的3到5年将会整合成一个统一的平台，所有的处理器都会在刀片服务器上做整合。基于BladeCenter，上面会是一个开放性的操作系统。通过这样的开放硬件平台和操作系统，人们可以在系统中的任何节点上取任何资源来进行运算，也就是网格计算。IBM还有一个概念是“自主运算”，会对整个系统进行自我监测、自我诊断、自我修复等。这是IBM对未来整个IT架构以及对未来电子商务的构想。

    在过去的一年中，刀片服务器是业界的一个亮点，但是可以看到，许多评论都认为刀片服务器仅仅是一个产品、是机柜服务器更好的替代品，这使得刀片服务器诞生的意义显得单薄，而且硬件标准的统一也是一个很大的问题。IBM刀片服务器产品的推出，给整个刀片服务器领域制定了新的标准，把刀片服务器的诞生意义提到了一个更高的境界。同时IBM的BladeCenter联盟计划广泛联合业界软硬件厂商，还与Intel联手推动刀片服务器的发展。

    相信在各厂商的共同努力下，刀片服务器会有一个美好的前景。