曙光A系列64位服务器产品技术漫谈

    随着AMD64位Opteron处理器和曙光天阔A系列服务器产品的推出，一道隔断64位计算和传统32位计算应用的“屏障”缓缓倒下，一场64位计算的普及运动正以一种“传统”的同时又是“全新”的方式渐渐展开。说它“传统”，因为IT技术的发展历史中，新技术标准的制定无法忽视用户对兼容性的要求，如同前一代处理器从16位过渡到32位一样，天阔采用AMD64位技术的曙光A系列服务器提供了这样一个兼容的、开放的选择；说它“全新”，因为它是第一个面向众多普通用户的64位计算解决方案，以合理的性价比使64位技术的普及成为可能。

    在天阔A系列服务器产品定型的过程中，曙光对Opteron处理器所具备新技术的性能、可靠性、兼容性进行了严格的测试，随着测试步骤的进行，所有问题都迎刃而解，我们从各种测试数据中得到了令人惊讶的结果。
 
    传统的32位处理器和操作系统不能支持应用程序直接访问4GB(2的32次方)以上的内存，4GB寻址能力将是32位计算机系统一道不可逾越的门槛。而据权威机构的报告表明，在未来的应用方面，预计到2004年底，用户数据的增长就将超过现有32位OS所能支持的规模，而到2005年用户数据量将会超过32位计算所能寻址的范围。64位已是大势所趋。

    早在AMD64位技术诞生之前，已有多种64位的平台架构应用于服务器系统。由于32位服务器与传统的64位服务器基本上不具备可比性，而且传统的64位服务器又不支持为广大用户所熟知的32位操作系统和应用软件。曙光天阔A系列服务器的独特功能恰好为广大用户提供了一个难得的测试环境，使业界能够从另一个角度了解这一新兴产品。

    除了服务器处理器的高速计算性能外，内存数据访问性能也是我们非常关注的。64位技术使服务器突破了内存物理寻址能力（4GB）的屏障，而在曙光天阔A系列服务器中首次采用的处理器内集成内存控制器技术能带给我们什么好处呢？不妨看一看我们做的一组测试。

    我们以单处理器的I 110A服务器与32位单处理器芯片组做比较，以支持双处理器的I 220A与当前主流的32位双路服务器芯片组比较。

    为保证测试的公平，在曙光天阔A系列服务器上，也安装32位Windows 2000操作系统和完全相同的测试软件，为保证对比机型的内存访问带宽理论值相同，我们在I 110A服务器中配置了双通道DDR 266内存（I 110A可支持DDR333内存）。从测试结果可以看出，I 110A的内存访问带宽实测值超过当前内存性能最佳的单处理器芯片组（采用双通道PC1066 RDRAM）15％以上。

    在I 220A同样配置双通道DDR266内存，与32位双处理器系统完全相同，而测试结果令我们吃惊不小，I220A的内存带宽实测值竟高出当前最先进的双路32位芯片组达40％。

    长期以来，为我们所熟知的32位服务器系统都是通过北桥芯片连接处理器和内存，北桥芯片集成的内存控制器工作频率（FSB频率）和工作方式直接影响了服务器系统的内存访问带宽。近两年来，32位系统的芯片组技术飞速发展，前端总线（FSB）工作频率的提升甚至超过了处理器主频的提升。在32位单处理器系统中从133MHz发展到今天的800MHz，32位双处理器系统FSB频率也提高了3～4倍；内存工作频率提高了两倍以上，并从单通道发展至双通道交叉访问。内存控制器技术的发展使32位服务器系统性能大幅度提升，然而在实际应用中，我们测得的系统内存访问带宽却没有理论计算那么理想，特别是在32位双处理器系统中，由于北桥芯片使两颗处理器工作于共享总线方式下，实际所能利用的内存带宽往往只能达到理论值的40％～60％。

    曙光天阔A系列服务器采用的64位Opteron处理器内集成了内存控制器，使内存总线的工作频率达到与处理器相同的水平，反应时间更短。而在I 220A0这台双处理器系统中，每个处理器都会使用自己的内存控制器来连接内存，从而有效避免了处理器之间争夺总线的情况，也使得多处理器系统可以更加充分的发挥性能。I 220A在双处理器配置下的内存带宽实际测试结果，达到理论值的80％以上。