IBM論小型機與PC服務(wù)器的區(qū)別

1、IBM論小型機與PC服務(wù)器的區(qū)別關(guān)于小型機的話題近來比較熱，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”水準。但是隨之卻把老百姓給攪暈了，以前清晰的小型機概念越來越模糊，到底什么時候應(yīng)該選擇傳統(tǒng)小型機， 什么時候應(yīng)該選擇 PC服務(wù)器呢？我把在 舊M UNIX WORLD 上聽到 的舊M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。你從中趙自己想了解的那部分吧。小型機說了很多年，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、 筆記本用的CPU Intel的奔騰等非常清楚。 但是提小型 機處理

2、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，CISC是復(fù)雜指令計算機。RISC技術(shù)是舊M 一個研究院在1974年發(fā)明的，舊M對計算機研究非常深入， 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，這個機器效率非常低，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。舊M 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Inte

4、l安月鴦2CPU終于出來了，現(xiàn)在談雙核已經(jīng)不是先進技術(shù)了，舊M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更先進的，它不是，它是兩個不兼容的東西，它既不是一個更先進的技術(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，當然也可以通過其他

5、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

6、更準，對于大型數(shù)據(jù)庫支撐能力更強，以及對 SMP 擴展能力，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， IBMRS/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)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 情況下的擴充， 引進了 64位的指令，在32 位模式下不能算作典型的 64 位處

7、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 位完全兩碼事。 這里面看一下IBMPOWER 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

8、p615 已經(jīng)全部商品化了， 我們客戶享受雙核技術(shù)已經(jīng)很多年了。 中間經(jīng)過 POWER4+ 引進動態(tài)邏輯分區(qū)， 現(xiàn)在大家討論做虛擬機， 實際上 IBM 在 POWER4+已經(jīng)到動態(tài)邏輯分區(qū)。 到 POWER5 引進并發(fā)多線程， 到 POWER5+ 引進了四核處理器， 引進了微分區(qū)，這都是我們非常先進的技術(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 在藍顏色里面，粉色的是緩存。高端服務(wù)器是多核模塊， 在

9、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 擴展到 32 個、 64 個 CPU ，我們發(fā)展了更先進的 MCM 技術(shù)， 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)器的先進封裝技術(shù)，又具有高端的性能

10、，我們可以在同樣的機器里面安裝更多 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)是非常先進的內(nèi)存了， PC服務(wù)器也有 DDR533的內(nèi)存，當然更多是SDR,還有更高端用 DDR633和DDR667的內(nèi)存，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？中間相當于一個內(nèi)存橋，上面有一些空閑或多余的

11、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 舊M的System p上面。在PC服務(wù)器里面，非常多的主流內(nèi)存保護技術(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

12、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和內(nèi)存，你用一臺小型機也不會拆開來看看，所以大家在使用的過程中經(jīng)常 涉及小型機的擴展性，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。擴展性兩方面，一個水平擴展性，另一個垂直擴展性。水平擴展性是指一臺服務(wù)器內(nèi)部有多大的擴展空間，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都有強大的擴展性，Sys

13、tem p550Q ,在4U的主機柜，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 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，所以擴展性非常好。垂直擴展性是整個產(chǎn)品線上下有多大的跨度，一臺機器應(yīng)用，現(xiàn)在國家經(jīng)濟發(fā)展非常快，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，需要更大的機型才能支持，p5機型，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可以彳OU 400萬。P

14、C服務(wù)器支持的可擴展性一般不超過4路CPU配置，只有 舊M可以彳到16個CPU ,因為x86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，舊M p系列擴展有三，一種是向上擴展，一種水平向外擴展，還有一種是內(nèi)部擴展。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。向上擴展和向外擴展很好理 解。什么叫內(nèi)部擴展，買一個 POWER5+處理器可以同時運行兩個線程，有

15、人說這和多線程沒 什么區(qū)別，但是這里面舊M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。下面介紹一下擴展性，這是舊M System p5 560Q 的機柜

16、，后面有非常多的PCI擴展線，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 o 560Q是一個中檔的服務(wù)器，它 tpmC值可以滿足相當多客戶的 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)的擴展性，這機 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上的東西，CPU、內(nèi)存、主頻、擴展性等，小型機和PC服務(wù)器架構(gòu)完全不同，它們比較CPU主頻沒

17、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，不是只衡量 CPU或者內(nèi)存，是衡量機器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，現(xiàn)在達到最 好的結(jié)果前四名，這里面沒有一臺PC服務(wù)器進入這個排名，其實不光沒有進入前四名， 實際上離前十名遠得很。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，

18、一個是14萬。如果你的業(yè)務(wù) tpmC要超過10萬，比如校園一通的項目，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?；氐阶钤绲腢NIX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，小型機都是跑 UNIX ,前面提到對小型機廠商CPU型號不太了解，可能覺得UNIX操作系統(tǒng)的名字也怪怪的， UNIX AIX是我們小型機操作系統(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，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的操作系統(tǒng)，當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，以及游戲軟件和辦公軟件豐富。小型機里面UNIX操作系統(tǒng)非常多， 比如舊M的AIX等大家平時接觸的更少， Gartner做了一個 預(yù)測，2008年以后，