IBM论小型机与PC服务器的区别

1、IBM论小型机与PC服务器的区别关于小型机的话题近来比较热，因为很多无论是 PC服务器还是安腾 服务器 都声称自己做到了小型机”水准。但是随之却把老百姓给搅晕了，以前清晰的小型机概念越来越模糊，到底什么时候应该选择传统小型机， 什么时候应该选择 PC服务器呢？我把在 旧M UNIX WORLD 上听到 的旧M系统科技事业部 System p系统工程师朱汉东先生的讲解搬来共享给大家。你从中赵自己想了解的那部分吧。小型机说了很多年，PC服务器也是大家比较熟悉的，他们区别还是非常大的，UNIX跟PC服务器的CPU不同，最简单台式机、 笔记本用的CPU Intel的奔腾等非常清楚。 但是提小型 机处理

2、器的名字都搞不清楚，现在他们用的CPU处理器都叫 RISC处理器，常见的Intel包括AMD都是CISC处理器，那 RISC跟CISC有什么区别，RISC是精简指令集计算机，CISC是复杂指令计算机。RISC技术是旧M 一个研究院在1974年发明的，旧M对计算机研究非常深入， 在70年代就发现我们能够用20%的指令就可以完成 80%的工作，并且这 20%的指令都是非常简单和基础的指令。如果要另外完成 20%工作需要非常复杂的指令，如果要在CPU里面实现指令，就导致CPU非常复杂，这个机器效率非常低，所以这就导致RISC技术的产生，RISC技术改写了计算机发展的历程。技术产生导致RISC Sys

3、tem/6000的诞生。其实RISC技术，CPU是一种架构，这里面有非常多的型号，POWER5是比较典型的代表。 IBM的POWER在RISC芯片里面典型代表，RISC有一个二次跟八次法则，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,在至强这一代处理器是非常典型的，它的特点主频非常高，但是效率非常低， 散热量非常大，曾经看到一个新闻，以后CPU可以煮鸡蛋都有可能。RISC和CISC两种架构，设计的理念完全不同，所以中间的主频没有任何可比性，最重要看实际的性能。旧M POWER6 会出超过4个G的了。这里要谈一下大家非常关心安腾，这两天大家看到网上关于Inte

4、l安月鸯2CPU终于出来了，现在谈双核已经不是先进技术了，旧M在2001年POWER4已经是业界第一款双核处理器。安腾是不是RISC ,安腾不是RISC架构，那它是什么架构，他有一个架构是 EPIC ,这是这两年刚刚诞生的，它是不是比RISC 或CISC更先进的，它不是，它是两个不兼容的东西，它既不是一个更先进的技术，也不是有什 么新的发明。跟CPU紧密相关的，64位、32位，这是我们经常说的 x86 ,从8位到16位到32位，这 两年炒64位和双核非常多。这 64位和32位有什么区别，为什么64位包括X86体系架构，如果32位物理内存只能访问4G, 一次访问最大的物理内存，当然也可以通过其他

5、的手段访问超过4G的内存，以前 8086、8088要访问1M内存采用非常复杂的技术，在今天 4G的内存对于很多应用显得太小了， 尤其是数据库的操作， 尤其是一些Java 的应用服务器， Java 非常吃内存的， 4G 内存非常小的，我这个机器配了 1G 内存， IBM 跑 System p 系列服务器，如果我给你做一个方案，我们就要做一个配置，我们怎么配，怎么连，这程序是Java 写的非常吃内存，所以在 64 位机器可以提供存储空间到 64 位， 64 位的空间多大？也就是2 的 64 次方，比 2 的 32次方高太多，并且可以对 64 位数据进行数学和逻辑运算。它表示数据的范围更大，它的精度

6、更准，对于大型数据库支撑能力更强，以及对 SMP 扩展能力，一个存储器支持 CPU 个数更多了。其实 64 位计算从 IBM ，从 p 的角度谈得很少，因为我们在 1997 年、 1998 年谈得最多的， IBMRS/6000 就发布了 RS64 处理器，是第一款64 位处理器，从那时代开始我们CPU 已经全部是64 位，这中间经过 POWER4 ， POWER4+ ， POWER5 以及 POWER5+ ，所以我们今天64 位已经是非常成熟的技术。 AMD64 跟 Intel EM64T 是什么关系？在 x86 情况下的扩充， 引进了 64位的指令，在32 位模式下不能算作典型的 64 位处

7、理器，所以现在应该叫 x86-64 ，而不是 +64 ，真正 64 位处理器 IBM POWER 是真正 64 位处理器。包括 EM64T 是什么意思？是增强型的 64位内存技术，仅仅是一个访问 64 位的内存，很多寄存器还是32 位上操作，所以不是一个典型或完全意义的 64 位操作期，这跟我们说 RISC64 位完全两码事。 这里面看一下IBMPOWER 的处理器，今天谈的 2001 年 POWER4 是一个划时代的， 2001 年 p 系列， UNIX 有绝对优势领先竞争友商，业界第一款双核机器， 到今天很多人讨论真双核， 假双核，其实真正第一款双核处理器IBM2001 年 p690 到

8、p615 已经全部商品化了， 我们客户享受双核技术已经很多年了。 中间经过 POWER4+ 引进动态逻辑分区， 现在大家讨论做虚拟机， 实际上 IBM 在 POWER4+已经到动态逻辑分区。 到 POWER5 引进并发多线程， 到 POWER5+ 引进了四核处理器， 引进了微分区，这都是我们非常先进的技术。并且我们POWER6 是呼之欲出的产品，很快大家可以看到更先进的产品。今天 POWER5+ 产品上的 CPU 类型，一个是505 、 510 到 570 年用的 DCM 的类型，也就是双核模块处理器，一个里面有两个CPU 。两个 CPU 在蓝颜色里面，粉色的是缓存。高端服务器是多核模块， 在

9、一个里面封装了八个POWER5+ 的处理器， 其实中间四个里面每个两个CPU ，角上四个是三级缓存，每个里面有36M 。 在 POWER5 的时候， 在中低端服务器，主要用双核处理器， 505 到 570 用的效率非常高。在高端服务器上， 590 、 595 扩展到 32 个、 64 个 CPU ，我们发展了更先进的 MCM 技术， 用户对性价比要求非常高， IBM 从去年开始发布了 QCM（ 四核处理器 ） ，把先进的封装工艺放到中低端服务器上，产生了四核处理器，今天505Q 到 560Q ，今天的产品线凡是产品后面带Q 都采用 4 颗处理器，既具有高端服务器的先进封装技术，又具有高端的性能

10、，我们可以在同样的机器里面安装更多 CPU 个数，性价比更高一些，让中低端用户可以用到高端的先进性和优越性。坦白来说关于内存方面翻一番质量，我们用处四的都是DDR533 的内存，这已经是非常先进的内存了， PC服务器也有 DDR533的内存，当然更多是SDR,还有更高端用 DDR633和DDR667的内存，内存有两个关键，一个是内存的带宽，是 DDR多少的主频，还有一个就是内 存的可靠性是一个非常重要的话题，比如碰到Windows 蓝屏那是典型的内存错误，p系列用的内存是DDR533 ,这不是最好的也是差不多最好的内存。内存Chipkill什么意思？中间相当于一个内存桥，上面有一些空闲或多余的

11、内存位置，比如内存条1G,实际上内存容量比1G要多，设计专门留出一部分做冗余，大家看到存的信息非常像读取硬盘，分配到四个ECC words里，如果有原因导致内存错误，就可以把错误的信息有可能恢复回来，这样避免非常多的内存错误。这是我们Chipkill内存，早在p系列诞生之前就已经发明了这个技术，我们把这个技术用在 旧M的System p上面。在PC服务器里面，非常多的主流内存保护技术，HP的ProLiant非常有代表性，它主要是 Advanced ECC ,还有Online Spare , ECC谈了很多年，就是错误检测的校验， 只能修正一位的错误，如果两位错误修正不了，Chipkill可以检

12、测和修复多位错误，到底可以修复多少错误，根据你错误发生的原因不同，有不同的级别，有能恢复和不能恢复的，这有一个第三方的研究报告，采用 Chipkill内存以后可靠性比 ECC提高100倍。前面谈了 CPU和内存，你用一台小型机也不会拆开来看看，所以大家在使用的过程中经常 涉及小型机的扩展性，这是我们实际应用非常重要的考虑因素，你的服务器要满足什么样的应用环境非常重要。扩展性两方面，一个水平扩展性，另一个垂直扩展性。水平扩展性是指一台服务器内部有多大的扩展空间，同一台服务器配多说CPU和内存，有多少卡，有多大连接能力，以及它的灵活性。p系列服务器，从最低端到最高端的595都有强大的扩展性，Sys

13、tem p550Q ,在4U的主机柜，这里面可以选择配两颗 CPU或四颗CPU双核的，如果配双核可以配两颗或四 颗的，也可以选择四颗处理器，或者 8个，如果选择 4个有1.5/1.6不同的配置，所以一个 4U 的服务器，可以配出非常多的组合，所以扩展性非常好。垂直扩展性是整个产品线上下有多大的跨度，一台机器应用，现在国家经济发展非常快，我的应用在这上面部署，可能过了三年，业务的压力翻了一个数量级，需要更大的机型才能支持，p5机型，算POWER5的处理器，不算其他POWER PC和刀片服务器，最少配一个1.5GHz CPU , 最大是63个2.3GHz处理器，最高tpmC可以彳OU 400万。P

14、C服务器支持的可扩展性一般不超过4路CPU配置，只有 旧M可以彳到16个CPU ,因为x86体系结构只能允许 4颗CPU ,并且市场上 PC服务器大部分是 1路、2路以下的服务器 占据市场绝大部分市场份额。如果你的应用将来增长非常大，选PC服务器迟早有一天不够用。这里是看一下p系列产品，旧M p系列扩展有三，一种是向上扩展，一种水平向外扩展，还有一种是内部扩展。从最低端p5185到最高端590、595的64颗2.3GHz为MCM的处理器。这里面带 Q的是四颗处理器。还有刀片服务器，工作站等产品线。向上扩展和向外扩展很好理 解。什么叫内部扩展，买一个 POWER5+处理器可以同时运行两个线程，有

15、人说这和多线程没 什么区别，但是这里面旧M并发多线程跟大家说的多线程有什么区别？其实有一个非常大的区别，它是CPU自己实现的硬件多线程，假设一个505Q只有1U配了 4个CPU ,操作系统会列出8个CPU ,有4个是物理CPU ,每一个CPU有两个并发的多线程， 所以系统认为是 8个CPU 的服务器。如果是64个CPU配满，操作系统会认为128个CPU的服务器。所以这可以内置每 一个POWER5的处理器。有了这技术可以无偿获得性能的提升，尤其是数据库，或者Java的服务器，根据实验室统计是可以免费获得40-45%之间的性能提升。下面介绍一下扩展性，这是旧M System p5 560Q 的机柜

16、，后面有非常多的PCI扩展线，可以支持非常多的网络设备、存储设备等。这是内部这是 CPU book ,每一个里面就有 4个CPU ,如果装两个book就8个CPU o 560Q是一个中档的服务器，它 tpmC值可以满足相当多客户的 要求，可以个 CPU,这里面配一个板子，再加一个CPU的book。如果八颗 CPU服务器的560的tpmC值接近60万，很多中小型客户最大值也就这么多，但是考虑将来业务的扩展性，这机 器要到16路，你再会再加一个，你的系统不会重装，也不需要重新部署。前面谈的都是一些具体的物理上的东西，CPU、内存、主频、扩展性等，小型机和PC服务器架构完全不同，它们比较CPU主频没

17、什么可比性，更多的是看服务器的最终性能，这在大家平时的选型和使用过 程当中有直接联系的。一般考虑性能并不等于主频，性能到底等于什么？性能最好用你跑的应用是在线交易，是 Java服务器，还是网络服务器等，比如TPC-C测试，它是衡量服务器的综合性指标，不是只衡量 CPU或者内存，是衡量机器CPU到内存到I/O体系的连接，可以说是一个全能的体现。从 TPC-C交易委员会官方网站上得到的结果，不分厂商还是单机，现在达到最 好的结果前四名，这里面没有一台PC服务器进入这个排名，其实不光没有进入前四名， 实际上离前十名远得很。我们看在已经公布的47次测试结果，有45次在10万以下，只有两次一个是11万，

18、一个是14万。如果你的业务 tpmC要超过10万，比如校园一通的项目，tpmC值都奔着2、30万去了，所以PC服务器根本做不到。从性能角度来看，它们的差别非常大。回到最早的UNIX和Windows操作系统不同，PC服务系更多跑 Windows ,也有用户跑 Linux , 如果跑Linux非常接近UNIX，小型机都是跑 UNIX ,前面提到对小型机厂商CPU型号不太了解，可能觉得UNIX操作系统的名字也怪怪的， UNIX AIX是我们小型机操作系统的名字。UNIX主要是多用户，多任务的网络操作系统，而 Windows主要面向个人用户的操作系统，从开始诞生 到现在发展就是完全不同的，UNIX安全性非常高，系统管理性强，UNIX主要跑后台服务，以及中间件或数据库等。有人觉得奇怪 UNIX那么难用，都是命令行怎么还说是管理功能很强的操作系统，当你真正要管理一个后台服务器的时候，你发现命令行非常简单、非常直接。反过来Windows操作系统的安全性差,经常会中病毒，甚至把整个机器废掉的可能性都有，它的漏洞和Bug太多。但是Windows也有优点就是界面美观，易用性强，以及游戏软件和办公软件丰富。小型机里面UNIX操作系统非常多， 比如旧M的AIX等大家平时接触的更少， Gartner做了一个 预测，2008年以后，