權(quán)威人士講解傳統(tǒng)小型機與PC服務(wù)器區(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(zhǔn)。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IBM UNIX WORLD上聽到的IBM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。你從中找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IBM一個研究院在1974年發(fā)明的，IBM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 System/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。

　　IBM 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Intel 安騰2CPU終于出來了，現(xiàn)在談雙核已經(jīng)不是先進技術(shù)了，IBM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(dāng)然也可以通過其他的手段訪問超過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，它的精度更準(zhǔn)，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，IBM RS/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IBM POWER的處理器，今天談的2001年P(guān)OWER4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)很多了年。

　　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，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(dāng)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(dāng)于一個內(nèi)存橋，上面有一些空閑或多余的內(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IBM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，System 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?？?，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可以做到400萬。

　　PC服務(wù)器支持的可擴展性一般不超過4路CPU配置，只有IBM可以做到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，IBM 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，有人說這和多線程沒什么區(qū)別，但是這里面IBM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IBM System p5 560Q的機柜，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。560Q是一個中檔的服務(wù)器，它tpmC值可以滿足相當(dāng)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(dāng)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(biāo)，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11萬，一個是14萬。如果你的業(yè)務(wù)tpmC要超過10萬，比如校園一卡通的項目，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。

　　回到最早的UNIX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(dāng)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IBM的AIX等大家平時接觸的更少，Gartner做了一個預(yù)測，2008年以后，操作系統(tǒng)僅存在三種AIX、Linux和Windows，也就是在小型機UNIX領(lǐng)域，AIX是代表性的環(huán)境，其他的友商UNIX操作系統(tǒng)的份額將越來越少。今天在AIX上的投入是有保證的。

　　AIX操作系統(tǒng)是一個穩(wěn)定性、擴展性、操作性強的UNIX操作系統(tǒng)，它的安全性非常好，AIX帶一個L是什么意思，和Linux有非常好的親和性，親和到什么程度，一種在AIX上面可以跑絕大部分Linux的應(yīng)用，比如不喜歡AIX的環(huán)境和界面，喜歡Linux的KDE的界面。

　　總結(jié)一下，回答最開始的問題，我們給大家客觀比較一下，UNIX和PC服務(wù)器有什么不同，UNIX小型機性能好、安全性高，擴展性強，運行關(guān)鍵性服務(wù)，是企業(yè)級客戶的選擇。PC服務(wù)器性能低，安全性較差，擴展性受局限，有大量廉價的兼容配件，并且便宜，界面也好，個人使用方便。

　　當(dāng)你考慮小型機的時候，IBM p系列有非常大的優(yōu)勢，相對友商的UNIX的小型機，我們有POWER虛擬化技術(shù)，以及POWER5的強大性能，還有RAS功能，內(nèi)存可靠性只是其中一方面，以及對POWER的長久承諾，這是一個關(guān)鍵的技術(shù)，IBM POWER是IBM核心技術(shù)，IBM對這個架構(gòu)有非常長久的承諾，不像其他廠商像RISC芯片前途已經(jīng)十分渺茫。UNIX和Linux有很好的結(jié)合性，在我們產(chǎn)品有非常多的選擇，包括最低端一直到最高端的，從價格上從5萬不到一直到幾十萬、幾百萬的服務(wù)器都有，有非常大的靈活性供大家選擇。