小型機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)概述及各廠家小型機(jī)介紹

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1、小型機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)概述 目錄 小型機(jī)歷史及定義各廠商小型機(jī)內(nèi)部構(gòu)造小型機(jī)體系結(jié)構(gòu)小型機(jī)分區(qū)技術(shù)介紹小型機(jī)CPU介紹小型機(jī)操作系統(tǒng) 小型機(jī)與x86服務(wù)器對比 第一代計(jì)算機(jī)和大型機(jī)世界上第一臺(tái)現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)“埃尼阿克”(ENIAC)，長30.48米，寬1米，高2.4米，占地面積約170平方米，30個(gè)操作臺(tái)，重達(dá)30英噸，耗電量150千瓦，每秒執(zhí)行5000次加法或400次乘法。 1964年，IBM推出了劃時(shí)代的大型機(jī) System 360，System 360成為第一部具有硬件擴(kuò)充彈性化的特點(diǎn)的大型主機(jī)。 小型機(jī)名字由來1965年DEC公司的PDP-8的小型計(jì)算機(jī)發(fā)布上市，此時(shí)倫敦街頭正流行“迷你裙”，

2、因此這款當(dāng)時(shí)小巧玲瓏的機(jī)器被稱為“Minicomputer”，產(chǎn)品一經(jīng)推出，由于其小巧的外形和具有競爭力的價(jià)格受到市場青睞，并引發(fā)了當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)市場的小型化革命，小型機(jī)的名字由此而來 。 小型機(jī)定位目前市場上按體系架構(gòu)分類，服務(wù)器可分為：X86服務(wù)器、小型機(jī)、大型機(jī)大型機(jī)小型機(jī) X86服務(wù)器廠商：IBM廠商：IBM、HP、Oracle、浪潮廠商：浪潮、Dell、聯(lián)想、曙光、華為等 小型機(jī)定義小型機(jī)泛指各個(gè)計(jì)算機(jī)廠商生產(chǎn)的基于RISC （Reduced Instruction Set Computer 精簡指令集）或者EPIC技術(shù)的CPU，運(yùn)行UNIX一類操作系統(tǒng)（每個(gè)廠商都有自己“改良版”的UN

3、IX）的服務(wù)器，此類服務(wù)器一般用于商業(yè)領(lǐng)域計(jì)算、處理的應(yīng)用。CPU 操作系統(tǒng)廠商 目錄 小型機(jī)歷史及定義各廠商小型機(jī)內(nèi)部構(gòu)造小型機(jī)體系結(jié)構(gòu)小型機(jī)分區(qū)技術(shù)介紹小型機(jī)CPU介紹小型機(jī)操作系統(tǒng) 小型機(jī)與x86服務(wù)器對比 小型機(jī)屬于中高端服務(wù)器產(chǎn)品，有研發(fā)能力的各大廠商為維持在服務(wù)器市場的戰(zhàn)略地位都會(huì)推出自己的小型機(jī)產(chǎn)品，目前擁有小型機(jī)產(chǎn)品的廠商主要有IBM、HP、Oracle和富士通及中國浪潮小型機(jī)采用的是主機(jī)/啞終端模式,并且各家廠商均有各自的體系結(jié)構(gòu),彼此互不兼容。 中端高端低端超低端超高端 P780K1產(chǎn)品線 IBM Power Superdome2Rx9900SD 2 8s Rx9800HP

4、 動(dòng)能系列Rx2800 i4 SPARC T5-2 SPARC T5-8/M10-4S SPARC T5-4/M10 Oracle T5 浪潮國產(chǎn)小型機(jī)產(chǎn)品線 旗艦型32路256核核心型 32路128核靈動(dòng)型 8路64核 K1 950K1 930K1 910 整機(jī)RAS特性增強(qiáng) 計(jì)算性能提升 K1產(chǎn)品線實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵應(yīng)用主機(jī)高中低端市場全面覆蓋K1 910靈動(dòng)迅捷，關(guān)鍵應(yīng)用系統(tǒng)的高效整合平臺(tái)K1 930堅(jiān)若磐石，關(guān)鍵應(yīng)用系統(tǒng)的護(hù)航基石K1 950卓越超群，關(guān)鍵應(yīng)用系統(tǒng)的最佳部署平臺(tái)配合K-UX、K-DB，滿足全部關(guān)鍵行業(yè)客戶需求 下一代千核級(jí)關(guān)鍵應(yīng)用主機(jī) 小型機(jī)構(gòu)成-天梭K1系統(tǒng)浪潮天梭K1系統(tǒng)采用

5、模塊化設(shè)計(jì)，包括計(jì)算模塊、互連模塊、管理模塊等，其中計(jì)算模塊為主要模塊，包含CPU、內(nèi)存等部件，互聯(lián)模塊用于各個(gè)計(jì)算模塊的連接計(jì)算模塊互連模塊 管理模塊散熱模塊I/O模塊電源模塊各個(gè)模塊 小型機(jī)構(gòu)成-天梭K1系統(tǒng)計(jì)算模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)浪潮天梭 K1 系統(tǒng)硬件系統(tǒng)互連拓?fù)淙缬覉D所示：主要由 8 個(gè)計(jì)算模塊和 4 個(gè) NR 板組成，每個(gè)計(jì)算板上兩個(gè) NC 芯片，每個(gè) NC 芯片有 4 個(gè)高速NI 端口，每個(gè) NI 端口的 速率達(dá)到 8.5GB/s，16 個(gè) NC和 4 個(gè) NR 實(shí)現(xiàn)全互連。 小型機(jī)構(gòu)成-天梭K1系統(tǒng)計(jì)算模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)計(jì)算模塊為系統(tǒng)提供強(qiáng)大的計(jì)算能力，以及多種設(shè)備接口，是系統(tǒng)的核心模塊 小

6、型機(jī)構(gòu)成-天梭K1系統(tǒng)K2芯片國際先進(jìn)的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的處理器協(xié)同芯片 16端口的高階交叉開關(guān)實(shí)現(xiàn)32路系統(tǒng)的單級(jí)網(wǎng)路跳步連接 通過高帶寬冗余鏈路分別與各處理模塊相連,構(gòu)成多平面網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 中國成為世界上第三個(gè)掌握此核心技術(shù)的國家 小型機(jī)產(chǎn)品IBM篇 小型機(jī)構(gòu)成-IBM 770IBM 小型機(jī)770由四個(gè)4U機(jī)架服務(wù)器組成，多個(gè)節(jié)點(diǎn)服務(wù)器之間通過SMP Flex線纜按照一定的規(guī)則順序連接起來。 小型機(jī)構(gòu)成-IBM 770每個(gè)4U機(jī)架式服務(wù)器包括一個(gè)Power7處理器卡，封裝了兩個(gè)Power7芯片插槽和16個(gè)DDR3內(nèi)存插槽。 小型機(jī)產(chǎn)品-HP篇 小型機(jī)構(gòu)成-HP Super Dome2惠普的小型機(jī)S

7、uper Dome2定位為關(guān)鍵業(yè)務(wù)服務(wù)器，為刀片架構(gòu)，主要由I/O擴(kuò)展柜、刀片機(jī)箱和存儲(chǔ)單元三部分組成。每個(gè)刀片機(jī)箱可插8個(gè)刀片，每個(gè)刀片可支持兩顆安騰CPU。 小型機(jī)構(gòu)成-HP Super Dome2以下為Superdome 2刀片上的主要組成單元。其中每個(gè)CPU通過4顆Memory Buffer（內(nèi)存緩沖）芯片連接到16個(gè)DDR3-RDIMM（Registered ECC）內(nèi)存插槽。2顆Itanium處理器與sx3000 Agent芯片組之間的連接，是通過每個(gè)CPU提供的3條QPI來實(shí)現(xiàn)的。 小型機(jī)構(gòu)成-HP Super Dome2 小型機(jī)產(chǎn)品Oracle篇 小型機(jī)構(gòu)成-Oracle T5

8、系列服務(wù)器Oracle的T5系列處理器，其中T5代表此類服務(wù)器所用CPU為T5系列處理器，T5-x中的x代表CPU數(shù)量。 Oracle T5-1B、T5-2、T5-4、T5-8系列處理器 小型機(jī)構(gòu)成-Oracle T5系列服務(wù)器Oracle系列服務(wù)器支持1/2/4/8顆CPU互聯(lián)，其中兩顆T5 CPU處理器互聯(lián)如下圖。 總而言之，小型機(jī)有著有普通服務(wù)器不一樣的內(nèi)部構(gòu)造，這是由于各廠商為提高小型機(jī)的整機(jī)性能和高可靠性而進(jìn)行整體優(yōu)化的結(jié)果。 目錄 小型機(jī)歷史及定義各廠商小型機(jī)內(nèi)部構(gòu)造小型機(jī)體系結(jié)構(gòu)小型機(jī)CPU介紹小型機(jī)分區(qū)技術(shù)介紹小型機(jī)操作系統(tǒng) 小型機(jī)與x86服務(wù)器對比 SMP結(jié)構(gòu)：目前 IBM

9、POWER系列處理器采用的是SMP結(jié)構(gòu)，在CPU設(shè)計(jì)、操作系統(tǒng)架構(gòu)等方面進(jìn)行優(yōu)化，可實(shí)現(xiàn)最大32路CPU互聯(lián)。NUMA結(jié)構(gòu)：目前浪潮天梭K1系統(tǒng)及惠普的Super Dome 2采用的是NUMA結(jié)構(gòu)。CPU直連：Oracle T5系列小型機(jī)采用的體系結(jié)構(gòu) 天梭 K1P795 Superdome2 SPARC M6-32 Fujitsu M10 SMP (Symmetric Multi Processing)：全稱是對稱多處理技術(shù)，是指在一個(gè)計(jì)算機(jī)上匯集了一組處理器(多CPU),各CPU之間共享內(nèi)存子系統(tǒng)以及總線結(jié)構(gòu)。 CPU0 CPU1 CPU2 CPU3 存儲(chǔ)器 I/O SMP (Symmet

10、ric Multi Processing)，并行處理技術(shù)，應(yīng)用比較廣泛，單處理器很難滿足實(shí)際應(yīng)用需求，廠商開始采用對稱多處理來解決問題，常規(guī)的是4-8個(gè)CPU。CPU內(nèi)部必須內(nèi)置APIC單元。相同的產(chǎn)品型號(hào)，同樣類型的CPU核心盡可能保持相同的產(chǎn)品序列編號(hào)完全相同的運(yùn)行頻率 擴(kuò)展方面 可用性方面可用性較差 能承擔(dān)一般性系統(tǒng)業(yè)務(wù)，在對應(yīng)核心業(yè)務(wù)時(shí)，難以保障用戶投資擴(kuò)展能力有限每個(gè)CPU通過相同的內(nèi)存總線訪問，造成內(nèi)存訪問沖突，降低CPU效率 NUMA(Non-Uniform Memory Access)：為了突破SMP在擴(kuò)展能力上的限制，來構(gòu)建大型系統(tǒng)，NUMA技術(shù)順勢而生。NUMA（非一致性訪

11、問存儲(chǔ)架構(gòu)）由多個(gè)CPU模塊組成，每個(gè)CPU模塊由多個(gè)CPU組成，并且具有獨(dú)立的本地內(nèi)存、I/O 槽口 80末-90初 90年代 2000年 2000 2001 至今Cray推出 Cray 6400Compaq推出GS320HP推出 Superdome INSPUR推出 K1Sequent提出定義IBM推出NUMA-Q 訪問速度：本地節(jié)點(diǎn)鄰居節(jié)點(diǎn)遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn) 遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)鄰居節(jié)點(diǎn)本地節(jié)點(diǎn)對于某個(gè)節(jié)點(diǎn)中的所有CPU，此節(jié)點(diǎn)稱為本地節(jié)點(diǎn) 與本地節(jié)點(diǎn)相鄰的節(jié)點(diǎn)稱為鄰居節(jié)點(diǎn) 非本地節(jié)點(diǎn)或鄰居節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)，稱為遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn) NUMA具有多個(gè)節(jié)點(diǎn)(Node)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以擁有多個(gè)CPU(每個(gè)CPU可以具有多個(gè)核或線程)

12、。節(jié)點(diǎn)可分為本地節(jié)點(diǎn)(Local Node)、鄰居節(jié)點(diǎn)(Neighbour Node)和遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)(Remote Node)三種類型。 具有多個(gè)CPU模塊，每個(gè)模塊又幾個(gè)CPU組成，分別有獨(dú)立的內(nèi)存、I/O、總線NUMA系統(tǒng)既能訪問本地內(nèi)存又可以訪問遠(yuǎn)程內(nèi)存。良好的伸縮性 擺脫超大總線對多處理器的束縛，增強(qiáng)單一操作系統(tǒng)可管理的處理器、內(nèi)存和I/O插槽 讓處理器快速的訪問在同一單元的內(nèi)存 提供內(nèi)存互聯(lián)的硬件系統(tǒng) 在保持系統(tǒng)規(guī)模高擴(kuò)展的前提下，實(shí)現(xiàn)處理器帶寬與網(wǎng)絡(luò)帶寬相對平衡，并同時(shí)保持較低的互連網(wǎng)絡(luò)平均延遲。 NUMA系統(tǒng)的帶寬較寬，適合多線程、多事務(wù)的并發(fā)處理模式 高負(fù)荷下，保障系統(tǒng)高性能、穩(wěn)定

13、性、可靠性 銀行設(shè)備 稅控設(shè)備 互聯(lián)網(wǎng)站機(jī)場進(jìn)出港系統(tǒng)證卷交易 其他設(shè)備和終端存儲(chǔ)系統(tǒng) 存儲(chǔ)系統(tǒng)存儲(chǔ)系統(tǒng)關(guān)鍵應(yīng)用主機(jī)電信通訊設(shè)備 性能SMP NUMA操作性穩(wěn)定性安全性可擴(kuò)展性開放性靈活性 可維護(hù)性 目錄 小型機(jī)歷史及定義各廠商小型機(jī)內(nèi)部構(gòu)造小型機(jī)體系結(jié)構(gòu)小型機(jī)分區(qū)技術(shù)介紹小型機(jī)CPU介紹小型機(jī)操作系統(tǒng) 小型機(jī)與x86服務(wù)器對比 分區(qū)概念所謂分區(qū),就是將一臺(tái)物理上的服務(wù)器劃分為多臺(tái)機(jī)器來使用的技術(shù)，可分為物理分區(qū)、虛擬分區(qū)。在小型機(jī)分區(qū)技術(shù)里：物理分區(qū)可分為固定式分區(qū)、靜態(tài)分區(qū)以及動(dòng)態(tài)分區(qū)三種虛擬分區(qū)可分為邏輯分區(qū)、微分區(qū)。APP1 HW1OS1 APP2 APPn虛擬分區(qū)APP3HW3OS3

14、APP1HW1OS1 APP1HW1OS1物理分區(qū) OS2 OSn IBM POWER服務(wù)器應(yīng)用模式System P 服務(wù)器在一般的計(jì)算環(huán)境中，都是以虛擬化的方式出現(xiàn)。HMC(Hardware Management Console，硬件管理控制臺(tái) ) 和 IVM(Integrated Virtualization Manager，集成虛擬化管理器 )、Systems Director 為實(shí)現(xiàn)服務(wù)器的虛擬化提供了強(qiáng)有力的支持。 通過HMC管理服務(wù)器 通過IVM管理服務(wù)器通過Director管理服務(wù)器 POWER System分區(qū)技術(shù)LPAR、DLPAR、VPAR邏輯分區(qū)（LPAR）就是將單臺(tái)服務(wù)

15、器劃分成多個(gè)邏輯服務(wù)器，彼此運(yùn)行獨(dú)立的應(yīng)用程序。每個(gè) LPAR 擁有自己的 CPU、內(nèi)存和 I/O 設(shè)備分配。此類分區(qū)是在固件級(jí)別而不是在物理資源級(jí)別進(jìn)行的。每個(gè) LPAR 包含自己的操作系統(tǒng)。然而，邏輯分區(qū)也有些限制，如要增加或刪除資源，必須停止邏輯分區(qū)的運(yùn)行，然后重新引導(dǎo)分區(qū)。動(dòng)態(tài)邏輯分區(qū) (DLPAR)則允許在不中斷應(yīng)用操作的情況下，增加或減少分區(qū)占用的資源，為計(jì)算環(huán)境提供了很大的靈活性。微分區(qū)也是一種邏輯分區(qū)，是在 Power 5 及以后處理上使用的技術(shù)，它對 CPU 的劃分粒度更細(xì)了，每顆CPU 可以等分成多個(gè)具有相同處理能力的 Entitle Unit，而每個(gè)分區(qū)最少可以分配 0.

16、1 個(gè) Entitle Unit。使用微分區(qū)技術(shù)對 CPU 資源的劃分更加靈活了，提高了 CPU 資源的利用率。POWER 系統(tǒng)管理程序(Hypervisor)控制分配物理處理器資源給每個(gè)共享的處理器分區(qū)。 LPAR的問題 Unassigned on demandresources Hypervisor LinuxpartitionsIBM iAIX V5.3 partitions Virtual StorageVirtualI/OServerWorkload management and provisioningVirtual NetworksVirtual ProcessorsAIX V6

17、 partitions VEnetVSCSIIVM*LinuxKernelsAIX KernelsVirtual Network / StorageAIX / WPARSKernels SLIC邏輯分區(qū)/微分區(qū)的原理和問題 IBM的虛擬化在系統(tǒng)最底層使用Hypervisor實(shí)現(xiàn)分區(qū)資源的劃分，一個(gè)mini的AIX操作系統(tǒng)，邏輯分區(qū)下，其CPU/內(nèi)存資源在一個(gè)資源池中進(jìn)行分配，而IO板卡和內(nèi)置存儲(chǔ)資源也需要統(tǒng)一由Hypervisor進(jìn)行管理。因此，從體系架構(gòu)上無法做到真正的分區(qū)之間的電氣隔離，在分區(qū)的安全性和穩(wěn)定性上存在風(fēng)險(xiǎn)。因一個(gè)分區(qū)的故障導(dǎo)致整機(jī)宕機(jī)的情況在電信、銀行行業(yè)中也有發(fā)生。 微分區(qū)

18、的部署模式下，需要額外使用1-2個(gè)邏輯分區(qū)安裝VIOS(虛擬IO服務(wù)器)，用于處理微分區(qū)之間的IO資源的共享使用，但內(nèi)存/CPU資源由Hypervisor統(tǒng)一管理調(diào)配，如果用于存儲(chǔ)VIOS核心的內(nèi)存出現(xiàn)物理故障，有很大可能導(dǎo)致VIOS分區(qū)宕機(jī)，從而導(dǎo)致所有微分區(qū)的IO出現(xiàn)故障而宕機(jī)。單點(diǎn)故障風(fēng)險(xiǎn)非電氣隔離，分區(qū)故障容易引起整機(jī)宕機(jī) 浪潮天梭K1系統(tǒng)分區(qū)技術(shù)u硬件分區(qū)：浪潮天梭K1系統(tǒng)可選擇硬件分區(qū)技術(shù)，單一分區(qū)（節(jié)點(diǎn)）裝載單一操作系統(tǒng)，各個(gè)分區(qū)擁有獨(dú)自的資源。u應(yīng)用容器：浪潮天梭K1系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)在同一操作系統(tǒng)內(nèi)將不同應(yīng)用隔離起來，實(shí)現(xiàn)不同應(yīng)用之間的隔離。APP1 HW1OS1APP3HW3OS

19、3APP1HW1OS1 硬件分區(qū)APP1HW1OS1 APP2 APPn應(yīng)用容器 硬件分區(qū)、應(yīng)用容器技術(shù)優(yōu)勢u最高級(jí)別可靠性：分區(qū)與分區(qū)之間完全電氣隔離，一個(gè)分區(qū)出現(xiàn)的軟件或者資源故障對其他分區(qū)沒有任何影響，最高級(jí)別的可靠性。u降低總體擁有成本：分區(qū)的功能降低了總體擁有成本。硬件分區(qū)應(yīng)用容器u一定級(jí)別的可靠性：實(shí)現(xiàn)在同一操作系統(tǒng)上不同應(yīng)用的隔離。u更高程度的靈活性：硬件資源可被所有應(yīng)用程序共享，資源配置 更靈活。 目錄 小型機(jī)歷史及定義各廠商小型機(jī)內(nèi)部構(gòu)造小型機(jī)體系結(jié)構(gòu)及分區(qū)技術(shù)小型機(jī)CPU介紹小型機(jī)操作系統(tǒng)小型機(jī)與x86服務(wù)器對比 u 復(fù)雜指令集- CISC(Complex Instruct

20、ion Set Computer）u X86系統(tǒng)u IA-32、 EM64T、AMD64u 精簡指令集- RISC（Reduced Instruction Set Computing ）u Power 、SPARC處理器（IBM 、oracle小型機(jī)）u 專用平臺(tái)、專用系統(tǒng)u 大型應(yīng)用后臺(tái)密集集中處理u 顯式并行指令集-EPIC(Explicitly Parallel Instruction Computers） u IA-64 安騰 處理器（Hpsuperdome、浪潮K1關(guān)鍵應(yīng)用計(jì)算機(jī)）u 大型應(yīng)用后臺(tái)密集集中處理u 專用平臺(tái)、專用系統(tǒng) CPU指令集分類 CPU指令集比較比較內(nèi)容 RISC

21、/EPIC CISC指令系統(tǒng) 簡單、精簡 復(fù)雜、龐大指令數(shù)目 通常小于100 通常大于200指令格式 通常小于4 通常大于4尋址方式 通常小于4 通常大于4指令字長 等長 不固定各種指令使用頻率 相對平均 相差較大各種指令執(zhí)行時(shí)間 絕大多數(shù)在一個(gè)周期內(nèi)完成 相差較大優(yōu)化編譯實(shí)現(xiàn) 易實(shí)現(xiàn) 相對困難如今CISC和RISC/EPIC指令集之間也相互學(xué)習(xí)，CISC 指令也不隨意增加，大部分指令也能在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)完成。RISC也設(shè)計(jì)了一些復(fù)雜的指令，允許在更多時(shí)鐘周期內(nèi)完成。 各廠商小型機(jī)CPU浪潮和惠普使用的為Intel的安騰系列CPUIBM 主要為POWER系列CPUOracle主要為SPARC的

22、T系列和M系列CPU Intel安騰系列處理器的市場定位是在于企業(yè)級(jí)服務(wù)器與高效能運(yùn)算系統(tǒng)。面向商業(yè)智能分析、數(shù)據(jù)庫、大型內(nèi)存應(yīng)用、云計(jì)算等最繁重的應(yīng)用領(lǐng)域。商業(yè)智能分析 數(shù)據(jù)庫 云計(jì)算大型內(nèi)存應(yīng)用 關(guān)鍵業(yè)務(wù)頂級(jí)計(jì)算能力 針對UNIX與大型主機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì) 采用安騰CPU的UNIX操作系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)倉庫、大型ERP 等應(yīng)用測試，證實(shí)了安騰CPU的超級(jí)計(jì)算能力關(guān)鍵數(shù)據(jù)終極保護(hù) 安騰CPU集成了多種容錯(cuò)技術(shù)，處理器可自動(dòng)檢測并從多種錯(cuò)誤中恢復(fù) 另外安騰CPU在設(shè)計(jì)過程中始終將錯(cuò)誤預(yù)防放在首要位置，很多錯(cuò)誤在電路設(shè)計(jì)層面就被避免 安騰CPU具有一系列的RAS特性，保證了數(shù)據(jù)完整性功耗智能管理

23、Intel獨(dú)有的睿頻加速技術(shù)提供了先進(jìn)的功耗監(jiān)控和管理功能，最大化平衡了處理器性能和功耗 支持內(nèi)存動(dòng)態(tài)時(shí)鐘，降低了系統(tǒng)功耗 Common Enterprise Benchmarks相對于9300系列處理器有了巨大提升整體性能提高2.4倍 2倍的核數(shù)，2倍的指令吞吐量主頻提升40%，I/O速率提升33%功耗降低8%，待機(jī)功耗降低80%關(guān)鍵創(chuàng)新技術(shù) Intel 指令重試 Intel 超線程技術(shù), 增強(qiáng)的雙域多線程支持 Intel Itanium 處理器新指令 53 4 bundle, 1 2 -wide issue pipelineIntel Itanium 處理器新指令自適應(yīng)預(yù)加載8核心總共5

24、4 MB高速緩存Intel 超線程技術(shù)，雙域多線程支持 1 2 3 45 6 7 8 線程并行核心并行內(nèi)存并行指令并行Itanium 9500 無處不在的并行技術(shù) 5 4 大量的內(nèi)存訪問6 4 b可尋址能力5 0 b 物理尋址目錄一致性目錄緩存有效的可伸縮性Itanium 9500 支持大型企業(yè)系統(tǒng) 5 5增加或減少系統(tǒng)容量高效的 CPU, IOH, Memory 維修和升級(jí)Electrically Isolated Partitions 硬件分區(qū)熱插拔動(dòng)態(tài)容量改變業(yè)務(wù)連續(xù)性永不停頓 5 6 更完整的錯(cuò)誤處理-HW/SW 恢復(fù)機(jī)制緩存線路錯(cuò)誤預(yù)測處理擴(kuò)大保護(hù)-增加誤差修正功能重試指令自動(dòng)恢復(fù)I

25、ntel 指令重試技術(shù)端到端的錯(cuò)誤檢測Intel 緩存安全技術(shù)完整的固件錯(cuò)誤處理-MACItanium RAS 有助于提供不間斷的彈性00011011 指令重試特性可顯著改善系統(tǒng)的可用性在不同階段能夠偵測到更多的錯(cuò)誤 在指令緩存池里的錯(cuò)誤的指令會(huì)被重新執(zhí)行以使系統(tǒng)從嚴(yán)重錯(cuò)誤中恢復(fù)過來Intel 指令重現(xiàn)技術(shù)能夠避免系統(tǒng)宕機(jī)和數(shù)據(jù)崩潰指令緩存池 重試路徑 支持雙域多線程可顯著增強(qiáng)處理器性能 最小化了傳統(tǒng)安騰多線程實(shí)現(xiàn)過程中線程轉(zhuǎn)換的成本 并行指令的執(zhí)行最大化提高了指令執(zhí)行的效率后端前端 Instruction Buffer 特有的EPIC架構(gòu)增加了整體指吞吐率指令緩存池 Poulson 的架構(gòu)和

26、新指令為安騰計(jì)算的未來打下基礎(chǔ)Individual Poulson CoreBuffersFloating Point ExecutionInteger Execution1st level Cache1st level Cache BranchPredict InterfaceLogic1st level CacheMid-Level Inst. Cache Pipe Line Control Mid-Level Data CacheInstruction Queues BuffersInteger Register Floating Pt RFBRCTL線程控制 hintpriority擴(kuò)

27、展軟件預(yù)取 ifetch.count擴(kuò)展的據(jù)訪問提示 mov dahr Poulson 繼承并優(yōu)化了以往安騰系列CPU的代碼，沒有重新編譯 新指令簡化了常見任務(wù)和分支操作幫助未來安騰性能更上一層樓 Core0 Core1 Core7 Core0 Core1 Core7Frequency All cores operate at rated frequency All cores operate at higher frequency8C TurboNormal Core0 Core1 Core7 Core0 Core1 Core3 Core5 Core6Activity LevelAll co

28、res operate at highest activity level Independent core control for highest overall performanceOptimizing varying demandsNormal Core2 Core4 Core7智能睿頻加速技術(shù)普通的睿頻加速Itanium 9300 Itanium 9500智能睿頻加速技術(shù)提供更加細(xì)粒度的性能優(yōu)化，能夠使任意指定的核心的性能最優(yōu) Itanium 關(guān)鍵價(jià)值總結(jié) 6 1 世界領(lǐng)先的系統(tǒng)彈性可擴(kuò)展的性能系統(tǒng)級(jí)別創(chuàng)新 Intel 指令重試技術(shù), 端到端錯(cuò)誤檢測和固件錯(cuò)誤處理 支持硬件分區(qū)的先進(jìn)

29、的虛擬化技術(shù) 基于內(nèi)置冗余的自動(dòng)錯(cuò)誤檢測和恢復(fù)技術(shù)的soft-Error保護(hù) Itanium 9500 系列高達(dá)2.4倍的性能提升 先進(jìn)的EPIC架構(gòu) 支持大內(nèi)存尋址(50/64 PA/VA) 可伸縮性的節(jié)點(diǎn)控制 世界領(lǐng)先的Unix平臺(tái) 先進(jìn)的系統(tǒng)提供無縫的故障遷移和系統(tǒng)重新配置 集成管理和固件故障預(yù)測分析和根源分析支持安騰9500 提供企業(yè)級(jí)的性能和系統(tǒng)彈性 對于K1 930 950，由于每節(jié)點(diǎn)有四顆CPU，因此在配置CPU時(shí)以四顆為單位。K1 910支持9500系列處理器，支持2路、4路、6路、8路配置，2路配置時(shí)只支持6個(gè)PCIE插槽。9300和9500系列處理器中，主推 9500系列處

30、理器，9500系列處理器中，9540性價(jià)比最高，主推9540CPU，對于主頻和性能要求較高的應(yīng)用，推薦9560CPU。 POWER7(+) 處理器POWER7COREL2 Cache POWER7COREL2 Cache POWER7COREL2 CachePOWER7COREL2 Cache POWER7COREL2 CachePOWER7COREL2 Cache POWER7COREL2 CachePOWER7COREL2 CacheL3 Cache and Chip I nterconnect MC1MC0 Local SMP Links Remote SMP 對用戶而言,如同多個(gè)程序并

31、行執(zhí)行. 內(nèi)核中的進(jìn)程管理包括進(jìn)程調(diào)度,負(fù)載均衡及進(jìn)程間通信 CPUSET：提供多種功能，可以用來設(shè)置進(jìn)程的與CPU的綁定關(guān)系，遷移進(jìn)程至指定的CPU上執(zhí)行，指定一個(gè) 程序在某個(gè)CPU上運(yùn)行等。 故障管理子系統(tǒng)Fault Manager System（簡稱FMS）：提供了一套完整靈活的體系結(jié)構(gòu)，用于錯(cuò)誤檢測，自動(dòng)診斷，代理響應(yīng)（包括隔離、恢復(fù)和修復(fù)），擁有結(jié)構(gòu)化的事件驅(qū)動(dòng)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)預(yù)測性自我修復(fù)能力。FMS實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)組件（包括CPU，內(nèi)存和I/O子系統(tǒng)）有效管理，當(dāng)檢測到錯(cuò)誤后，能夠及時(shí)診斷并處理。從而，保證系統(tǒng)可以在出現(xiàn)某些底層故障的情況下繼續(xù)運(yùn)行。 事件庫 規(guī)則庫事件1規(guī)則C事件2規(guī)則D事

32、件3規(guī)則A 事件4規(guī)則B 規(guī)則A規(guī)則B規(guī)則C規(guī)則D24小時(shí)內(nèi)出現(xiàn)6次報(bào)錯(cuò) 系統(tǒng)硬件 規(guī)則執(zhí)行完畢，將故障內(nèi)存進(jìn)行隔離 故障偵測MCASMART 監(jiān)控軟件 偵測 事件比對 指針跳轉(zhuǎn) 應(yīng)用容器子系統(tǒng) 應(yīng)用容器是由操作系統(tǒng)管理的、具有特定資源的虛擬運(yùn)行環(huán)境。容器技術(shù)有效地將由單個(gè)操作系統(tǒng)管理的資源靈活地劃分到獨(dú)立的虛擬運(yùn)行環(huán)境中，以實(shí)現(xiàn)高效地資源分配和故障隔離。 K-UX操作系統(tǒng)應(yīng)用容器已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了處理器占用率、內(nèi)存總量等多種系統(tǒng)資源的動(dòng)態(tài)設(shè)置。與虛擬機(jī)技術(shù)不同，所有應(yīng)用容器直接運(yùn)行在同一操作系統(tǒng)，無需虛擬監(jiān)控層的管理，容器向應(yīng)用程序提供虛擬的操作系統(tǒng)視圖，而非物理機(jī)器。 應(yīng)用容器僅消耗極少的系統(tǒng)資源

33、，使用K-UX操作系統(tǒng)應(yīng)用容器帶來 的性能損失不超過3%。 目錄 小型機(jī)歷史及定義各廠商小型機(jī)內(nèi)部構(gòu)造小型機(jī)體系結(jié)構(gòu)及分區(qū)技術(shù)小型機(jī)CPU介紹小型機(jī)操作系統(tǒng)小型機(jī)與x86服務(wù)器對比 小型機(jī)與x86服務(wù)器比較u體系結(jié)構(gòu)：通常小型機(jī)為了提供更快的處理速度、更穩(wěn)定的系統(tǒng)，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候比低端考慮更多，例如為了支持更多的最大CPU數(shù)量、更寬的總線、更多的熱插拔設(shè)備支持、更高的設(shè)備冗余度。低端服務(wù)器在設(shè)計(jì)的過程中，相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)降低了很多。 小型機(jī)與x86服務(wù)器比較uCPU： 小型機(jī)CPU采用的指令集是RISC或者EPIC指令集，此類指令集特點(diǎn)為指令執(zhí)行效率更高，速度更快，一般此類CPU更適合OLAP和O

34、LTP類應(yīng)用。 在CPU的RAS特性方面，Intel至強(qiáng)CPU和Intel安騰及IBM Power CPU所支持的RAS特性數(shù)量方面基本持平，但在“邏輯數(shù)據(jù)完整性檢測”、“不可糾錯(cuò)數(shù)據(jù)恢復(fù)”等關(guān)鍵性指標(biāo)方面，Intel至強(qiáng)CPU仍存在一定差距。 小型機(jī)與x86服務(wù)器比較u擴(kuò)展性：目前普通的x86服務(wù)器由于CPU架構(gòu)和芯片組限制，最大支持8顆CPU處理器，小型機(jī)目前市場上普遍最大支持32顆CPU，這種超級(jí)的并行能力把X86服務(wù)器遠(yuǎn)遠(yuǎn)拋在后面。另外小型機(jī)支持更多I/O接口，為小型機(jī)提供IO支持，可以提供足夠的帶寬將處理結(jié)果從網(wǎng)絡(luò)發(fā)送出去或者保存到磁盤，更適合OLTP類應(yīng)用。 小型機(jī)與x86服務(wù)器比

35、較u操作系統(tǒng)： 現(xiàn)在各個(gè)廠家的小型機(jī)都會(huì)裝載特有的UNIX操作系統(tǒng)，因此廠家可以針對硬件對操作系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，充分發(fā)揮每顆CPU的能力，這本身需要非常復(fù)雜的技術(shù)。 另外操作系統(tǒng)還可以對內(nèi)存的進(jìn)程進(jìn)行管理，如果某個(gè)進(jìn)程有問題（比如死循環(huán)），可能會(huì)把系統(tǒng)的資源耗盡。UNIX在設(shè)計(jì)之初就是為更好地協(xié)調(diào)多用戶、多進(jìn)程之間的調(diào)度而設(shè)計(jì)的，通?？梢愿玫乜刂七@些耗資源的進(jìn)程，在各個(gè)進(jìn)程之間合理地分配CPU處理能力。最后，UNIX一般不提供很復(fù)雜的多媒體、圖形界面、而這些絢麗的用戶界面卻是CPU和內(nèi)存消耗大戶。 小型機(jī)優(yōu)勢與x86服務(wù)器比較u整機(jī)穩(wěn)定性： 處理器RAS 內(nèi)存RAS 整機(jī)RAS 操作系統(tǒng)RAS

36、CPURAS內(nèi)存RAS整機(jī)RAS操作系統(tǒng)RAS 小型機(jī)與x86比較u服務(wù)：由于小型機(jī)性能、可靠性和擴(kuò)展能力的原因，更多地被用在一些要求苛刻的商業(yè)環(huán)境里，例如銀行、通信的記賬/賬務(wù)部門、生產(chǎn)流水線控制。在這些領(lǐng)域，要求7*24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行，單機(jī)達(dá)到全年99.999%的可用性。因此小型機(jī)廠家一般提供三年的7*24小時(shí)的服務(wù) 小型機(jī)與x86比較總結(jié)比較內(nèi)容 X86服務(wù)器 小型機(jī)體系結(jié)構(gòu) 一般為SMP，性能與擴(kuò)展性有瓶頸 普遍采用專業(yè)體系架構(gòu)并融入制造廠商的專利技術(shù)，保證了性能和擴(kuò)展性。CPU 多為X86 CPU，性能和RAS特性一般 為RISC/EPIC CPU，效率高，性能好，RAS特性多擴(kuò)展性 處理器最多支持8顆，I/O接口及速率一般 處理器最大支持32顆甚至更多，I/O接口多，帶寬高 操作系統(tǒng) 多為Linux或Windows操作系統(tǒng) Unix操作系統(tǒng)，安全性高，性能好整機(jī)穩(wěn)定性 由于兼容性考慮，整機(jī)穩(wěn)定性差 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、CPU、內(nèi)存、操作系統(tǒng)等全方位穩(wěn)定性設(shè)計(jì)服務(wù) 一般三年5*8，不上門服務(wù) 一般三年7*24小時(shí)，上門服務(wù) 謝 謝 !