解析IBM四路服务器

随着近年来企业IT应用的快速发展，一场意义深远的革命已经悄然展开，互联网、数据库、多媒体应用、数据加密等对服务器与客户端的计算能力不断提出新的要求，一个以64位技术为核心的"64位计算时代"正向我们走来。

目前64位企业计算市场有来自英特尔安腾、64位新至强和AMD Opteron系统。我们知道，而采用Intel架构IBM eServer x系列服务器则大都使用英特尔至强处理器，有通用式服务器、机柜优化式服务器和高可扩展服务器三种类型。IBM在2005年2、3月份发布了新的4路64位第三代xSeries 服务器，这款服务器采用的处理器来自英特尔64位至强MP(用于多路服务器的版本)。下面还是让我们来看一看该款服务器中使用的新技术。

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IBM这款新4路64位服务器采用英特尔最新的Xeon MP处理器(Cranford)，目标就是要从低端截杀UNIX服务器，因为它采用的正是4颗64位、时钟频率为3.6GHz的至强MP处理器(二级缓存为1MB)，采用Intel NetBurst微型结构 (Intel NetBurst micro-architecture)NetBurst 微型结构拥有数项创新功能，包括高 速管线技术、677 MHz系统汇流排、作业追踪快取记忆体，快速的执行引擎;还 强化了下列功能:高阶传送快取记忆体、进阶动态执行、进阶浮点与多媒体单元，及数据流SIMD延伸指令集2。

最新的Xeon MP处理器采用Intel EM64T(Extended Memory 64 Technology)技术，EM64T将同时支持32和64位运算，在运行64位程序时才会采用64位sub-mode工作方式，而在处理32位运算时依然是IA32工作结构。Cranford 处理器采用先进的90纳米工艺技术制造，与先前英特尔公司发布的Intel Xeon MP处理器相比，频率有大幅提升即从3.0GHz上升到3.6GHz，价格也将更低。

该款新4路服务器采用IBM 第三代企业级X架构(EXA)技术，支持第三代EXA芯片组，整合的内存与处理器控制器，支持intel CT(Clackamas Technology)x86 64位扩展技术，支持XceL4v 服务器加速缓存----高达96MB的高速系统缓存技术，极大的提升内存与处理器之间的数据交换性能，采用"虚拟"cache等新技术。

在服务器领域中，IBM和HP从2004年开始在服务器中采用PCI-X技术，大家知道，PCI是当前电脑内部连接网络卡或音效卡的主流标准，而PCI-X属于较快的版本。PCI-X的电路是采用并行(parallel)设计的，所以讯号必须审慎进行同步化，不过随着速度或电路数目的增加，这项工程的难度也相应地提高;PCI-X技术是目前PCI技术的延伸，这也是PCI-X的支这项技术比较具有优势的所在。

由于服务器对于高速网络在对外连结上的需求较大，因此部分服务器现在已经开始采用PCI-X。目前，服务器厂商多半着重在PCI-X 2.0上，两个主要版本为PCI-X 266与PCI-X 533，而IBM的这款新4路服务器就是采用64位266MHz PCI-X 2.0 I/O即PCI-X 266，最多能支持6个64位266 MHz PCI-X 2.0 I/O插槽。

IBM的这款新4路服务器使用Memory ProteXion(内存保护)、Memory Mirroring(内存镜像)和Chipkill内存三大内存技术。

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Memory ProteXion(内存保护)技术最初是为IBM的主机开发的，在IBM公司的z系列和i系列服务器中应用了多年。它相对于Chipkill内存技术在保护能力上更强些。该技术可以纠正发生在每对DIMM内存中多达4个连续比特位的错误。当出现随机性的软内存错误，可以通过使用热备份的比特位来解决;如果出现永久性的硬件错误，也将利用热备份的比特位使得DIMM内存芯片继续工作，直到被替换为止。

在存储器纠错方面，Memory ProteXion技术比ECC技术更加有效，同时它使用的是标准的ECC 168内存。它的工作方式有点像在Windows NT的NTFS文件系统下的在线备份磁盘扇区一样:当操作系统在磁盘上检测到坏的磁盘扇区时，它将在另外的扇区中写下这些数据留作备用。我们可以认为内存保护技术就是提供在线备份数据位。在一个2路交叉存取的内存系统中，每片168线ECC内存包含72位，但其实只有700位是用于数据存取和校验的，余下的2位是备用的，如上图2所示。

图3

IBM的另一种更高级内存技术就是Memory Mirroring(内存镜像)技术，它相对内存保护技术，在内存保护能力上更强。当服务器遇到了Chipkill修复技术和内存保护技校术都不能完全修复时，内存镜像技术可以得到更高级的内存保护。

从上图3中可以看出，如果一个内存中有足以引起系统报警的软故障，系统会报告系统管理员，提醒管理员这个内存条将要出故障;同时服务器就会自动地切换到使用镜像内存卡，直到这个有故障的内存被更换。镜像内存允许进行热交换(Hot swap)和在线添加(Hot-add)内存。

图4

Chipkill内存技术是IBM公司为了解决通用服务器ECC内存技术的不足而开发的，是一种新的ECC内存保护技术。Chipkill内存只是一种内存技术，并不是一种特殊的内存类型，所采用的只需普通的内存即可，如原来的SD内存，现在的DDR内存均可。这样就可大大节省用户的投资，适应范围更广。

新型的第三代Chipkill内存技术已经集成到了IBM的X架构XA-32 和 XA-64芯片组中，不必另外定制。与ECC技术相比，Chipkill内存技术更加有效，它提供对每个DIMM内存芯片纠正4比特错误的能力。如果内存发生错误，Chipkill内存将自动和平稳地让出错的内存芯片离线，而服务器继续保持正常工作。

IBM的这款新4路服务器另一个技术亮点就是采用SAS HDD，目前Serial Attached SCSI(SAS)技术将大幅改变企业服务器系统内部架构，并在2009或2010年成为主要标准。 由于成本降低和效能的提升，Serial Attached SCSI磁盘将取代SCSI甚至部分光纤磁盘，晋升为未来企业服务器磁盘的主流。

SAS无需同Ultra320一样采用专用于频率的单独信号线，在串行接口中，频率嵌入到数据流当中。串行连接SCSI (SAS)这种新标准是SCSI接口从16位并行总线方式(Ultra320)向速率为3.0Gbps的差分串行链路的发展。SAS目前的速率是3.0Gbps，在未来几年内，预计还会成长到12Gbps。

图5

高速串行接口最重要的优势之一在于点到点的连接拓扑。每一个主机或源点都与目标或目的地直接相连。每条链路独立操作，不会共享频宽。而且，链路的点到点特性保证了链路上只有一个接收机，并且该接收机位于传输线路的终点。如上图5所示。

串行互联技术与并行互联相比，能提供更多的性能优势，包括用于完整的频宽操作的点到点互联应用。另一方面，以这种技术实现的组件所需的引脚数量较少，因此可实现较小的体积和更密集的系统。