曙光A系列64位服務器産品技術漫談

當今的服務器市場,以X86指令集爲基礎的IA架構(PC)服務器已成爲絕對的主流,而近期及未來服務器技術的發展,絕大部分都已經或將要應用于PC服務器領域。

從國內市場來看,各大服務器廠商都在不斷加快推出新産品的速度,在持續提高PC服務器性能的同時,使最新的信息技術越來越廣泛地服務于社會生活的各個領域。國民經濟的飛速發展也反映在對服務器産品需求的日益增長和應用水平的日益提高。

互聯網技術的發展進一步推動了人們對網絡節點??服務器的需求,隨著主幹網帶寬以每6個月增加一倍的速度發展,每個人擁有的數據量也在以每年一倍的速度增加。面對以數據庫、ERP、CRM、SCM…爲核心的實時企業管理應用,面對以浏覽、e-mail、數據庫服務、在線交易、流媒體服務等爲主的互聯網應用,面對設計、仿真、模式識別、數據加密、身份認證等應用,傳統的X86架構32位的尋址能力的限制已經開始成爲阻礙服務器發展的關鍵瓶頸,可以預見,在不久的將來,由32位計算技術向64位計算技術遷移將是人們不得不做出的選擇。

作爲國內的幾家專業服務器廠商之一的曙光一直致力于爲客戶提供性價比最優的全系列服務器産品,從32位的IA架構服務器到64位RISC架構服務器,從萬元級的入門級服務器到上千萬元的超級計算機。然而傳統的64位服務器解決方案只針對極少數高端用戶,在“企業計算平台統一化”不斷推進的今天,普及64位計算成爲業界公認的一道難題。

經過曙光人的不懈努力,我們交出了一份自認爲滿意的“答卷”??基于AMD64位技術的曙光天闊“A系列”服務器。

讓我們一起認識一下曙光服務器家族的新成員:

以曙光天闊A220S爲例,這是一款支持雙處理器的塔式服務器,從外觀上看,它與傳統的32位IA架構服務器並無區別,事實上A220S的機箱結構、電源系統、散熱系統、服務器監控系統、熱插拔冗余部件等均與32位服務器完全兼容,在産品定型之初就爲降低用戶的TCO做了最優化設計。

A220S服務器的核心部分設計則是令人耳目一新。它采用了最新推出的AMD64位OpteronTM處理器,及AMD-8000芯片組,集多種革命性的技術于一身。如:純64位處理器內核,完全兼容現有的32位X86指令集操作系統和應用軟件;處理器集成內存控制器,使“內存控制器”以處理器的運行頻率高效工作;采用先進的HyperTransport™總線技術,突破了處理器與處理器、處理器與I/O設備之間的傳輸瓶頸;全新的64位技術與服務器SUMA標准的完美結合。

爲了使用戶的計算平台實現從32位到64位體系結構的平滑過渡,曙光天闊A系列服務器采用了AMD公司開發的AMD64位結構。如曙光天闊A220S服務器采用AMD OpteronTM 200系列處理器,內置128KB 一級緩存和1MB 二級緩存,擁有12級整數運算流水線和17級浮點運算流水線。最爲獨特的是OpteronTM 處理器在以往的8個32位通用寄存器基礎上,又增添了8個新的寄存器,這16個寄存器都可以工作在32位和64位模式下。與目前的一些64位平台相比,A系列服務器所采用的OpteronTM處理器可以實現對現有32位程序的完全兼容,而且這種兼容運行模式是完全基于硬件的,而不是通過低效率的模擬32位指令方式來實現。用戶可以在A系列服務器平台上繼續使用現有的應用程序,不必等待開發人員或軟件廠商對程序的源代碼進行重新編譯,這將爲用戶省去大量的購買以及相關的培訓費用。在爲期3個月的服務器兼容性測試過程中,曙光天闊A系列服務器通過了所有主流32位操作系統測試,包括微軟的Windows 2000/2003、RedHat Linux、紅旗Linux等,而且性能表現不俗。

以往的天闊32位架構服務器均采用南北橋結構的服務器芯片組,其中北橋芯片(MCH)集成內存控制器,負責連接處理器和內存。在運算過程中,處理器需要與內存進行大量的數據交換,而這些數據交換都需要經過北橋芯片(通常采用共享數據總線方式)。雖然這條總線可以通過提升工作頻率(FSB頻率)等方式來提高帶寬,但是相對與處理器運算性能的提升還是遠遠不夠的。在曙光天闊A220S服務器的處理器中集成了內存控制器,從而使內存控 制器的工作頻率也能夠達到與處理器相同的水平(1.4~>1.8GHz),其反應時間也會更短。在SMP架構下,每顆OpteronTM處理器都會使用自己的內存控制器來連接內存,從而有效避免了處理器之間爭奪總線的情況,也使得多處理器系統可以更加充分的發揮性能。

曙光天闊A系列服務器還采用了HyperTransport™總線技術,在A220S的兩顆OpteronTM處理器之間、在處理器與芯片組之間以及主板芯片的主要數據通道都采用了HyperTransport™。HyperTransport™技術具有更高的速度以及更低的延遲時間。通過采用不同的工作頻率以及工作位,HyperTransport™可以爲不同的應用環境提供從100MBps到6.4GBps等不同帶寬的總線。如A220S服務器中集成的雙通道Ultra 320 SCSI控制器,雙通道千兆以太網卡,PCI-X擴展插槽等,均由AMD-8000芯片組中的8131芯片控制,USB、IDE、BIOS等I/O設備由8111芯片控制。這些采用了HyperTransport™技術的數據通道成爲發揮A220S服務器優異性能的重要保障。

曙光服務器産品一貫遵循“SUMA”標准,即:可擴展性(Scalability)、易用性(Usability)、可管理性(Manageability)、可用性(Availability)。天闊A系列服務器在整合業界最新技術的同時,進一步充分體現了SUMA標准。以A220S服務器爲例,支持兩顆AMD OpteronTM 200系列處理器,可擴展多達12GB的 DDR 200/266/333 Reg. ECC內存,集成雙通道ULTRA320 SCSI控制器,可同時安裝內置磁帶機和6塊Ultra 320熱插拔硬盤,提供4個64位PCI-X和一個32位PCI插槽,並可升級熱插拔冗余電源及冗余風扇。配置全新設計的曙光天闊A系列服務器導航軟件,即使是初級用戶也能輕松掌握64位服務器的安裝、配置和管理。曙光服務器硬件監控系統配合8111芯片連接的硬件監控芯片,對系統硬件工作狀態實時監控,通過液晶顯示屏向用戶報警,並新增加了基于主機的網絡入侵檢測(IDS)報警功能。基于多年的32/64位及超級服務器系統設計開發經驗,曙光天闊A220S服務器的穩定性和可靠性同樣經得起考驗,曾在35度環境溫度下連續運行滿負荷壓力測試72小時以上。

曙光天闊A系列服務器的推出,預示著64位服務器普及運動的開始,“統一企業計算平台”的理想也離我們越來越近

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