IBM系统工程师论“传统小型机”与“PC服务器”区别

     我把在IBM UNIX WORLD上听到的IBM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。你从中找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IBM一个研究院在1974年发明的，IBM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 System/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。 IBM 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Intel 安腾2CPU终于出来了，现在谈双核已经不是先进技术了，IBM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，IBM RS/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IBM POWER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p615已经全部商品化了，我们客户享受双核技术已经很多了年。 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，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IBM的System p上面。