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解析IBM UNIX服务器的技术优势

来源:机房360 作者:my编辑 更新时间:2012-7-26 10:55:18

摘要:MBB的全称是Modular Building Block,每个BB(Building Block)可包含4路CPU,若干内存和I/O卡。在Sun服务器上称BB为board;在HP服务器上称BB为cell;在原先的Compaq服务器上称BB为quad。

  1.什么是MBB结构
  
  MBB的全称是ModularBuildingBlock,每个BB(BuildingBlock)可包含4路CPU,若干内存和I/O卡。在Sun服务器上称BB为board;在HP服务器上称BB为cell;在原先的Compaq服务器上称BB为quad。不同BB内的CPU可以有不同的时钟频率。所有的BB通过一种称为crossbarswitch的交换机制连接在一起。crossbarswitch可以提供BB之间的点对点的高速连接。
  
  采用MBB技术可以比较容易的设计出拥有更多数量CPU的服务器。在这种服务器上既可以运行一个操作系统,也可以在一个或多个BB上运行多个操作系统。这就是所谓的服务器(基于物理分区)的逻辑分区。
  
  MBB技术从出现到现在已经超过十年了,最早是由Sequent(NumaQ)公司在八十年代末到九十年代初时发明并采用的。Cray公司在九十年代初时在它的Cray6400上采用了MBB技术,该机型是SunE10000的前身;Compaq公司在2000年一季度发布了它的基于MBB技术的机型Wildfire(GS320);HP公司发布了业界最后一款基于MBB技术的机型Superdome,那是在2000年三季度。Sun公司在2001年三季度发布的Starfire(F15K)在体系结构上并无变化,只是将原来E10000上的CPU换成了SPARC3而已。
  
  2.MBB结构的优点
  
  基于MBB技术的服务器是由多个BB构成的,所以它天生具有物理分区(PhysicalPartition)的特性。前面提到在MBB服务器上存在一个连接BB的互连机制(crossbarswitch),它工作在一个固定的时钟频率上。
  
  例如,在Sunfire服务器上的Uniboard机制就是完成这种互连功能的。其总线时钟是150MHz,不管CPU的主频是多少(600,750,900,1050MHz),它是固定不变的。所带来的问题是数据/指令被传送出去的等待时间过长。这是典型的高CPU时钟频率和低总线速度的矛盾。
  
  所有的MBB结构的服务器都具有一个"显著"的优势:可以热插拔CPU板和内存板。这是因为每一个BB是物理分开的,每个4路CPU板可以单独从系统中隔离出来并将其下电。但有一点需要注意:在一个运行的系统中,从一个BB中拔出CPU、内存或I/O板是有限制的,这基于每个机型的设计不同而不同。例如,Sun6800服务器就有一个警告标签,其注明每个Uniboard槽在系统运行时空槽位的时间不能超过60秒(而且电源、温度等环境因素必须控制在一定的范围内)。由此推断,F12K/F15K可能时间会更短。
  
  3.MBB结构的缺陷
  
  HP公司当初发布Superdome服务器时,曾公布了它与HP其它UNIX服务器的相对性能值。64路CPU的Superdome(MBB结构)的相对性能值是20,8路N4000(共享结构)的相对性能值是6.3。我们可以看到,8倍数量的CPU换来的只是3倍性能的提升。
  
  造成这种现象的根本原因就在MBB结构上。Superdome上的每个cell(BB)里的CPU、内存或I/O卡可能需要访问其它cell里的数据。crossbarswitch在cell之间建立点对点的连接,但同时带来延迟(latency)。即如果一个连接请求建立不成功时,则会再试一次直到建立连接成功,而此时其它的连接请求将会等待。在实际环境中,很多客户通过建立物理分区(每个分区中最多12到16个CPU)的方法来尽量减少这种延迟的影响。这种做法将原来CPU个数较多的机器分成了若干个有较少CPU个数的机器,当然也就不是原来宣称的服务器的扩展性了(例如具有64路CPU的服务器)。
  
  Sun和Compaq公司的具有MBB结构的服务器里都有类似的crossbarswitch结构,当然都存在相同的数据访问延迟的缺陷:点对点的连接必须建立,同时这种连接的建立是竞争的。
  
  Sun公司宣称其服务器的扩展性是线性的,即服务器的性能随着CPU个数的增加呈线性增长。它是用SPECintRate和SPECjbb2000这两个基准测试值来证明的。我们需要指出的是:这两种测试方法只是基于CPU本身,并没有共享数据的访问和网络及硬盘I/O的发生。很显然,这与实际情况是不相符的。
  
  我们谈服务器的性能是整体的去看。有很多可以整体评价服务器性能的基准测试,例如:TPC/C、OracleASB11i、Peoplesoft、SAP、Baan、JDEdwards等。这些测试方法都具有数据库访问、模拟客户的实际应用和很大的I/O访问量等特点。
  
  4.以POWER4为芯片的IBMUNIX服务器的设计
  
  IBMUNIX(p系列)服务器的设计思想是共享式的,即所有CPU可以同等的看到所有的内存和I/O的连接方式:一种全新的为数据/指令流提供足够的高速通路的体系结构。
  
  在P系列服务器CPU数量的增加是一个成比例渐进的过程。目前p690上的最大CPU个数是32路。从p690"以少胜多"的实例来看,服务器CPU数量的多少并不真正代表其处理能力的高低。P690(32路CPU)胜过Superdome(64路CPU)就是一个有力的证明。
  
  POWER4和以POWER4为芯片的服务器在设计上有两个重要点:
  
  ·消除对数据传送的约束
  
  ·数据传送能力是随着CPU性能的增长而增长

  责任编辑:my编辑

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