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解析IBM最新四路服务器中的新技术

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坚持上次断电前输出的参数形态展开，互联、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即将在2005年2、3月份发布的新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1家企业的事迹增长多路服务器的版本）。下面还是让我们来看一看该款服务器中使用的新技术。

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位运算调节器，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。

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易拉宝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。我们随着更多的企业开始关注可延续发展可以认为内存保护技术就是提供备份数据位。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。

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）和添加（Hot-add）内存。

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。游戏软件

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。

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水晶奖杯和更密集的系统。(end)