论文部分内容阅读
提高伸缩性
在谈到PC服务器的伸缩性时，有2个重要问题尚未解决：一是Intel服务器如何从4处理器顺利过渡到8处理器，二是在过渡到8处理器之后是否还可以进一步扩展。
各种应用和产品的伸缩性差别很大，但总的来讲，伸缩性应该进一步提高，特别是随着Windows的演变，以及硬件和芯片供应商在不断修改原先的设计。然而，HP和IBM进行的初步测试表明第一代8路PC服务器的处理能力是上一代4路服务器的1.5-1.7倍。相比而言，高端RISC/ Unix服务器一般可以提高1.8-1.9倍。
为此，有人对基于Profusion多处理技术的8路服务器的优势提出了质疑。“实践证明不能把服务器性能提高到一个应有的水平”，Toshiba America产品规划经理Marc Tanguay说道，“第七和第八个CPU可能对总体性能贡献不大。”
Tanguay相信8路Xeon机器可能是一种短命产品，因为建立在64位Merced芯片（预计在2000第三季度推出）之上的机器可能会在性能方面超过8路Xeon机器，而价格可能会更低。
Tanguay声称Toshiba的客户看出使用2个4路机器比使用1个8路机器好：成本更低，容错能力更强，而且易于更换。2个4路机器可以采用MSCS等解决方案实现群集。Windows 2000将具备负荷平衡功能，使群集运转起来更象是一个机器。这样群集应该可以提高资源处理效率。
Tanguay认为缺乏客户需求可能会阻碍Intel服务器向使用更多处理器这一方向的发展，因为群集具有同样的优点，而且可以以更低的代价实现故障转移。MSCS群集目前仅限于2个服务器，但不久会突破这一限制。
I/O的优势和缺点
数据传输一直以来是PC体系结构的一个弱点，因为处理能力的提高速度远远比磁盘和网络I/O快得多。如果磁盘和网络I/O的速度得不到有效提高，处理器的速度再快也没有多少意义。
在1998和1999年，Intel取得了重大进展，在处理器里嵌入了二级（L2）高速缓存。在此之前的处理器里，L2高速缓存是外置的。在把高速缓存嵌入芯片之后，Back Side Bus（BSB）——连接处理器和L2高速缓存——按处理器速度运行。如果高速缓存位于独立芯片，BSB的运行速度只有处理器速度的一半。嵌入式高速缓存使机器更有效地传输数据，从而大大提高性能。
Pentium II Xeon（1998年6月推出）之后的所有Xeon处理器均有512~2048Kb L2嵌入式高速缓存。但是，第一个64位处理器——Merced——可能不支持该功能。预计在2001年第一季度推出的Foster是32位芯片，运行1000MHz，它有可能支持嵌入式高速缓存。预计在2001年年底推出的64位McKinley目前还不知道是否支持嵌入式L2高速缓存。
除了L2高速缓存之外，服务器供应商还在尝试通过两种方法解决I/O存在的问题：支持更多的内存，或者把PCI I/O总线速度提高到极限。
在1999年年底之前，大多数顶级PC服务器将支持4Gb内存，这是Windows NT的极限。今年，会出现支持8Gb内存的服务器。到时Windows 2000将可以充分利用大内存。
对于大型数据应用来说，增加内存可以提高访问速度，因为应用可以在内存里高速缓存更多信息。内存的速度要比磁盘存储器高出几个数量级。
改进PCI总线设计
PCI很快会取得两项重大进展。Intel正在努力把PCI总线的速度和带宽各提高1倍。同时，有几家最大的PC供应商已联合起来开发速度更快的PCI-X。
目前得到广泛应用的PCI总线是运行33MHz的32位PCI总线。Intel还推出了64位/33MHz PCI总线，最近又推出64位/66MHz PCI总线，把PCI总线的吞吐量提高到4.2Gps。
Compaq、HP和IBM在PCI-X开发上捷足先登，把64位/133MHz PCI总线的总吞吐量提高到8.5Gbps以上。这种技术将在2000年下半年得到应用。
PCI-X对制造成本和机器价格不会产生太大的影响。它向后兼容PCI，旧的PCI卡和新的PCI-X卡均可在同一个PCI-X总线上运行。但是，PCI-X总线将按速度最低的卡的速度运行。为此，服务器供应商将给机器设计一个标准的PCI总线和一个独立的PCI-X总线。
对于使用32/33 PCI的用户来说，PCI-X无疑是一种巨大的进步。IBM声称在最大速度下运行的PCI-X总线的性能将是32/33 PCI总线的10几倍。对于使用64/66 PCI总线的用户来说，性能提高将不会有这么大。Compaq进行的初步模拟测试表明，66MHz的4插槽PCI-X总线的性能比64/66 PCI提高25%。
据HP企业系统和软件部经理兼首席设计师Martin Whittaker称，由于采用共享总线设计，PCI-X总线在66MHz时支持4个卡，在100MHz时支持2个卡，而在133MHz时支持1个卡。
速度并非PCI-X的唯一优势。支持者声称PCI-X可以提高PCI总线的错误隔离能力，因为它有助于操作系统与适配器一道有效管理错误条件。
PCI-X的主要缺陷是它将在多大程度上得到应用。虽然这是一种开放标准，但只有参与开发这一规范的供应商宣布他们的系统支持新规范。他们声称PCI-X将有2-3年寿命，到时可能会出现速度更快的规范。但其他供应商是否会越过PCI-X直接拥抱下一代I/O，这取决于网状交换技术（fabric-based switching）。这种新技术将很快出现，可能就在2000年下半年的某个时候。
网状交换——点对点I/O
到2000之后，PCI可能要随着点对点I/O的出现而淡出市场。和PCI等共享总线技术相比，点对点I/O技术有两个明显的优点。首先，随着共享总线速度的提高，为了维持信号的完整性，必然要降低总线长度和负荷能力。点对点I/O允许采用I/O子系统连接相距较远的设备，在所支持的设备数量方面的伸缩性非常大。因此，它适用于企业连网、系统域网络（system area network）和群集。
其次，当共享总线的一个设备发生故障时，其他所有设备都可能会受影响。在交换式点对点I/O总线里，可以把发生故障的设备隔离开，所以不会影响其他设备。
网状交换式点对点I/O将有两种版本：Intel的Next Generation I/O（NGIO），以及3Com、Adaptec、Cisco Systems、Compaq、HP和IBM发起的Future I/O。
NGIO可能较Future I/O有更大的优势，包括更容易让人接受，以及推出时间较早。2000年年底将出现NGIO产品，而Future I/O产品不可能在2001年之前出现。
NGIO还将支持通过电缆实现长距离连网。该规范定义了系列化电缆接口，最大传输距离为17.5米。相比而言，Future I/O要使用并行电缆实现互连，而且只有10米传输距离。但是，Future I/O还定义了2种光纤接口，其中一种供300米传输之用，另一种供300米以上的传输之用。
Future I/O的优点包括速度更高，以及创新空间更大。NGIO制定一个2.5Gbps（大约200Mbytes/sec）接口，而Future I/O互连为1Gbytes/sec。（两种技术都是双向的，所以总吞吐量是上述数据的两倍。）此外，虽然NGIO可以使用多个端口连接一个设备来提高性能，但可能要使用数十个NGIO连接才能相当于1个Future I/O连接——这恐怕没有多少吸引力。
就创新空间而言，Future I/O支持者抱怨NGIO限制太死，使供应商很难开发硬件和软件，例如Whittaker认为由于很多NGIO定义是注册一级的，意味着要把他们集成在芯片里，而芯片的功能是有严格限制的。Future I/O更多是根据功能定义的，使制造商可以开发并实现新的功能。
NGIO在政策方面也有很多限制。NGIO论坛被Intel所垄断，不利于制造商推广Intel技术。这可能是促使Future I/O计划得以迅速成长的重要原因，该计划没有被任何一家供应商所垄断。
很多观察家相信这两种标准最终将走向统一，但就目前的情况而言，二者之间的分野是显而易见的。
到目前为止，Gateway和Toshiba等供应商尚未表态支持哪一方。但如果他们要在2000年中期推出支持一种或者两种技术的产品，他们将不得不在近期内做出决策。
高端PC服务器的内幕
PC服务器不会很快取代大型机、AS/400，甚至伸缩性更好的RISC/Unix机器，但会在性能方面得到大幅度提高。
但必须记住的是，高端PC服务器的实际价值将会越来越小，例如4路服务器可能比8路服务器更有市场。同时，从长远角度来看，PC服务器在可靠性、可用性、管理性和容错方面仍存在缺陷，还有很大的成长空间。
在谈到PC服务器的伸缩性时，有2个重要问题尚未解决：一是Intel服务器如何从4处理器顺利过渡到8处理器，二是在过渡到8处理器之后是否还可以进一步扩展。
各种应用和产品的伸缩性差别很大，但总的来讲，伸缩性应该进一步提高，特别是随着Windows的演变，以及硬件和芯片供应商在不断修改原先的设计。然而，HP和IBM进行的初步测试表明第一代8路PC服务器的处理能力是上一代4路服务器的1.5-1.7倍。相比而言，高端RISC/ Unix服务器一般可以提高1.8-1.9倍。
为此，有人对基于Profusion多处理技术的8路服务器的优势提出了质疑。“实践证明不能把服务器性能提高到一个应有的水平”，Toshiba America产品规划经理Marc Tanguay说道，“第七和第八个CPU可能对总体性能贡献不大。”
Tanguay相信8路Xeon机器可能是一种短命产品，因为建立在64位Merced芯片（预计在2000第三季度推出）之上的机器可能会在性能方面超过8路Xeon机器，而价格可能会更低。
Tanguay声称Toshiba的客户看出使用2个4路机器比使用1个8路机器好：成本更低，容错能力更强，而且易于更换。2个4路机器可以采用MSCS等解决方案实现群集。Windows 2000将具备负荷平衡功能，使群集运转起来更象是一个机器。这样群集应该可以提高资源处理效率。
Tanguay认为缺乏客户需求可能会阻碍Intel服务器向使用更多处理器这一方向的发展，因为群集具有同样的优点，而且可以以更低的代价实现故障转移。MSCS群集目前仅限于2个服务器，但不久会突破这一限制。
I/O的优势和缺点
数据传输一直以来是PC体系结构的一个弱点，因为处理能力的提高速度远远比磁盘和网络I/O快得多。如果磁盘和网络I/O的速度得不到有效提高，处理器的速度再快也没有多少意义。
在1998和1999年，Intel取得了重大进展，在处理器里嵌入了二级（L2）高速缓存。在此之前的处理器里，L2高速缓存是外置的。在把高速缓存嵌入芯片之后，Back Side Bus（BSB）——连接处理器和L2高速缓存——按处理器速度运行。如果高速缓存位于独立芯片，BSB的运行速度只有处理器速度的一半。嵌入式高速缓存使机器更有效地传输数据，从而大大提高性能。
Pentium II Xeon（1998年6月推出）之后的所有Xeon处理器均有512~2048Kb L2嵌入式高速缓存。但是，第一个64位处理器——Merced——可能不支持该功能。预计在2001年第一季度推出的Foster是32位芯片，运行1000MHz，它有可能支持嵌入式高速缓存。预计在2001年年底推出的64位McKinley目前还不知道是否支持嵌入式L2高速缓存。
除了L2高速缓存之外，服务器供应商还在尝试通过两种方法解决I/O存在的问题：支持更多的内存，或者把PCI I/O总线速度提高到极限。
在1999年年底之前，大多数顶级PC服务器将支持4Gb内存，这是Windows NT的极限。今年，会出现支持8Gb内存的服务器。到时Windows 2000将可以充分利用大内存。
对于大型数据应用来说，增加内存可以提高访问速度，因为应用可以在内存里高速缓存更多信息。内存的速度要比磁盘存储器高出几个数量级。
改进PCI总线设计
PCI很快会取得两项重大进展。Intel正在努力把PCI总线的速度和带宽各提高1倍。同时，有几家最大的PC供应商已联合起来开发速度更快的PCI-X。
目前得到广泛应用的PCI总线是运行33MHz的32位PCI总线。Intel还推出了64位/33MHz PCI总线，最近又推出64位/66MHz PCI总线，把PCI总线的吞吐量提高到4.2Gps。
Compaq、HP和IBM在PCI-X开发上捷足先登，把64位/133MHz PCI总线的总吞吐量提高到8.5Gbps以上。这种技术将在2000年下半年得到应用。
PCI-X对制造成本和机器价格不会产生太大的影响。它向后兼容PCI，旧的PCI卡和新的PCI-X卡均可在同一个PCI-X总线上运行。但是，PCI-X总线将按速度最低的卡的速度运行。为此，服务器供应商将给机器设计一个标准的PCI总线和一个独立的PCI-X总线。
对于使用32/33 PCI的用户来说，PCI-X无疑是一种巨大的进步。IBM声称在最大速度下运行的PCI-X总线的性能将是32/33 PCI总线的10几倍。对于使用64/66 PCI总线的用户来说，性能提高将不会有这么大。Compaq进行的初步模拟测试表明，66MHz的4插槽PCI-X总线的性能比64/66 PCI提高25%。
据HP企业系统和软件部经理兼首席设计师Martin Whittaker称，由于采用共享总线设计，PCI-X总线在66MHz时支持4个卡，在100MHz时支持2个卡，而在133MHz时支持1个卡。
速度并非PCI-X的唯一优势。支持者声称PCI-X可以提高PCI总线的错误隔离能力，因为它有助于操作系统与适配器一道有效管理错误条件。
PCI-X的主要缺陷是它将在多大程度上得到应用。虽然这是一种开放标准，但只有参与开发这一规范的供应商宣布他们的系统支持新规范。他们声称PCI-X将有2-3年寿命，到时可能会出现速度更快的规范。但其他供应商是否会越过PCI-X直接拥抱下一代I/O，这取决于网状交换技术（fabric-based switching）。这种新技术将很快出现，可能就在2000年下半年的某个时候。
网状交换——点对点I/O
到2000之后，PCI可能要随着点对点I/O的出现而淡出市场。和PCI等共享总线技术相比，点对点I/O技术有两个明显的优点。首先，随着共享总线速度的提高，为了维持信号的完整性，必然要降低总线长度和负荷能力。点对点I/O允许采用I/O子系统连接相距较远的设备，在所支持的设备数量方面的伸缩性非常大。因此，它适用于企业连网、系统域网络（system area network）和群集。
其次，当共享总线的一个设备发生故障时，其他所有设备都可能会受影响。在交换式点对点I/O总线里，可以把发生故障的设备隔离开，所以不会影响其他设备。
网状交换式点对点I/O将有两种版本：Intel的Next Generation I/O（NGIO），以及3Com、Adaptec、Cisco Systems、Compaq、HP和IBM发起的Future I/O。
NGIO可能较Future I/O有更大的优势，包括更容易让人接受，以及推出时间较早。2000年年底将出现NGIO产品，而Future I/O产品不可能在2001年之前出现。
NGIO还将支持通过电缆实现长距离连网。该规范定义了系列化电缆接口，最大传输距离为17.5米。相比而言，Future I/O要使用并行电缆实现互连，而且只有10米传输距离。但是，Future I/O还定义了2种光纤接口，其中一种供300米传输之用，另一种供300米以上的传输之用。
Future I/O的优点包括速度更高，以及创新空间更大。NGIO制定一个2.5Gbps（大约200Mbytes/sec）接口，而Future I/O互连为1Gbytes/sec。（两种技术都是双向的，所以总吞吐量是上述数据的两倍。）此外，虽然NGIO可以使用多个端口连接一个设备来提高性能，但可能要使用数十个NGIO连接才能相当于1个Future I/O连接——这恐怕没有多少吸引力。
就创新空间而言，Future I/O支持者抱怨NGIO限制太死，使供应商很难开发硬件和软件，例如Whittaker认为由于很多NGIO定义是注册一级的，意味着要把他们集成在芯片里，而芯片的功能是有严格限制的。Future I/O更多是根据功能定义的，使制造商可以开发并实现新的功能。
NGIO在政策方面也有很多限制。NGIO论坛被Intel所垄断，不利于制造商推广Intel技术。这可能是促使Future I/O计划得以迅速成长的重要原因，该计划没有被任何一家供应商所垄断。
很多观察家相信这两种标准最终将走向统一，但就目前的情况而言，二者之间的分野是显而易见的。
到目前为止，Gateway和Toshiba等供应商尚未表态支持哪一方。但如果他们要在2000年中期推出支持一种或者两种技术的产品，他们将不得不在近期内做出决策。
高端PC服务器的内幕
PC服务器不会很快取代大型机、AS/400，甚至伸缩性更好的RISC/Unix机器，但会在性能方面得到大幅度提高。
但必须记住的是，高端PC服务器的实际价值将会越来越小，例如4路服务器可能比8路服务器更有市场。同时，从长远角度来看，PC服务器在可靠性、可用性、管理性和容错方面仍存在缺陷，还有很大的成长空间。