高端服务器作为与网络关系最为密切的硬件产品之一,是在网络环境下提供网上客户机共享资源(包括查询、存储和计算等)的设备。它具有高可靠性、高性能、高吞吐能力和大内存容量等特点,并且具备强大的网络功能和友好的人机界面,是以网络为中心的现代计算环境的关键设备。随着互联网的高速发展,高端服务器在整个信息高速公路基础结构中的作用越发重要。
高端服务器综述
服务器可以细分为两部分:一部分是IA(Intel Architecture)服务器,也就是我们常说的PC服务器或NT服务器;另一部分是比IA服务器性能更高的机器,如RISC/Unix服务器等,这种服务器被称为高端服务器。高端服务器的种类很多,从小型机、大型机到巨型机都有。
高端服务器领域的竞争很激烈,国外品牌有IBM、HP、Sun、SGI等实力雄厚的大公司。国内的曙光公司背靠国家智能中心、中科院计算所,是“国家863”计划的试点企业。诸如“曙光1000”、“曙光2000—I”和“曙光2000—II”等超级服务器称得上是里程碑式的产品。曙光的产品不仅仅局限于高端产品,曙光是我国目前唯一拥有全系列服务器产品的生产商,产品系列包括:天阔PC服务器、天演UNIX服务器和天潮超级服务器。联想在前一段时间推出了8路机架式服务器,显示了其具备的技术和进军高端服务器市场的信心。浪潮的小型机采用对称多处理器技术,主要用于国民经济部门,并有一定的销售数量,浪潮是国内小型机产品的领头厂商。
目前,大多数高端服务器都是RISC/Unix服务器。所以,谈到高端服务器的发展历史,就不能不提到RISC(精简指令集计算—Reduced Instruction Set Computing)技术。
20世纪70年代,IBM发明了RISC技术。80年代后期,RISC结构逐渐代替了CISC (复杂指令集计算-Complex Instruction Set Computing),成为主流微处理器设计结构。使用RISC技术是为了优化指令系统、加快程序编译、提高运行速度。RISC技术采用了更加简单和统一的指令格式、固定的指令长度以及优化的寻址方式,使整个计算结构更加合理。一般来说,RISC处理器比同等的CISC处理器要快50%~75%,同时RISC处理器更容易设计和纠错。
在RISC架构的基础上,各厂家又研制出了自己的处理器。目前在使用的主要有PowerPC处理器、SPARC处理器、PA-RISC处理器和MIPS处理器。
PowerPC处理器
90年代,IBM、Apple和Motorola开发PowerPC芯片成功,并制造出基于PowerPC的多处理器计算机。PowerPC架构的特点是可伸缩性好、方便灵活。第一代PowerPC采用0.6微米的生产工艺,晶体管的集成度达到单芯片300万个。1998年,铜芯片问世,开创了一个新的历史纪元。2000年,IBM开始大批推出采用铜芯片的产品,如RS/6000的X80系列产品。铜技术取代了已经沿用了30年的铝技术,使硅芯片多CPU的生产工艺达到了0.20微米的水平,单芯片集成2亿个晶体管,大大提高了运算性能。而1.85V的低电压操作(原为2.5V)大大降低了芯片的功耗,容易散热,从而大大提高了系统的稳定性。
现在,1GHz的Power4处理器已经完成设计。Power4除了将时钟频率从现在的500MHz提高到1GHz之外,还将率先采用0.11微米工艺,晶体管集成度达1.7亿,以及7层铜和SOI(绝缘硅-Silicon On Insulator)技术。这些技术将使Power4跃上服务器芯片的历史新台阶。
SPARC处理器
1987年,Sun和TI公司合作开发了RISC微处理器—SPARC。SPARC微处理器最突出的特点就是它的可扩展性,这是业界出现的第一款有可扩展性功能的微处理器。SPARC的推出为Sun赢得了高端微处理器市场的领先地位。
1999年6月,UltraSPARCⅢ首次亮相。它采用先进的0.18微米工艺制造,全部采用64位结构和VIS指令集,时钟频率从600MHz起,可用于高达1000个处理器协同工作的系统上。UltraSPARCⅢ和Solaris操作系统的应用实现了百分之百的二进制兼容,完全支持客户的软件投资,得到众多的独立软件供应商的支持。
在64位UltraSPARC处理器方面,Sun公司主要有3个系列。首先是可扩展式s系列,主要用于高性能、易扩展的多处理器系统。目前UltraSPARCⅢs的频率已经达到750GHz。还有将推出的UltraSPARC Ⅳs和UltraSPARC Ⅴs等型号。其中UltraSPARC Ⅳs的频率为1GHz,UltraSPARC Ⅴs则为1.5GHz。其次是集成式i系列,它将多种系统功能集成在一个处理器上,为单处理器系统提供了更高的效益。已经推出的UltraSPARC Ⅲi的频率达到700MHz,未来的UltraSPARC Ⅳi的频率将达到1GHz。
