浪潮服务器智能技术简介(多图)

作者:Amteam.org
2006/11/20 9:03:00
本文关键字: 存储 磁带 VTL

处理器模块:双核异军突起
1、HT(超线程)技术的瓶颈

在初期的处理器内,只有一个执行引擎,我们可以看到,CPU的整数单元或浮点单元只能分时工作,这样就造成了CPU的资源浪费。为了解决这个问题,HT(超线程技术)出现了。见图1。

HT超线程技术

超线程技术就是利用特殊的硬件指令,把处理器内部的两个逻辑内核模拟成两个物理芯片,从而 “享用”线程级并行计算的处理器技术。多线程可以在支持HT的操作系统软件上,增强处理器在多任务、多线程处理上的处理能力。如图1所示。虽然HT将CPU内部暂时闲置的处理资源充分调动起来。但是新的问题是,如果同时只进行整数运算或者浮点运算,CPU就无法享受HT技术,这时HT就可出现自身的瓶颈,会影响用户对服务器计算能力扩展的期望。

2、DC(双核)应运而生
处理器速度、芯片集成度、磁盘集成度、通信带宽等每18个月增加一倍或每年增加60%。 ——摩尔定律

摩尔定律曾经给了我们太多的信心,随着功耗和性能的矛盾不断提出挑战,速度提升的脚步放缓了。 双核处理器因为具有两个完整的内核,所以同时可以进行两个整数或者两个浮点运算,这样极大的提高了系统的利用效率,从而推动了系统性能的提升,如图2所示。

双核概念图

双核处理器就是独立的两个处理器,这样就可以充分的发挥处理器的处理能力,能够改善HT的一些缺点。配合增强型应变散热系统系统、智能电源切换技术,从而提升了平台的处理能力,以及处理能力的弹性可扩展特性。

3、Intel双核处理器类型
>Smithfield将是第一款推向市场的单路双核处理器,采用90nm工艺,采用LGA775接口,形成8XX系列产品线。Presler将用65nm制程生产,其任务是取代Smithfield的位置,从而形成9XX系列产品线。

>Dempsey是两路双核Xeon处理器,采用90nm工艺,将在2006年Q2上市,Woodcrest是65nm工艺DP处理器,FSB1333MHz,将在2006Q3上市。两种处理器一起组成5XXX系列的产品线。

>Paxville是4路双核心Xeon处理器,采用90nm工艺,也将在2006年Q2上市,即7XXX系列的处理器。另外,还将发布一款采用65nm工艺的双核处理器,代号为Tulsa,将在2006年Q4上市。

>Monteclto是Intel最新64位Itanium 双核处理器,24MB的三级缓存,是Intel的9XXX系列的产品线。

内存模块FB-DIMM渐入佳境
1、Reg-DIMM内存及其缺点
当内存芯片数量多或内存条数量需求也很多时,命令与寻址信号的稳定性受到了严峻考验。而寄存器的作用是稳定命令/地址信号,隔离外部干扰。

对主板设计,内存系统的并行线路也很难。在北桥和内存之间要保持各路传输信号同步,这就要求各条线的长度必须保持严格一致,将占用很大的面积,会大大增加主板成本。

目前是采用北桥与内存之间通过并行总线交换数据,但并行总线的缺点是相邻线路容易互相干扰。频率越高或芯片颗粒越多,影响也就越大。这也是目前此类并行体系的内存频率低下的原因。

2、FB-DIMM内存的优势
FB-DIMM技术有望解决上面的难题。与传统的数据传输通道不同,利用这一技术只需用数个超高速通道直接连接到DIMM内存上的一个缓冲区即可,可以节省大量空间。使用新技术的内存模块可以使数据串行连接。超高速通道的数据运送方式为内存容量和频率的大幅度增加提供了可能。见图3。

图3超高速通道

以串行的方式进行数据传输。在FB-DIMM架构中,每个内存的缓冲区之间为点对点的串联连接方式,数据会在经过第一个缓冲区后传向下一个,这样,第一个缓冲区与内存控制器之间的连接阻抗就能保持稳定,从而有助于容量与频率的提升。见图4。

缓冲与内存

功能独特的AMB缓冲芯片。FB-DIMM另一个特点是增加了一块AMB的缓冲芯片。AMB主要承担三方面的功能。

>与北桥芯片中的内存控制器连接,令数据在内存缓冲与控制器之间传送;
>负责并-串数据的转换和读写控制;
>具备相互通讯的职能,因为它要始终承担着数据传输和读写的中介工作,不同的FB-DIMM内存之间必须通过这枚芯片才能够交换信息。

除了时钟信号与系统管理总线的访问,其他的命令与数据的I/O都要经过AMB中转。这也是FB-DIMM为什么叫全缓冲双列内存模组的原因。 

引脚大减,布线更简单。因为采用了串行传输的设计,使得FB-DIMM的引脚数大为减少,更利于PCB设计和布线。在图5中,左边是DDR2,右边是FB-DIMM,可以看出FB-DIMM设计和布线更易于实现。DDR2布线需要三层PCB做到,而FB-DIMM可以在两层PCB上实现。

内部路径比较

FB-DIMM使用长度不等的线路,这一特性同样可以简化电路板设计。内存控制器和缓冲可以对信号传输时差进行补偿。这样即降低了无效成本的投入,也保证灵活的扩展性的实现。

可靠性更强。 FB-DIMM相对目前的内存,其运行可靠性得到很大增加。在FB-DIMM中,指令和数据都进行完全的CRC循环冗余校验,比目前的ECC要先进。而且FB-DIMM架构引入了“Bit Lane Fail Over Correction”功能,当一个通道出现故障后,就会从系统中排除掉,即让出现故障的内存通道停止运行。即使一块芯片,一个DIMM插槽甚至是一条通道出现故障并不会造成死机,这无疑大大增加了内存子系统的稳定性,甚至不会降低内存带宽。

其他方面的优势。 FB-DIMM具有逻辑分析界面,用户可以看到内存通道的详细情况而不用中断其操作,这个特性对于调试主板非常有用。

FB-DIMM只是连接技术,它不涉及到内存的核心技术的改变。FB-DIMM灵活的架构可以让内存控制器保持不变。将内存颗粒从DDR2升级到DDR3,只需要对AMB缓冲芯片做出一定的改动,并不需要更改其它架构。目前来看,FB-DIMM可以采用从DDR2-533到DDR3-1600范围内的不同内存颗粒,这种特性将使得内存架构的转变过程更容易实现,需要的时间也会更短。

当然除了这些优势外,FB-DIMM也有一些缺点,比如延迟较大、功耗和散热要求提高、AMB的芯片变得非常关键等。这些方面需要特别关注。

存储模块:SAS锦上添花
SAS即串行SCSI技术,是一种磁盘连接技术。它综合了并行SCSI和串行连接优势,以串行通讯为协议基础架构,采用SCSI-3扩展指令集并兼容SATA设备,是多层次的存储设备连接协议。

1、SAS技术的优势
并行SCSI必须将时钟与独立的并行线路信号保持同步,而在使用SAS时,所有的信号在一根线路上传送。控制同步更加容易,因此设备背板、连接器等部件设计起来更加容易,费用也更加低廉。

关键参数比较图

SAS和SATA可使用通用的连接头,这使得SAS的背板可以兼容SAS和SATA两类硬盘。而背板不需要为SAS和SATA标准分别设计不同的产品,同时也减少了布线的复杂度和PCB的层数,因此降低了成本。系统集成商也不需要为给客户配置不同硬盘而采购不同的背板和线缆。

SAS技术引入了SAS扩展器,使SAS系统可以连接最多达到16384个设备。其中每个扩展器允许连接128个端口,每个端口可以连接SAS设备或其他SAS扩展器,但是最多使用两层的扩展器。

2、SAS方案的准备情况
LSI推出的4端口与8端口SAS控制芯片及SAS HBA均已出货,LSI Logic也推出全系列MegaRAID SAS外插卡及ROMB解决方案。SAS架构不但扩充了服务器储存市场,并进一步成为企业储存的辅助方案。基于SAS存储方案将取代SCSI存储方案甚至光纤通道,成为未来企业存储或服务器存储的主流。

SAS规范的硬盘、背板、线缆已经都有成熟的产品。同时SAS方案已经成为下代服务器产品的必选规格,选择板载的SAS芯片或是易实现的SAS方案成为业界的共识。

关键技术,确保平台致胜
作为效能三要素的有力补充,新推出的浪潮服务器将充分利用一些有效的技术,将提升整个系统平台的竞争力。这些技术将在其各个方面提升平台性能,同时也需要我们的软件产品和方案提升相关功能,保证和硬件技术的同步。

新一代浪潮服务器产品的关键技术比较集中,很多技术的功能和性能表现良好。围绕IFA+的理念,从平台设计到应用需求的多个层面,更大程度的满足用户日渐提高的应用需求。5月29日,浪潮在第一时间发布了双核服务器,首批上市包括8款产品,将全面满足用户从低端到高端的应用需求。

(责任编辑:城尘68476636-8003)



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