解析小型機、大型機和PC服務器間的差別
小型機(minicomputer or midrangecomputer)是一個已過時的術語,用來指一類界于大型主機(mainframe)和微型計算機(microcomputer)之間的計算機產品,它是60年代由DEC(數字設備公司)公司首先開發的一類高性能計算產品。
而UNIX服務器,也就是中國業內習慣上說的小型機,在服務器市場中處于中高端位置。UNIX服務器具有區別X86服務器和大型主機的特有體系結構,基本上,各廠家UNIX服務器使用自家的UNIX版本和處理器。比如IBM公司采用Power處理器和AIX操作系統,Sun、Fujitsu(富士通)公司采用SPARC處理器架構和Solaris操作系統,HP采用PA-RISC架構(現在轉向于安騰處理器)和HP-UX操作系統;過去的Compaq公司(已經被并入HP)處理器架構采用Alpha。使用小型機的用戶一般是看中Unix操作系統的安全性、可靠性和專用服務器的高速運算能力。
早期的小型機通常有各制造廠自己的專利技術,使用專用的指令系統和操作系統。不過,自80年代UNIX操作系統興起后,一些面臨危機的小型機改用了UNIX系統。
小型機
80年代以來,網絡化和微型化的日趨明顯,傳統的集中式處理和主機/啞終端模式越來越不能適應人們的需要,在這種情況下,傳統的大型機和小型機都陷入了危機。為了應對危機,小型機和大型機改變了原先的一些功能和模式,以C/S模式中的服務器角色重新適應人們的需求。
一些歷史上著名的小型機系列:IBM:AS/400DCE:PDP7、PDP11、VAX等。
小型機具有區別PC及其服務器的特有體系結構,還有各制造廠自己的專利技術,有的還采用小型機專用處理器,比如美國Sun、日本Fujitsu(富士通)等公司的小型機是基于SPARC處理器架構,而美國HP公司的則是基于PA-RISC架構;Compaq公司是Alpha架構。另外I/O總線也不相同,Fujitsu是PCI,Sun是SBUS,等等。這就意味著各公司小型機機器上的插卡,如網卡、顯示卡、SCSI卡等可能也是專用的。此外,小型機使用的操作系統一般是基于Unix的,像Sun、Fujitsu是用Sun Solaris,HP是用HP-Unix,IBM是AIX。所以小型機是封閉專用的計算機系統。使用小型機的用戶一般是看中Unix操作系統的安全性、可靠性和專用服務器的高速運算能力。
小型機具有區別PC及其服務器的特有體系結構,還有各制造廠自己的專利技術,有的還采用小型機專用處理器,比如美國Sun、日本Fujitsu(富士通)等公司的小型機是基于SPARC處理器架構,而美國HP公司的則是基于PA-RISC架構;Compaq公司是Alpha架構。另外I/O總線也不相同,Fujitsu是PCI,Sun是SBUS,等等。這就意味著各公司小型機機器上的插卡,如網卡、顯示卡、SCSI卡等可能也是專用的。此外,小型機使用的操作系統一般是基于Unix的,像Sun、Fujitsu是用Sun Solaris,HP是用HP-Unix,IBM是AIX。所以小型機是封閉專用的計算機系統。使用小型機的用戶一般是看中Unix操作系統的安全性、可靠性和專用服務器的高速運算能力。
現在生產小型機的廠商主要有HP、IBM、SUN、浪潮、曙光等.它們的主要特色在于年宕機時間只有幾小時,所以又統稱為z系列(zero 零)。AS/400主要應用在銀行和制造業,還有用于Domino,主要的技術在于TIMI(技術獨立機器界面),單級存儲,有了TIMI技術可以做到硬件與軟件相互獨立。RS/6000比較常見,用于科學計算和事務處理等。
小型機是指采用8-32顆處理器或更多,性能和價格介于PC服務器和大型主機之間的一種高性能 64 位計算機。一般而言,小型機具有高運算處理能力、高可靠性、高服務性、高可用性等四大特點:
第一,高運算處理能力(High Performance)
1、采用8-32顆處理器,實現多CPU協同處理功能;
2、配置超過32GB的海量內存容量;
3、系統設計有專用高速I/O通道。
第二,高可靠性(Reliability)
1、延續了大型機、中型機的高標準的系統與部件設計技術;
2、采用高穩定性的UNIX類操作系統。
第三,高服務性(Serviceability)
能夠實時在線診斷,精確定位出根本問題所在,做到準確無誤的快速修復。
第四,高可用性(Availability)
多冗余體系結構設計是小型機的主要特征,如冗余電源系統、冗余I/O系統、散熱系統等。
但是,小型機不等于RISC服務器!
以往,人們往往把基于RISC架構專用處理器,采用UNIX類操作系統的計算機與小型機的概念等同起來。然而,隨著AMD、英特爾等CPU廠商采用64位、多路SMP設計、多核、集成內存控制器等先進技術,X86架構處理器從技術性能和市場接受度上都已經開始顛覆RISC處理器廠商在小型機領域的壟斷地位;另一方面,隨著LINUX類操作系統的日趨成熟和廣泛應用,也進一步加速了以封閉專用著稱的UNIX操作系統的消亡。今天,一種基于X86多核處理器,同時支持UNIX和LINUX類操作系統,更具開放、標準特性的新型小型機已經出現,在敲響傳統RISC小型機喪鐘的同時,給廣大企業級用戶送來了新時代的福音。
趨勢一:RISC處理器走弱,X86處理器走強。
隨著64位、多核CPU、多路SMP設計、集成內存控制器等創新技術的引入,基于X86架構處理器的系統性能越來越強大,對基于RISC處理器的服務器構成了極大威脅。從全球高性能計算機TOP 500排行榜來看,AMD、Intel處理器從2001年11月份的4%上升到了2005年11月的77.6%,而RISC等專用處理器則從96%下降到了22.4%。
趨勢二:UNIX操作系統走弱,LINUX操作系統走強
一方面,UNIX操作系統面臨標準不統一帶來的封閉性、投資昂貴的高成本性以及各UNIX廠商發展策略不明朗帶來的不確定性等三大困境;另一方面,隨著LINUX操作系統的日趨成熟,其性能已經和UNIX操作系統相當,并大量侵蝕了UNIX的固有陣地。從全球高性能計算機TOP 500排行榜來看,Linux從2001年11月份的7.8%上升到了2005年11月的74.2%;相反,而UNIX則從88.6%下降到了20%。
趨勢三:小型機產業生態系統朝開放化、標準化發展
開放化、標準化一直是全球IT產業發展的規律之一,它能帶來更高的性價比、更出色的擴展性、更優秀的兼容性和更多的投資回報。正是這一規律在催使包括CPU、操作系統、整機、應用軟件廠商以及用戶在內的整個小型機生態系統從封閉走向開放。眾多SI和軟件開發商推出了越來越多的基于Linux或Windows的應用軟件或解決方案,如原本在UNIX下應用的Oracle、Sybase等企業級數據庫軟件已經在LINUX下實現了成功的應用,并得到了時間的檢驗。越來越多傳統RISC小型機的用戶開始向遷移系統,擺脫封閉帶來的桎梏。
趨勢四:遷移是一種趨勢
IDC調研結果顯示,從2001以來,全球Unix服務器市場的出貨量和銷售額均在不斷縮減,在2001年整個服務器市場470億美元的銷售額中,Unix服務器占了210億美元;而2004年Unix則只有162億美元,平均每年的衰退比率超過了5%。預計到2008年,X86服務器將不光是在銷量上遠遠領先于非工業標準服務器,甚至在銷售額方面也將實現趕超。
在英文里這兩位都叫server(服務器),小型機是國內的習慣稱呼。pc服務器則主要指基于intel處理器的x86架構,是一個通用開放的系統。而不同品牌的小型機架構大不相同,使用risc、mips處理器,像美國sun、日本fujitsu等公司的小型機是基于sparc處理器架構,而美國hp公司的則是基于pa-risc架構,compaq公司是alpha架構,ibm和sgi等的也都各不相同;i/o總線也不相同,fujitsu是pci,sun是sbus,等等,這就意味著各公司小型機機器上的插卡,如網卡、顯示卡、scsi卡等可能也是專用的;操作系統一般是基于unix的,像sun、fujitsu是用sun solaris,hp是用hp-unix,ibm是aix,等等,所以小型機是封閉專用的計算機系統。使用小型機的用戶一般是看中unix操作系統的安全性、可靠性和專用服務器的高速運算能力,雖然小型機的價格是pc服務器的好幾倍。
PC服務器
PC服務器一般用的操作系統是安全性、可靠性稍差的windows 2000/windows nt4。目前造成windows nt口碑不佳的原因其實多少也在于大家對microsoft的偏見,其實windows nt安全性、可靠性和運算速度并不差,尤其是其windows2000發布以后,而windows2000針對服務器市場又分為多個版本:windows2000 server、windows2000 advance server、windows2000 datacenter server。
目前在服務器操作系統市場上的ms windows 2000/nt市場占有率在50%以上,而且windows nt在操作界面的易用性、通用性、易開發性、大量的應用軟件支持上有絕對的優勢;另外,PC服務器還可以支持現在流行的linux、sco unix、solaris for x86等unix操作系統,對于文件和打印服務器novell netware操作系統也是一個不錯的選擇。
相對而言,PC服務器具有較高的性能價格比,通用性是其最大的一個優點,會使用PC機就可以很容易地使用PC服務器,它的硬件結構與PC機差不多,用戶心里有底;它的操作系統一般是windows nt/2000,又對用慣windows 95/98的用戶來說容易掌握,而且應用軟件也更豐富。另外,價格便宜也是PC服務器的優勢,價位處于PC機與昂貴的小型機之間,具有最佳的性能價格比。
大型機
大型機對于普通電腦使用者而言,了解得都不多,很多人可能還沒聽說過。畢竟我們在日常生活中使用的電腦,絕大部分都是微型計算機。那什么是大型機呢?我們今天就來了解一下。
大型機(Mainframe)的功能、價格以及性能上都在小型機和微型計算機之上,是一種用于大規模計算的計算機系統,由于早期產品體積龐大因而被稱為大型機。
1964年IBM公司花費50億美金開發出了IBM SYSTEM/360大型機,開始了大型機的歷史。大型機通常采用集中式體系架構,這種架構的優勢之一是其出色的I/O處理能力,因而最適合處理大規模事務數據。大型機不單純用來進行傳統的海量數據處理和財務事務處理。在一些場合,它可作為企業的中心架構,用來提高安全性,可用性和可管理性。大型機也可用來安裝多個操作系統,可以運行所有的主流的軟件包。
大型機通常用于政府、銀行、交通、保險公司和大型制造企業。特點是處理數據能力強大、穩定性和安全性又非常高。system/360開始的一系列的IBM計算機是大型機的典型代表,而IBM也是全世界最大的大型機制造商。目前生產大型機的企業主要有兩家:IBM和UNISYS。IBM大型機是其z系列服務器。順便說下,Sun和HP不生產大型機,但它們生產性能和用途類似于IBM大型機的高端Unix服務器。
提及IBM小型機,我們不得不說到IBM eLiza(蜥蜴)計劃以及IBM的小型機的RAS特性。
eLiza的稱呼最早起源于六十年代中期IBM的一個計劃,即采用人工智能技術設計一種實現人和計算機之間通訊的程序。在九十年代,IBM設計的深藍超級計算機戰勝了國際象棋大師卡斯帕羅夫,其綜合處理能力可比喻于一個蜥蜴(lizard)所具有的功力,即具有預測防范、處理判斷以及自我愈合再生能力。
在當今的IT世界,眾多企業都無情地面對一個巨大挑戰:為了構成一個強大的靈活自如的
電子商務運做環境,需要使用大量的服務器、網絡設備、復雜的應用軟件等,這些設備所涉及的IT技術在發生著日新月異的變化,企業嚴重缺乏有經驗的工程師來維護和管理整個軟硬件系統。
IBM公司綜合自己多年的IT經驗,應運而生的提出了eLiza計劃,并給它賦予了具有前瞻性的重要內容:即現代企業要想處于不敗的競爭地位,其電子商務環境所使用的軟硬件系統應具備下列四項原則:
1、自我配置能力:系統可以動態自我配置有關資源。
2、自我保護能力:系統有能力保護自己,不受到非法訪問和攻擊。
3、自我愈合能力:系統能夠自動預測錯誤、避免錯誤、修復錯誤、取代有關錯誤部件。
4、自我優化能力:系統能夠自動監視和管理有關資源,將系統性能調整到最佳狀態。
為了達到以上目標,系統還需具備以下七個要素:
1、負載管理(Workl
OAdManagement)
2、安全機制(Security)
3、群集技術(Clustering)
4、虛擬主機托管(VirtualServerHosting)
5、端到端的自動控制(End-to-EndAutomation)
6、災難恢復機制(DisasterRecovery)
7、端到端的系統管理(End-to-EndSystemsManagement)
下面,編者以IBM P690服務器為例,介紹其RAS特性。
1、自動首次錯誤數據捕獲和診斷錯誤隔離能力
2、自治愈內部POWER4處理器組冗余
3、業界第一的PCI總線奇偶錯誤恢復
4、避免檢查中止的不可收集錯誤處理
5、動態錯誤恢復:錯誤檢查和糾正(ECC)或在主存上的等價保護,所有一、二、和三級緩存和內部處理器組
6、連續和冗余的位操作被使主存具有自治愈功能
7、在主存上具有的Chipkill糾正功能
8、N+1的冗余電源,雙電源線,和對電源及風扇的在線維護
9、針對處理器、緩存、內存、I/O和DASD的預計性錯誤分析
10、基于運行時錯誤來決定是否分離處理器運行和啟動(動態處理器離線和永久處理器離線)
11、緩存和主存的離線技術
12、通過選擇高品質的部件最大限度的減少故障
13、針對電源、風扇和I/O子系統的基于首次故障數據捕獲技術的并行、運行間檢測技術。
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