回顾高端PC服务器：Unisys ES7000

64位UNIX服务器捷足先登。从产品到应用早已完成战略转移，Sun公司的成功就是一个例证。英特尔和微软正在加速从面向个人计算的32位PC平台向64位PC服务器平台的转移，从32位至强系列服务器CPU到64位安腾和McKinley CPU，从Windows过渡到Windows NT到推出Windows Datacenter服务器操作系统，32位向64位服务器平台迁移进程的速度还取决于独立软件开发商的支持和应用系统升级。综合上述，就构成了PC服务器在入门级和中低档徘徊，而UNIX服务器独占高端市场和应用，高端UNIX服务器复苏和Linux服务器迅速发展的深层原因。
对称多处理SMP架构服务器通过扩充CPU、存储器和I/O设备大幅度提高并行处理能力，但基于总线的中低档PC服务器（多为2、4、8路）由于总线争用和互连结构问题限制了系统扩展能力。采用内部交叉开关高速互连和NUMA分布存储技术，可以提高带宽、降低通讯延迟、扩大系统规模，但还必须有更强壮的Windows DataCenter服务器操作系统的支持，才能实现如高端UNIX服务器那样满足企业大型关键应用要求，具有高可扩充性，高RAS特性（可靠性、可用性、可服务性）和高可管理性的高端PC服务器。
由于市场和应用对更高性能价格比服务器的需求，大型机、高端UNIX服务器技术向PC服务器转移的速度正在加快，Unisys（优利系统）公司ES 7000系列高端PC服务器（32路）的成功挑战就说明了这个问题。与高端UNIX服务器市场龙头老大Sun公司的E10000服务器相比，优利系统公司 ES 7000高端PC服务器具有更高性能价格比的竞争优势，以至连Compaq、HP和Dell这样世界级的PC和服务器制造商都竞相销售，与其合作。以下我们将介绍优利系统公司ES 7000高端PC服务器所采用的主要技术，以及高端服务器应用的有关问题。
一、ES 7000服务器的主要技术
优利系统公司的 ES 7000服务器是采用创新的蜂窝多重处理(CMP)技术开发的企业级服务器，这一创新技术使PC服务器平台可提供大型机和高端UNIX服务器级的性能和特征，被誉为PC服务器中的“大型机”。ES 7000服务器使用英特尔CPU，运行在Windwos NT/2000，Windows DataCenter和UNIX环境下， 采用内部交叉开关高速互连，突破了中低档PC服务器架构屏障。系统最大可支持32个Pentium Ⅲ至强CPU和64位安腾CPU，最大共享内存容量64GB，可连接96个PCI I/O设备.。优秀的可扩展性，RAS特性和可管理性，使ES 7000服务器成为大规模并行处理SMP架构的高端PC服务器，可满足当今企业电子商务等大型关键应用需求的挑战。

蜂窝多重处理CMP技术
蜂窝多重处理CMP技术即大型机和高端UNIX服务器采用的系统分区技术，指ES 7000服务器可在分区间重新定义或重新配置服务器资源-CPU、内存和I/O设备，满足e商务环境无法预计工作量需求的能力。这里服务器内的分区相当于蜂窝中的蜂房。CMP技术首次将系统分区引入PC服务器，允许在分区内运行不同种类的操作系统或操作系统的不同版本。系统分区技术允许根据不同工作量、不同任务需要配置服务器资源和运行环境，满足了e商务环境下应用对配置服务器资源灵活性、可扩充性和可用性的要求。
ES 7000服务器目前已实现了静态硬件分区和软件分区的和谐组合，专门的服务处理机SP可支持动态分区，但需要微软Windows Datacenter服务器操作系统的支持（正在开发）。
·静态硬件分区
ES 7000服务器分区以节点板为单位（最多4 CPU），可以跨多个节点板，对于32 CPU配置的ES 7000服务器，最大分区数为2-8个分区。硬件分区可以共享分区的服务器资源，允许在服务器内不同操作系统之间移动资源，这是通过服务处理机SP实现的。硬件分区需要停止操作系统和应用重新分配资源，重新引导后才能恢复处理。但当Windows Datacenter可用后，无须中断即可重新分配处理机。
·软件分区
使用进程管理器PM软件，通过脚本实现时无须操作员干预，也可通过微软管理控制台MMC发出命令。软件分区可实现应用隔离，负载均衡，根据预定优先级调度资源，避免不同数据库间的冲突。
对于e商务环境等关键应用场合，如在线交易处理OLPC，无法预计的工作量、不均衡负载（如高峰期）和多变的需求，要求快速、灵活、可靠的响应用户请求，动态共享和优化服务器资源，提高服务器利用率，保证服务器不间断连续运行，无疑动态分区技术更为先进和适用。我们期望ES 7000服务器尽快实现动态分区，提供更好的性能。
系统架构和标准模块
ES 7000服务器是大规模并行处理SMP架构的PC服务器系统，是采用标准模块化设计的机柜式服务器。内部交叉开关高速互连，共享存储器和I/O设备，CC-NUMA模型，基于目录的缓存一致性协议，是一个高性能、高带宽、低延时和高可扩展性的系统，系统架构请见图1。

图1 ES7000系统架构图

　从图1可以清楚看到，ES 7000服务器由4个标准模块互连构成：处理模块（节点板），I/O模块，交叉开关模块和存储器模块。4 x 4交叉开关的一端是处理模块和I/O模块，另一端是存储器模块。
·处理模块（子单元Sub-Pod，或节点板）

节点板主要由4个CPU和1 个L3高速缓存构成，是可被单独分配分区的可配置单位。1对CPU共享1条总线，2对CPU共享1个L3高速缓存，配IA-32 CPU时 L3为16GB，配IA-64 CPU时L3为32MB，采用基于目录的缓存一致性方案，减少了系统开销，有利于提高性能。32位的Pentinum Ⅲ至强CPU和64位安腾CPU可共存于不同分区的节点板上，有利于CPU升级和保护用户投资。
·I/O模块
可配置的I/O模块。每个I/O模块有3条PCI总线，每条PCI总线支持3个PCI槽，共12个PCI转接器可通过1个I/O桥（DIB）连接到交叉开关，96PCI配置需8个I/O模块。
·交叉开关模块
4 x 4交叉开关（16路）通过一无源中板实现CPU、I/O和存储器高速互连，32 CPU配置需4个4 x 4交叉开关。每路交叉开关峰值带宽1.6GB/秒，每个交叉开关的持续吞吐量为20GB/秒。与高速缓存L3之间持续带宽分别为10GB/秒（IA-32 CPU）和13GB/秒（IA-54 CPU），I/O持续带宽为5GB/秒。
·存储器模块MSU
独立于处理模块的存储器模块，即最大内存容量与系统配置的CPU数无关。每个存储器模块支持多个SDRAM存储体，多体交叉，任意增量，每个存储器模块最大容量为16GB。系统配置到最大内存容量64GB需4个存储器模块MSU。
高可用性和互操作性
互连网是全天候、全球化e商务环境，支持基于Web的应用和数据库的可靠性和高可用性对商业成功是至关重要的。停机损失对公司生产力、客户忠诚度、收入甚至股票价值都有破坏性影响，因此企业级服务器应用系统要求高可用性，24/7/365近乎永不停顿的运行是高可用性的基本要求。
·CMP技术的高可用性特征
基于CMP技术的ES 7000服务器通过硬件、中间件和软件技术的独特组合，使PC服务器可提供支持e商务环境的大型机级的可用性水平，如服务器系统分区技术。
·交叉开关技术
交叉开关在CPU、内存和I/O设备间是专用的、点对点的互连，互连内的故障仅影响所连接的模块，不会影响系统其它部分的正常运行。
·热拔插特征
广泛采用热拔插技术，更换故障部件无须停机，大为减少可用性损失。
·冗余技术
ES 7000服务器采用冗余技术，如N+1电源和风扇，可恢复I/O配置，服务器内群集和分区等支持可用性，消除了硬件和软件内的单点故障。
·服务处理机SP
内置的综合维护系统，可自动请求维护，进行恢复处理。服务处理机SP独立运行，用于监控系统健康状况，报告事件，对错误进行适当校正。
·群集技术
服务器内的故障保护群集（通过共享内存互连）可提供关键商业应用的高可靠性，速度更快，破坏性更小。亦可通过与其它ES 7000 服务器群集提供故障保护。

·互操作性
对于企业级大型的关键性应用，一个开放的互操作性运行环境，在支持和保证不同应用系统的运行、维护、升级以及降低运行成本方面，重要性日益突出。
不同的应用需要不同的操作系统和数据库。具有大规模并行处理能力的ES 7000高端PC服务器，在单一服务器中通过系统分区技术，允许不同应用、不同数据库运行于不同操作系统环境，分区间可通过消息传递机制共享存储器、高速缓存和大容量磁盘等服务器资源。原有的应用可以无缝集成到单一ES 7000服务器环境，集中管理，减低运行成本，实现服务器整合。对于迅速改变的应用需求和不均衡的工作量，可以在不同操作系统间重新分配CPU、内存、I/O资源，满足特定应用的要求，提高服务器资源的利用率。
二、ES 7000 服务器的主要好处
ES 7000高端PC服务器的主要好处是：在普遍应用的PC服务器平台上，实现了大型机、高端UNIX服务器级的处理能力和可用性，并且具有更高性能价格比的竞争优势。重要的是系统架构和可扩展能力的突破，采用CMP技术和内部交叉开关高速互连技术，使支持32 CPU的大规模并行处理单一SMP架构高端PC服务器成为可能。
为提高处理能力和可用性，基于中低档PC服务器的应用系统一直是沿横向扩展方向发展，导致服务器象兔子繁殖般增多，构成了复杂的应用环境。运行于微软Windows Datacenter服务器操作系统环境下的ES 7000服务器，沿纵向扩展方向发展，可以采用混合扩展策略将分散的应用和资源整合到单一SMP高端PC服务器环境，简化应用环境，适应了全天候、全球性e商务应用对服务器的需求，由此带来的灵活性和好处是不言而喻的。
·过去，为满足关键应用所需处理机数，不得不采用昂贵的UNIX服务器，采用群集中间件或基于NUMA的群集网络多个小型SMP系统。如今。可采用低成本技术，高端PC服务器既有SMP编程简单、成本低的优势，又具有高端UNIX服务器和NUMA性能和可扩展性的能力。
·高端PC服务器保护用户投资，具有增量成长潜力。从32位CPU到64位CPU，系统规模由小到大，与你的应用需要同步，可满足不断变化、日益增长的未来成长要求。
·整合分散的服务器和资源，减少网络群集硬件及开销，单一、多分区的高端PC服务器可以取代多个单功能专用服务器的复杂应用环境，更加容易配置，容易管理，降低总拥有成本。根据应用不同需求和负载（如高峰期），灵活调度CPU、存储器和I/O设备等服务器资源，有效提高资源利用率。
·CMP分区、基于目录的缓存一致性、交叉开关高速互连、大容量L3缓存及其它加速技术，减少通讯延时，增加系统带宽，大大提高系统性能。缩短响应时间，高端PC服务器实现了更高的并行处理能力。单一高端PC服务器环境是多层应用的理想平台，需要多个服务器的分布式应用可配置在不同分区，多种不同应用和数据库可以无缝集成，分区间可通过共享存储器、API和消息传递机制快速通讯，有效访问，集中管理，达到更高的性能水平。

·大型机、高端UNIX服务器级的处理能力和可用性，可以满足大型、关键性应用、数据库和在线交易处理OLPC的苛刻要求。RAS特性、服务器负载均衡、会话态管理、数据和内容的高速缓存及用于监控、维护、管理的系统软件工具等，可显著降低管理成本，有效而可靠的支持大规模的e商务活动。
三、高端PC服务器的应用
与低价位的PC机应用不太一样，国内多数单位、企业甚至家庭都追求高档PC。但服务器是面向机构的，高端服务器更是定位于大型.com公司、大企业、大机构，高端服务器应用取决于业务规模、信息化水平、资金技术实力和未来应用发展需求。尽管高端PC服务器价格可以降低到高端UNIX服务器的一半甚至 1/3，但价格仍然不菲。如何计划和部署高端PC服务器的应用？那一种系统扩展策略适合你的需要？根据国外高端服务器应用情况、发展趋势和分析建议，我们介绍如下参考观点。
根据企业实际业务发展应用需求情况，考虑PC服务器的处理能力和可扩展性。一般认为，小企业选用入门级或中低档PC服务器，应用系统多采用横向扩展策略提高处理性能（靠增加不同运行环境的分布式服务器向外扩展）。对于中大型企业，预期多数会在前端互连网页服务环境继续大量采用横向扩展策略，而在防火墙后面或后端关键性应用会采用纵向扩展策略（靠增加现有单一运行环境系统的CPU数和内存容量向上扩展-高端服务器）和混合型扩展策略。
纵向扩展系统适合运行为单一系统环境设计和优化的需要访问大量本地处理机和本地数据的应用和数据库（如Oracle开发的很多流行的企业业务应用），由于可以访问机柜内绝大多数系统资源（单一系统映象），因而比多个分布式处理机更容易管理，可更好的实现系统资源利用和相应的性能，保护用户投资。不足之处在于采购成本高，能否被降低管理成本、提高系统资源利用率的好处抵消，需要以实际运行系统的可靠性、可管理性和处理性能等方面来证明。
横向扩展系统目前有更好的可扩展性和处理性能，超薄1U服务器、专用功能服务器和机架式服务器流行，但系统配置困难，应用需要修改以适合分布式处理，需购买多份软件拷贝，负载均衡机故障保护带来管理的复杂性，大型关键性应用如企业资源计划ERP和供应链管理SCM较少采用分布式2路、4路SMP系统。
混合型扩展系统使用单一系统映象管理横向扩展和纵向扩展系统，除采用系统分区整合应用和文件服务外，可针对特定应用提供特定处理性能，但采购成本更高，
在选择具体的系统扩展策略时，通常需要结合实际情况，考虑如下几方面的问题：
·现有信息基础设施建设情况，技术经验和倾向，网络设计、应用设计和部署计划。

·应用需求和特性，更适合单一、大型集中式环境（纵向扩展），还是分布式处理环境（横向扩展）？
·可用性要求，应用所需的处理能力、容量、带宽和延时要求，应用设计中数据如何管理？某些数据库如Oracle 8I，SQL Server，DB/2可能更适合分布式处理环境。某些应用如ERP和SCM更适合有单一可访问多个处理机的环境。不同的应用要求导致不同的平台选择。
·可管理性和总拥有成本TCO等方面的考虑，纵向扩展系统具有单一系统映象，可收集应用、数据库、部件和外设信息，系统和网络易于管理和升级。而横向扩展系统较高性能、较低成本，但开发、维护、升级和管理相对困难。因此，选择中应权衡各种利弊。
综上所述，由于高端PC服务器技术的突破，具有了大型机和高端UNIX服务器级的处理能力和可用性，加之极具竞争力的性能价格比，随e商务应用蓬勃发展，应用系统将循大型机和高端 UNIX服务器的扩展模式发展。高端PC服务器将致力于单一、资源密集、后端和面向交易的大型关键性应用环境，广泛用于应用系统和文件服务器的整合，在大型.com公司、大型企业和大型机构中得以广泛应用。

（责任编辑：城尘）