系统服务器选择原则.doc

1、系统服务器选择随着计算机技术的发展和业务的需要，计算机系统已经渗透到各行各业。对于电信、金融等的绝大多数行业的业务系统已经成为需要一年 365 天 7X24 小时连续运行的关键性业务。特别是电子商务成为现实，对中心系统的运行提出了更高的要求。无论采用传统的集中式处理，还是客户机/服务器模式， 还是当今流行的三层架构，中心服务器是业务数据处理的核心，它的选择是至关重要的。在目前的需求下，对中心服务器选型提出了如下的选型原则：一、 先进性当选择计算机系统的时候，必须考虑到系统的先进性。众所周知，计算机技术是目前发展速度最快的科学技术。根据摩尔定律，计算机的处理能力每隔一年半就会翻一番。在现实社会中

2、，计算机技术的发展甚至超越了摩尔定律。由于计算机技术的这种快速的发展，当选择计算机主机系统的时候，必须选择拥有先进技术的机型。否则，投入巨大资金购买到过时或者将要过时的产品，其处理能力的增长就会受到限制，其扩展能力也会受到限制，计算机的处理能力很快就更不上业务发展的需要。为适应业务的发展在短期内就必须购买更新的设备，这对客户来说是一种投资的浪费。COMPAQ 公司的 ALPHA 服务器目前采用了业界最先进的技术。 COMPAQ 也具有业界技术领先的长期的历史。追述历史，DEC 公司（1997 年并入 COMPAQ）首先发明了 8 位的小型机 PDP-7。当其它公司随着生产 8 位小型机时，DE

3、C 已经成功地推出了 16 位的小型机 PDP-11。当其它厂家生产出 16 位小型机时，DEC 已经成功地推出了 32 位的小型机 VAX，并在该领域一直保持了领先的地位，VAX 曾被美称为“小型机之王” 。当其它厂家还在生产 32 位的小型机时，DEC 已经成功地在 1992年推出了 64 位的系统服务器 ALPHA 服务器，并以领先对手将近四年的时间推出了64 位的 UNIX 操作系统。目前，COMPAQ 公司生产的 ALPHA 服务器在芯片的设计、服务器的体系结构、操作系统和集群上都采用了业界领先的技术。1. 在芯片设计上 ALPHA 采用 9 级流水线设计，并采用了业界独有的“乱序执

4、行”技术，ALPHA 芯片采用了 6 路超级标量设计，而 IBM、HP 和SUN 等仅采用了 4 路超标量设计。2. 在服务器的体系结构上，ALPHA 服务器在中低端产品上都采用了全交换技术，而竞争对手的中低端产品都采用共享总线技术。采用全交换技术具有更高的系统带宽，使系统的性能更加优秀。ALPHA 服务器和其它对手系统体系结构比较如下表服务器型号 体系结构 系统带宽COMPAQ（DS20E、ES40） 交换 5.2GB/sIBM（F50 、H50、H70、F80 、H80）总线 1.3GB/s(f50,h50,h70)2GB/s(F80,H80)HP(L1000、L2000) 总线 1.3G

5、B/sSUN(250,450,3500,4500,5500,6500总线 1.6GB/s3. 在操作系统上，COMPAQ Tru64 UNIX 具有业界领先的高可靠性、高可用性和高性能。4. 在集群系统上，COMPAQ 公司的 TruCluster 具有业界独有的单一系统映像、集群文件系统、统一集群地址、统一安全域等特性，以上特性在其它UNIX 的集群方案中都没有完全实现，是业界最领先的 UNIX 集群。二、 可靠性、可用性和可维护性（RAS）系统的可靠性、可用性和可维护性是 RISC 系统区别与 Intel 平台的典型特点之一，也是其适应于关键性业务的重要特点之一。关键性业务是需要长时间运行

6、，具有尽可能的最短停机时间的系统，而系统的可靠性、可用性和可维护性正是衡量这一特点的最贴切的指标。系统的可靠性是指系统本身的质量问题，质量越好的产品出现故障的概率越低。可以通过提高产品的质量来提高系统的可靠性。但是，任何单位都不敢保证其生产的产品不会出现错误，因为这有许多偶然性因素存在。这样，为了保证系统的运行时间，当出现产品故障问题时，可以通过预先配置的冗余部件来替代故障备件的工作，这就是可用性。当出现故障时，必须进行部件的维修或者维护。或者为了防止故障的产生，必须进行事前的维护，这都要求系统具有很好的可维护性。ALPHA 服务器的可靠性可用性和可维护性可以通过硬件、操作系统和集群等几个方面

7、来体现：1. ALPHA 的所有服务器产品都支持冗余电源和风扇，任何一个电源或者风扇出现故障，都可以保证系统可以继续运行。同时，这些电源和风扇可以在系统运行时进行更换。2. ALPHA 的高端服务器 GS80/160/320 可以支持 CPU、QBB 和 I/O 的热更换。当系统运行过程中，系统可以提前预测 CPU 的故障，并在系统运行的情况下进行 CPU 等部件的更换。整个更换过程不用停机，不用重新启动系统。3. ALPHA 服务器和 Tru64 UNIX 支持可选路径，该功能支持多条物理线路从ALPHA 服务器连接到一台存储设备，在这些物理线路上可以实现并行运行，任何一条物理线路出现故障，

8、系统还可以通过其它线路访问到该设备，保证系统的运行。4. ALPHA 服务器和 Tru64 UNIX 支持冗余网卡连接。可以将多个网卡配置成一个 IP 地址，任何网卡出现故障，还可以从其它网卡访问到服务器。5. Tru64 UNIX 被评为具有最优秀的 RAS 的操作系统。6. COMPAQ 具有业界最优秀的集群系统，能保证集群成员之间没有单点故障，并能保证业界最高的可用性 99.99%的运行时间。7. 管理维护 ALPHA 系统具有最低的整体拥有成本。三、 高性能当为关键业务系统购买服务器时，服务器的性能是考虑的关键性因素之一。为了保证业务的快速有效的处理，高性能是必不可少的因素。如果服务器

9、性能过低，会导致对前台业务处理的缓慢，降低服务质量，甚至造成系统因超负荷运行而经常停机，影响业务形象，导致客户流失。所以，购买一台高性能的服务器对企业来说，是选择机型的重要条件。为了衡量某种服务器是否具有很高的性能，业界有各种各样的指标，有SPEC、TPC 等通用性指标，也有 SAP，ORACLE ，BAAN 等具体的应用指标。我们应该看到，指标在一定程度上能反映服务器的某方面的性能，但任何某个单一的指标都不能完全反映服务器的真实性能。我们知道，业务系统服务器提供给客户的远远不止硬件本身，它还包括操作系统、集群能力、数据库、应用软件等各方面。除非针对客户的业务系统进行真实环境的模拟测试，否则其

10、它任何指标都不能完全反映该服务器针对客户业务系统的真实处理能力。如果在不能进行真实业务系统测试的情况下进行服务器的选择，就应该根据各种指标进行综合考虑，更重要的是要从服务器本身的体系结构上来寻找答案。从服务器本身的体系结构来看，如果在整个体系结构的设计上是均衡的，消除了或者减低有可能的瓶颈，则整个服务器的适应性相对较强，更容易在各种不同的用户要求下达到更高性能。当然，服务器的整体性能的发挥还更应用本身的系统设计有关，由于不是本文讨论的范畴，因此不过多叙述。首先，从计算机的体系结构来看。目前的计算机都遵循冯.诺依曼机器模型的设计，所有的 CPU 计算都会到高速缓存和内存中取指令和数据，而所有的内

11、存都会到外部的存储（主要是硬盘）中取数据。对系统服务器要考虑的因素就要在下面几个因素的寻找答案：CPU、高速缓存、内存、硬盘、系统总线、I/O 总线、存储互连等。在理想状态下，如果某种服务器在上述部件的设计中都能采用比较先进的技术，能消除整个系统性能上的瓶颈，则系统服务器应为客户的最佳选择。本文将从下面几个方面进行论述：1. CPUCPU 是计算机服务器的核心，所有指令都在 CPU 内执行，因此 CPU 的性能是整个计算机系统的关键。CPU 的处理能力是计算机服务器高性能的基础。不断提高 CPU 的处理能力，是系统服务器供应商长期以来提高服务器性能的重要手段。目前的复杂指令集（CISC）和精简

12、指令集（ RISC）的 CPU 制造商产品，包括 COMPAQ 公司的 ALPHA、IBM 公司的 PowerPC、HP 公司的 PA-RISC 、SUN 公司的 Ultra SPARC 等产品，都采用的超级标量超级流水线的设计方式。不能仅用时钟主频来衡量 CPU 的处理能力。时钟主频是决定 CPU 处理能力的一个因素，但不是所有因素，决定 CPU 的处理能力还应该有另外两个因素：即为超级流水线（保证在一条流水线上单位时间内处理更多的指令数）和超级标量（通过多条流水线来提供更强的处理能力。在上面提到的三个方面中：ALPHA 具有所有 RISC 系统中最高的时钟主频，目前供应市场的高主频为 73

13、1MHz，在实验室已经生产出采用铜芯技术的时钟主频为 1.2GHz 处理器。各 RISC 供应商的时钟主频比较表：供应商 COMPAQ HP IBM SUNCPU 类型 ALPHA PA-RISC PowerPC UltraSPARCCPU 型号 21264A 8600 RS64III SPARCII时钟主频 731 552 500 440在超级流水线的设计上，ALPHA 采用业界领先的 9 级的超级流水线设计，SUN 的 UltraSPARC 也采用了 9 级流水线设计，而 IBM 只有 5 级流水线设计。为了解决在流水线上的数据相关问题，防止流水线的阻塞，ALPHA 采用了业界领先的“乱序

14、执行”方式，当发现执行指令的操作数是上一条指令的结果，则将该指令睡眠，而继续执行下一条指令。等到该指令的运行结果完成之后，再唤醒睡眠的指令。 “乱序执行”有效地解决流水线的数据相关问题。在解决条件分支问题上，ALPHA 采用了业界独一无二的混合分支预测算法，能提供业界最高的命中率，其预测命中率能达到 95%。超级标量是业界在单条流水线不能满足运算能力的情况下采用的多条流水线并行运算的技术。ALPHA 采用了业界最高的标量数，具有 6 路超级标量设计，而 IBM、HP 和 SUN 的处理器目前都只有 4 路超级标量设计。具体的比较表如下：供应商 COMPAQ HP IBM SUNCPU 类型 A

15、LPHA PA-RISC PowerPC UltraSPARCCPU 型号 21264A 8600 RS64III SPARCII超级标量 6 4 4 4整数 2 2 2 2地址 2 1 1 1浮点 2 1 1 1ALPHA 通过上面介绍的一系列领先的技术，使 ALPHA 处理器的运算能力完全领先于对手。在 CPU 的测试指标中，SPEC 公布了两个指标。由于在计算机内的运算最后都会转化为两种运算：整点运算和浮点运算，运算能力测试指标也就有相应的两种。SPECint 是测试整点运算能力的指标，SPECfp 是测试浮点运算能力的指标。下面是 SPEC95 的测试指标，该指标是 SPEC 在 95

16、 年公布的标准：厂商 Alpha Intel SUN HP IBMCPU 类型 21264A P III UltraSparc II PA-8500 RS64-IIMHz 667 733 400 552 500SPECint95 40.1 35.9 18.3 41.4 24.1SPECfp95 83.6 35.5 30.1 58.8 29.1随着技术的发展和更新，SPEC 认为 SPEC95 指标对当今计算机的衡量已经不太适应，因此在 2000 年 3 月公布 CPU2000 的测试指标，该测试指标包含了几十个测试程序。在 CPU2000 的测试中，ALPHA 仍然保持了领先。具体的测试指标如

17、下：厂商 COMPAQ COMPAQ HP IBMCPU 类型 21264A 21264A PA-RISC Powerpc主频 833 667 552 500SPECint2000 540 433 379 234SPECfp2000 662 562 369 210从上述方面来看，ALPHA 具有业界最优秀的 CPU 设计能力，ALPHA 处理器强大的处理能力为 ALPHA 服务器优异的性能提供了坚实的基础。2. 系统总线服务器具有很快的 CPU，其处理能力有效地提高了。但由于 CPU 执行的指令和所要计算的数据都来自于内存。如果没有足够高速的速度进行内存数据的交换，则 CPU 会有很多时间由于

18、得不到数据而处于闲置状态，一方面造成了CPU 资源的浪费，另一方面又造成了系统的整体性能不高。众所周知，CPU 的处理能力在 10 年的时间内提高几百倍，对内存的带宽的需求能力也就比 10 年前大大地提高了。同时，在服务器的单个 CPU 处理能力不够满足需求的情况下，服务器供应商目前都是通过增加 CPU 个数来实现性能的提高。在 SMP 结构中，多个 CPU 共享相同的内存空间，其结构如图：在传统的 CPU 互连结构上，CPU 和内存之间通过系统总线进行互连。在此种方式下，由于所有的 CPU 共享总线，当任何一片 CPU 和任何一个内存端口进行数据交换时，会排他占用系统总线，而不允许其他 CP

19、U 和内存进行数据交换。这表示在任何时刻，只允许一路数据交换。随着 CPU 数目的增加，平均分到每个 CPU 的系统带宽就会随之减少。如图所示，假设系统带宽是 1GB，当服务器只配置一片 CPU 时，该 CPU 的带宽会是整个系统带宽，为 1GB；当增加一片 CPU 时，系统总带宽不变，但平均到每片 CPU 的带宽只有 500MB；当再增加一片 CPU 时，平均到每片 CPU 的带宽就会降低至 333MB；当增加至四片CPU 时，平均到每个 CPU 的带宽就降至 250MB。同时，CPU 之间占用总线的仲裁算法还会消耗资源，使带宽的实际利用率进一步降低。总线的这种特性阻碍了飞速发展的 CPU

20、处理能力的发挥，因此必须进行相应的技术革新，以消除系统总线带来的使系统整体处理能力降低的瓶颈。在这种情况下，先进的交换技术应运而生。同时，各 RISC 供应商都各自推出了自己的基于交换技术的服务器产品。不过，除了 COMPAQ 公司以外，其他公司仅仅在高端服务器上应用了“Crossbar”技术。 COMPAQ 公司在所有的四片 CPU 以下的服务器都提供了“Crossbar”技术。ALPHA 服务器采用的”Crossbar”技术保证了 CPU 和内存，或者内存和外部 I/O 之间可以同时进行多路的并行交换，同时具有很高的数据交换带宽。RISC 服务器的主要供应商的产品系统系统互连比较如下图：供

21、应商 COMPAQ HP IBM SUN机型 AlphaServer HP9000 RS6000 SPARC型号 DS10(1)DS20E(2)ES40(4)L1000(2)L2000(4)43P-xxx(14)F50(4),H50(4),H70(4),F80(6),H80(6)250(2),450(4)3500(8),4500(14)5500(14),6500(32)系统互连 交换 总线 总线 总线系统带宽 5.2GB 1.3GB 1.3GB(F50&H50&H70)1.6GBCPUMemoryCPUMem2GB(F80&H80)在高端系统的设计上，RISC 服务器供应商都提供了基于交换技术

22、的产品，如 IBM 的 M80 以上的产品，包括 M80、S7A 和 S80，HP 的 N4000、V 系列的服务器和 SUN 公司提供 E10000 都采用交换技术。但 COMPAQ 公司提供的高端服务器 AlphaServer GS 系列，包括 GS80、GS160 、GS320 等，都采用业界独一无二的二级交换技术，给系统提供了很高的系统带宽，同时 GS 系列的技术给服务器带来了前所未有的客户投资保护和系统扩展能力，是在任何其他供应商的产品中没有的。各 RISC 服务器高端产品的系统互连设计如下表：供应商 COMPAQ HP IBM SUN机型 AlphaServer HP9000 RS

23、6000 SPARC型号 GS80(8)GS160(16)GS320(32)V2500(32)V2600(32)M80(8)S7A(12)S80(24)E10000(64)系统互连 二级交换 交换 交换 交换系统带宽 GS80(35.2GB)GS160(70.4GB)GS320(140.8GB)V2500(15.36GB)V2600(15.36GB)M80(18GB)S80(43.2GB)12.8GB3. I/O 能力I/O 能力是目前计算机设计的一个主要方面。只有提供高的 I/O 带宽，消除了I/O 瓶颈，才能给内存和外设（包括硬盘、网络等）提供良好的接口和足够的带宽进行数据交换。否则 I/

24、O 如果成为瓶颈，就算 CPU 和内存的运行速度再快，也会由于网络或硬盘不能及时地与硬盘进行数据交换而导致系统的整体性能下降。在 I/O 的设计上，ALPHA 服务器采用的 NUMA 设计的高端服务器上，实现了 I/O 带宽堆叠的方式，随着系统服务器支持的的 CPU 和内存的增加，I/O 带宽随之增加，并且在所有同档次的产品中保持了领先地位。具体的指标比较如下：供应商 COMPAQ HP IBM SUN机型 AlphaServer HP9000 RS6000 SPARC型号 GS80(8)GS160(16)GS320(32)V2500(32)V2600(32)M80(8)S7A(12)S80(

25、24)E10000(64)系统互连 二级交换 交换 交换 交换I/O 带宽 GS80(3.2GB)GS160(6.4GB)GS320(12.8GB)V2500(1.9GB)V2600(1.9GB)M80(2GB)S80(4.8GB)3.2GB4. 存储网络随着 CPU 速度的加快，提高了系统的处理能力。为了保证系统在 SMP 多 CPU协作下具有最佳的性能， “Crossbar”技术有效地解决了 CPU 和内存之间的数据交换问题。同时，由于内存的数据都来源于外部存储，如硬盘、软盘和光盘等。而在关键性业务处理时，几乎所有的数据都来自于硬盘或者网络。所以，接下来应考虑的是内存和外部存储之间的数据交

26、换问题。如果内存与外部存储之间有瓶颈存储，就会影响到内存数据的读写，从而影响系统的整体性能。内存到硬盘之间的数据交换是通过 PCI 总线，从 PCI 总线上的存储接口卡再通过存储总线来完成。存储总线的协议在早期都采用 SCSI 协议。SCSI 是当今计算机应用的最广泛的存储协议。SCSI 在最初出现的时候为 SCSI-I，只有 5MB/S 的传输速率，传输距离为 6 米，能互连 8 个设备（包括适配器本身） 。随着技术的发展，从窄带发展到宽带，从低速发展到高速，到 Fast&Wide SCSI，已经可以支持 20MB/s 的传输速率。但随着速度的加快，并没有增加所支持的设备数目，同时传输距离反

27、而更短。所以差分（Differiential）技术的出现扩展了 SCSI 的传输距离，可传输 25 米，但对目前的用户要求来说，还是远远不够的。Ultra SCSI 技术的产生使支持的设备数目增加到16 个，同时使传输速率进一步提高到 40MB/s。在目前应用的 Ultra2 SCSI 的传输速率已经到了 80MB/S，但 SCSI 协议本身造成了其固有的缺点：a. 只能支持最多 16 个设备b. 传输距离只能到 25 米c. 传输速率为 80MB/Sd. 最重要的一点，SCSI 本身是一个共享总线的协议，随着设备数目的增加，其性能会不断下降为了克服上述问题，有两种主要的技术迅速地出现并推广使

28、用：光线通道仲裁环路（FC-AL）和串行存储结构（SSA ） 。光线通道仲裁环路(FC-AL)是 COMPAQ、HP 、SUN 等公司共同遵循的主机到共享磁盘的协议。该协议采用光线作为物理传输介质，整个网络的逻辑拓扑为环状，这和令牌环网类似。而其物理拓扑为星形，通过光线通道集线器进行设备互连。其优点如下：a. 由于采用光线，其传输质量可以得到良好的保证b. 可以达到 100MB/S 的传输速率c. 通过星形的物理结构，单条线路故障不会造成整个网络不能通信d. 比 SCSI 具有更多的设备支持，可支持到 127 个设备互连e. 比 SCSI 具有更远的距离支持，可支持到 500 米光线通道仲裁环

29、路提供了更好的设备数目支持，距离支持和性能支持，但它仍然存在弊病：a. 其支持的距离不够远b. 其支持的设备数目不够多c. 虽然具有物理故障隔离的功能，但不具备逻辑故障隔离的功能。当增加或者减少设备时，都要重新初始化环d. 由于它本身是一个共享的协议，决定了它在带宽上存在瓶颈。当设备增加得越多，每个设备分到的实际带宽就越少。串行存储结构（SSA）是 IBM 发明的一种存储技术。 SSA 结构和光线通道仲裁环路类似，也是一个环状的逻辑拓扑。只不过，光线通道仲裁环路的物理拓扑是星形，而 SSA 的物理拓扑也是环形。SSA 的节点是主机或者存储设备。SSA 闭合环上的主机可以通过环的两边访问到存储节

30、点。在一个环上可以同时并行两路的数据交换。而且，当 SSA 环中某条线路断开后，主机仍然可以从另外一边访问到设备，因此具有容错的能力。SSA 存储体系结构具有如下优点：a. 采用铜线作为传输介质b. 可以以两倍于 SCSI 的速度进行传输c. 采用环状的物理结构，通过双路访问到设备，单条线路故障不会影响数据的传输d. 比 SCSI 具有更多的设备支持，可支持到 127 个设备互连e. 比 SCSI 具有更远的距离支持，可支持到 500 米同光线通道交换技术类似，SSA 存储体系结构也具有相同的缺点：a. 其支持的距离不够远b. 其支持的设备数目不够多c. 由于它本身是一个共享的协议，决定了它在

31、带宽上存在瓶颈。当设备增加得越多，每个设备分到的实际带宽就越少。在今天数据存储日益重要的情况下，尤其在存储区域网（SAN）设计中，由于光线通道仲裁环路和 SSA 的这些扩展能力、带宽限制和距离短的局限性，都决定了其不适应存储区域网的设计。而 COMPAQ 提供的光线通道交换技术有效地解决了上述问题，为客户提供了一个高带宽、高扩展能力和支持更大距离传输能力的解决方案。交换式光线通道技术克服了传统的光线通道仲裁环路和串行存储结构的缺点，具有如下的优点：a. 采用光线作为传输介质，具有放干扰、误码率低的优点b. 可以实现 100MB/S 的端到端的数据传输，不会因节点的增加而损失性能，提供了很高的性

32、能c. 采用星形的物理和逻辑结构，可以通过多路同时访问到单个设备，单条线路故障不会影响数据的传输d. 比 SCSI 具有更多的设备支持，可支持大量设备互连。通过 WWID 进行设备标志，保证全球范围内没有重复。e. 可支持到 100 公里5. RAIDCOMPAQ 公司是全球最大的存储设备供应商。 1998 年所交付的 RAID 单元是全球市场份额的 28.3%，而第二名 IBM 占市场份额的 12.2%，第三名 DELL占市场份额的 10.3%。COMPAQ 占的市场份额比第二名与第三名的和还多。COMPAQ 的存储产品具有业界领先的技术优势。RAID 技术发明于Berkly，其意思为“廉价

33、的冗余磁盘阵列” （Redundant Array of Inexpensive Disk）或者是“独立的冗余磁盘阵列” （Redundant Array of Independent Disk） 。它的主要思想是通过将多个磁盘进行耦合，以提供磁盘的读写性能和实现磁盘数据的高可用性。由于 RAID 需要进行校验，其计算量较大，因此一般将 RAID的校验运算独立出来，由单独的 CPU 来处理。当服务器进行磁盘读写时，它仅将对磁盘的 I/O 命令发送到 RAID 控制器，余下的数据分段、校验计算和读写盘操作都在 RAID 控制器的控制下完成。这样，可以将主机的 CPU 从沉重的 I/O 负担中解放

34、出来，进行业务的运算，使服务器具有更高的业务处理能力。在所有的服务器提供商提供的 RAID 系统中，COMPAQ、IBM、HP 等都采用独立控制器的方式，而 SUN 的很多产品如A5000 系列都采用在服务器运行软件来实现 RAID，这样会加重主机的负担，影响主机的性能。以 IBM 的 SSA 磁盘阵列 7133、HP 的 FC60 和 SUN 最新为在 RAID 控制器上，COMPAQ 的每个控制器支持 512M 的 Cache，而 IBM、HP、SUN 等产商的控制器最大仅支持 256M 的 Cache。一般衡量 RAID 控制器的性能通过每秒支持的 I/O 数指标。COMPAQ 具有最好

35、的性能，每秒可以进行 24000 次 I/O；IBM的 SSA 阵列控制器可以支持 6000 次 I/O；HP 的光纤通过控制器可以支持 10000次 I/O。为了保证磁盘阵列的高可用性，COMPAQ 的控制器支持镜像 Cache。四、 成熟性当客户考虑系统服务器时，必须考虑到系统的成熟性。一个成熟的系统会给客户一个稳定的硬件平台，保证业务的稳定性和可靠性，同时也能保证系统性能的发挥。从计算机系统产生以来，已经经历了从 8 位到 16 位，从 16 位到 32位，从 32 位到 64 位系统过程。在这其中，每一次的转变都经历了无比艰辛。目前，在 CISC 系统平台全部都还是 32 位系统，而

36、RISC 系统基本上已经过渡到了64 位平台。除了 ALPHA 平台以外的其他平台都或多或少存在一些移植遗留问题：在所有的 RISC 平台上， ALPHA 服务器在 1994 年就实现了从硬件到软件的全 64 位。ALPHA 芯片和 ALPHA 上的操作系统本身就是针对 64 位进行设计，其 32 位系统是在 VAX 上，因此 ALPHA 系统上的硬件操作系统是全 64 位，在ALPHA 系统上没有 32 位问题。IBM 是在 1998 年 3 月推出的 AIX4.3.2 实现了操作系统的 64 位，该系统是其他产品中实现 64 位时兼容性最好的产品。AIX4.3.2 上的 32 位应用和 6

37、4 位应用都可以运行在新的 64 位操作系统上，不存在 32 位的兼容性问题。但 IBM 是以牺牲 64 性能代价换来的良好的兼容性，IBM 的操作系统的核心仍然是 32 位，其大部分设备驱动程序仍然是 32 位，其大部分应用也是 32 位，因此它能实现良好的 32 位的兼容性。SUN 在 64 位问题上也实现了较好的兼容性，SUN 在 1998 年 10 月推出的Solaris 8 实现了操作系统的 64 位，从而实现了从硬件到软件的全 64 位。SUN 在对 64 位应用问题上的看法是， “有 90%的应用可以简单的转移到 64 位平台上来，有 10%的应用在 32 位到 64 位的移植中

38、还存在问题” 。因此，SUN 在 64 位上还存在一些问题。HP 在 64 位问题上出现的问题较多。在 HP 的 HP-UX 推出 11 版时，由于其存在 32 位的兼容性问题，因此保留了两个版本的操作系统在一个平台上运行，如 K 系列、D 系列的机型上。如果用户的应用是 32 位，可以选择 HP-UX 10，如果是 64 位或者新开发，可以选择 HP-UX 11。直到 HP 推出新的机型，如N4000 或者 L 系列机型，HP 才不支持 HP-UX 10，但这导致了很多老的应用不能运行在新的机型上，或者运行效果不好。因此，HP 还存在一定的 32 兼容性问题。从上述情况来看，ALPHA 是最

39、成熟的全 64 位系统，具有 64 位的良好的性能和成熟性。五、 投资保护和扩展能力关键性业务的投资对客户来说，是一笔很大的投资。随着企业的发展和整个社会经济形势的发展，业务需求不断增长，导致了关键业务的处理能力需求不断增长。为了保证客户购买的系统在业务处理需求不断增长的今天，不会在短期内就被淘汰，不会因业务需求的增长而使客户更换系统而浪费大量的资金，保护客户投资成为客户的一个重要要求。保护客户投资不仅仅要求厂商提供的服务器对将来具有投资保护的能力，而且对现在也要有良好的投资保护能力。换句话说，要求厂商提供的产品能做到，“在现在花最少的钱买到服务器，在业务发展到一定规模，系统仍然有很好的扩展能

40、力。 ”投资保护在一定程度上要通过扩展能力来体现，系统的扩展能力越强，投资保护能力越强。在保护客户投资的角度，COMPAQ 的 ALPHA 服务器提供了前所未有的投资保护，是其它产品无法比拟的。COMPAQ 设计生产的 ALPHA 服务器，如 ES40、GS 系列等服务器都具有很好的投资保护。在 COMPAQ 设计的 ES40 服务器，采用了带宽为 5.2GB 的全交换的背板设计，为系统提供了足够的升级扩展的空间。随着主频更高、设计更先进的 ALPHA 处理器的推出，ES40 的整个体系结构仍然能满足需求，给客户提供了很大的升级和扩展空间。ES40 可以有两中型号：MODEL 1 和 MODE

41、L 2，它们具有不同的内存和 I/O 的扩展能力。MODEL 1 支持 16GB 内存和 6 个PCI 插槽，随着用户的需求的增长，可以将它升级为 MODEL 2，可以支持 32GB内存和 10 个 PCI 插槽。存储空间也可以根据不同的模型从 9GB 一直扩展到TB。在 ES40 的设计上，可以从 CPU、内存、I/O、硬盘等各方面进行升级和扩展，给客户提供了全面的升级扩展能力和投资保护。在 ALPHA 服务器的高端系统 GS 系列服务器上，采用了业界领先的二级交换技术。在 GS 系列服务器的设计中，QBB 作为系统的基本组成单位。由 CPU模块、内存模块、I/O 模块、电源控制模块等许多通

42、用的模块构成了 QBB。每个 QBB 可以是一个全交换的系统，提供四个 CPU 端口、四个内存端口、一个 I/O 端口和两个系统互连端口，每个端口提供 1.6GB/S 的带宽。这样一个QBB 可以支持四路并行数据交换，提供 6.4GB 的内存带宽，1.6GB 的 I/O 带宽，支持 32GB 的内存和 28 个 PCI 插槽。将许多个 QBB 进行组合就可以构成不同处理能力的服务器。如，将两个QBB 进行直接互连构成 GS80，可以支持 8 个 CPU，64GB 内存和 56 个 PCI 插槽。如果将两个 QBB 连接到二级交换机上，就构成了 GS160 的 MODEL 8；将四个 QBB 用

43、二级交换机进行互连，就构成了 GS160 MODEL 16；将八个 QBB 用二级交换机进行互连，就构成 GS320。整个服务器可以从 1 个 CPU 无缝扩展到32 个 CPU。在 GS 系列服务器的设计上，给客户预留了很大的扩展空间，具有最优秀的投资保护和升级扩展能力。客户可以从最小的服务器开始购买，等到业务增加到小服务器不能满足需要时，可以通过增加 QBB 来提供更好的扩展能力，在保护原有投资的情况下给客户一个很好的扩展空间。同时，由于在 QBB 之间可以支持不同主频的 CPU（每个 QBB 内部的四个 CPU 必须完全相同） ，可以使客户在进行升级扩展时可以将最新的 CPU 整合到旧系统中，使服务器的升级能力突破了其它厂商仍然采用的 SMP 技术的限制，提供了业界最优秀的投资保护。在单台服务器的处理能力不能满足业务要求的情况下，可以通过集群并行处理进一步提升系统的性能。系统的这种并行能力一方面可以提高服务器性能的利用率，保护投资。另一方面，通过并行处理可以保证在单机系统不能满足业务处理要求的情况下通过多机并行处理业务，延长了服务器的生命周期，从另一个角度保护客户投资。