解析小型机、大型机和x86服务器间的差别

更新时间:2024-11-15 14:22:11 阅读: 评论:0


2022年8月1日发
(作者:空气污染治理措施)

解析小型机、大型机和x86服务器间的差别

小型机(minicomputerormidrangecomputer)是一个已过时的术语,用来指一类界于大型

主机(mainframe)和微型计算机(microcomputer)之间的计算机产品,它是60年代由DEC(数

字设备公司)公司首先开发的一类高性能计算产品。

UIX服务器具有区别于X86服务器和大型主机的特有体系结构,基本上,各厂家UIX

服务器使用自家的UIX版本和处理器。比如IBM公司采用Power处理器和AIX操作系统,

Sun、Fujitsu(富士通)公司采用SPARC处理器架构和Solaris操作系统,HP采用PA-RISC

架构(现在转向于安腾处理器)和HP-UX操作系统;过去的Compaq公司(已经被并入HP)

处理器架构采用Alpha。使用小型机的用户一般是看中Unix操作系统的安全性、可靠性和

专用服务器的高速运算能力。

早期的小型机通常有各制造厂自己的专利技术,使用专用的指令系统和操作系统。不过,

自80年代UIX操作系统兴起后,一些面临危机的小型机改用了UIX系统。

小型机

中国业内习惯上说的小型机,是指一种UIX服务器,是在服务器市场中处于中高端位

置。小型机是指运行原理类似于PC(个人电脑)和服务器,但性能及用途又与它们截然不

同的一种高性能计算机,它是70年代由DCE(数字设备公司)公司首先开发的一种高性能

计算产品。小型机通常采用8-32颗处理器,性能和价格介于PC服务器和大型主机之间,

高性能64位计算机。一般而言,小型机具有高运算处理能力、高可靠性、高服务性、高可

用性等

小型机具有区别PC及其服务器的特有体系结构,还有各制造厂自己的专利技术,有的

还采用小型机专用处理器,比如美国Sun、日本Fujitsu(富士通)等公司的小型机是基于

SPARC处理器架构,而美国HP公司的则是基于PA-RISC架构;Compaq公司是Alpha架

构。另外I/O总线也不相同,Fujitsu是PCI,Sun是SBUS,等等。这就意味着各公司小型

机机器上的插卡,如网卡、显示卡、SCSI卡等可能也是专用的。此外,小型机使用的操作

系统一般是基于Unix的,像Sun、Fujitsu是用SunSolaris,HP是用HP-Unix,IBM是AIX。

所以小型机是封闭专用的计算机系统。使用小型机的用户一般是看中Unix操作系统的安全

性、可靠性和专用服务器的高速运算能力。

一些历史上著名的小型机系列:IBM:AS/400DCE:PDP7、PDP11、VAX等。

现在生产小型机的厂商主要有IBM和HP及浪潮、曙光等。IBM典型机器有

RS/6000、

AS/400等。它们的主要特在于年宕机时间只有几小时,所以又统称为z系列(zero零)。

AS/400主要应用在银行和制造业,还有用于Domino,主要的技术在于TIMI(技术独立机

器界面),单级存储,有了TIMI技术可以做到硬件与软件相互独立。RS/6000比较常见,用

于科学计算和事务处理等。

小型机的四大特

第一,高运算处理能力(HighPerformance)

1、采用8-32颗处理器,实现多CPU协同处理功能;

2、配置超过32GB的海量内存容量;

3、系统设计有专用高速I/O通道。

第二,高可靠性(Reliability)

1、延续了大型机、中型机的高标准的系统与部件设计技术;

2、采用高稳定性的UIX类操作系统。

第三,高服务性(Serviceability)

能够实时在线诊断,精确定位出根本问题所在,做到准确无误的快速修复。

第四,高可用性(Availability)

多冗余体系结构设计是小型机的主要特征,如冗余电源系统、冗余I/O系统、散热系统

等。

小型机的特殊架构

小型机具有区别PC及其服务器的特有体系结构,还有各制造厂自己的专利技术,有的

还采用小型机专用处理器,比如美国Sun、日本Fujitsu(富士通)等公司的小型机是基于

SPARC处理器架构,而美国HP公司的则是基于PA-RISC架构;Compaq公司是Alpha架

构。另外I/O总线也不相同,Fujitsu是PCI,Sun是SBUS,等等。

这就意味着各公司小型机机器上的插卡,如网卡、显示卡、SCSI卡等可能也是专用的。

此外,小型机使用的操作系统一般是基于Unix的,像Sun、Fujitsu是用SunSolaris,HP是

用HP-Unix,IBM是AIX。所以小型机是封闭专用的计算机系统。使用小型机的用户一般

是看中Unix操作系统的安全性、可靠性和专用服务器的高速运算能力。

现在生产小型机的厂商主要有IBM和HP及浪潮、曙光等。IBM典型机器有RS/6000、

AS/400等。它们的主要特在于年宕机时间只有几小时,所以又统称为z系列(zero零)。

AS/400主要应用在银行和制造业,还有用于Domino,主要的技术在于TIMI(技术独立机

器界面),单级存储,有了TIMI技术可以做到硬件与软件相互独立。RS/6000比较常见,用

于科学计算和事务处理等。

但是,小型机不等于RISC服务器!

以往,人们往往把基于RISC架构专用处理器,采用UIX类操作系统的计算机与小型

机的概念等同起来。然而,随着AMD、英特尔等CPU厂商采用64位、多路SMP设计、多

核、集成内存控制器等先进技术,X86架构处理器从技术性能和市场接受度上都已经开始颠

覆RISC处理器厂商在小型机领域的垄断地位;另一方面,随着LIUX类操作系统的日趋

成熟和广泛应用,也进一步加速了以封闭专用著称的UIX操作系统的消亡。今天,一种基

于X86多核处理器,同时支持UIX和LIUX类操作系统,更具开放、标准特性的新型小

型机已经出现,在敲响传统RISC小型机丧钟的同时,给广大企业级用户送来了新时代的福

音。

小型机的发展趋势

趋势一:RISC处理器走弱,X86处理器走强。

随着64位、多核CPU、多路SMP设计、集成内存控制器等创新技术的引入,基于X86

架构处理器的系统性能越来越强大,对基于RISC处理器的服务器构成了极大威胁。从全球

高性能计算机TOP500排行榜来看,AMD、Intel处理器从2001年11月份的4%上升到了

2005年11月的77.6%,而RISC等专用处理器则从96%下降到了22.4%。

趋势二:UIX操作系统走弱,LIUX操作系统走强

一方面,UIX操作系统面临标准不统一带来的封闭性、投资昂贵的高成本性以及各

UIX厂商发展策略不明朗带来的不确定性等三大困境;另一方面,随着LIUX操作系统

的日趋成熟,其性能已经和UIX操作系统相当,并大量侵蚀了UIX的固有阵地。从全球

高性能计算机TOP500排行榜来看,Linux从2001年11月份的7.8%上升到了2005年11

月的74.2%;相反,而UIX则从88.6%下降到了20%。

趋势三:小型机产业生态系统朝开放化、标准化发展

开放化、标准化一直是全球IT产业发展的规律之一,它能带来更高的性价比、更出

的扩展性、更优秀的兼容性和更多的投资回报。正是这一规律在催使包括CPU、操作系统、

整机、应用软件厂商以及用户在内的整个小型机生态系统从封闭走向开放。众多SI和软件

开发商推出了越来越多的基于Linux或Windows的应用软件或解决方案,如原本在UIX

下应用的Oracle、Sybase等企业级数据库软件已经在LIUX下实现了成功的应用,并得到

了时间的检验。越来越多传统RISC小型机的用户开始向迁移系统,摆脱封闭带来的桎梏。

趋势四:迁移是一种趋势

IDC调研结果显示,从2001以来,全球Unix服务器市场的出货量和销售额均在不断缩

减,在2001年整个服务器市场470亿美元的销售额中,Unix服务器占了210亿美元;而2004

年Unix则只有162亿美元,平均每年的衰退比率超过了5%。预计到2008年,X86服务器

将不光是在销量上远远领先于非工业标准服务器,甚至在销售额方面也将实现赶超。

小型机与PC服务器的区别

在英文里这两位都叫server(服务器),小型机是国内的习惯称呼。PC服务器则主要指

基于Intel处理器的x86架构,是一个通用开放的系统。而不同品牌的小型机架构大不相同,

使用RISC、MIPS处理器,像美国Sun、日本Fujitsu等公司的小型机是基于SPARC处理器

架构,而美国HP公司的则是基于PA-RISC架构,Compaq公司是ALPHA架构,IBM和

SGI等的也都各不相同;I/O总线也不相同,Fujitsu是PCI,Sun是SBUS,等等,这就意

味着各公司小型机机器上的插卡,如网卡、显示卡、SCSI卡等可能也是专用的;操作系统

一般是基于UIX的,像Sun、Fujitsu是用SunSolaris,HP是用HP-UIX,IBM是AIX

等等,所以小型机是封闭专用的计算机系统。使用小型机的用户一般是看中UIX操作系统

的安全性、可靠性和专用服务器的高速运算能力,虽然小型机的价格是PC服务器的好几倍。

PC服务器一般用的操作系统是安全性、可靠性稍差的Windows。目前造成Windows口

碑不佳的原因其实多少也在于大家对Microsoft的偏见,其实Windows安全性、可靠性和运

算速度并不差。

目前在服务器操作系统市场上的Windows市场占有率大,而且Windows在操作界面的

易用性、通用性、易开发性、大量的应用软件支持上有绝对的优势;另外,pc服务器还可

以支持现在流行的

Linux、SCOUIX、Solarisforx86等UIX操作系统,对于文件和打印

服务器ovelletware操作系统也是一个不错的选择。

相对而言,PC服务器具有较高的性能价格比,通用性是其最大的一个优点,会使用PC

机就可以很容易地使用PC服务器,它的硬件结构与pc机差不多,用户心里有底;它的操

作系统一般是Windows,而且应用软件也更丰富。另外,价格便宜也是pc服务器的优势,

价位处于pc机与昂贵的小型机之间,具有最佳的性能价格比。

大型机的特

大型机对于普通电脑使用者而言,了解得都不多,很多人可能还没听说过。毕竟我们在

日常生活中使用的电脑,绝大部分都是微型计算机。

大型机(Mainframe)的功能、价格以及性能上都在小型机和微型计算机之上,是一种

用于大规模计算的计算机系统,由于早期产品体积庞大因而被称为大型机。

1964年IBM公司花费50亿美金开发出了IBMSYSTEM/360大型机,开始了大型机的

历史。大型机通常采用集中式体系架构,这种架构的优势之一是其出的I/O处理能力,因

而最适合处理大规模事务数据。大型机不单纯用来进行传统的海量数据处理和财务事务处

理。在一些场合,它可作为企业的中心架构,用来提高安全性,可用性和可管理性。大型机

也可用来安装多个操作系统,可以运行所有的主流的软件包。

大型机通常用于政府、银行、交通、保险公司和大型制造企业。特点是处理数据能力强

大、稳定性和安全性又非常高。system/360开始的一系列的IBM计算机是大型机的典型代

表,而IBM也是全世界最大的大型机制造商。目前生产大型机的企业主要有两家:IBM和

UISYS。IBM大型机是其z系列服务器。顺便说下,Sun和HP不生产大型机,但它们生

产性能和用途类似于IBM大型机的高端Unix服务器。

IBM小型机特性简介

提及IBM小型机,我们不得不说到IBMeLiza(蜥蜴)计划以及IBM的小型机的RAS

特性。

eLiza的称呼最早起源于六十年代中期IBM的一个计划,即采用人工智能技术设计一种

实现人和计算机之间通讯的程序。在九十年代,IBM设计的深蓝超级计算机战胜了国际象

棋大师卡斯帕罗夫,其综合处理能力可比喻于一个蜥蜴(lizard)所具有的功力,即具有预

测防范、处理判断以及自我愈合再生能力。

在当今的IT世界,众多企业都无情地面对一个巨大挑战:为了构成一个强大的灵活自

如的电子商务运做环境,需要使用大量的服务器、网络设备、复杂的应用软件等,这些设备

所涉及的IT技术在发生着日新月异的变化,企业严重缺乏有经验的工程师来维护和管理整

个软硬件系统。

IBM公司综合自己多年的IT经验,应运而生的提出了eLiza计划,并给它赋予了具有

前瞻性的重要内容:即现代企业要想处于不败的竞争地位,其电子商务环境所使用的软硬件

系统应具备下列四项原则:

1、自我配置能力:系统可以动态自我配置有关资源。

2、自我保护能力:系统有能力保护自己,不受到非法访问和攻击。

3、自我愈合能力:系统能够自动预测错误、避免错误、修复错误、取代有关错误部件。

4、自我优化能力:系统能够自动监视和管理有关资源,将系统性能调整到最佳状态。

为了达到以上目标,系统还需具备以下七个要素:

1、负载管理(WorkloadManagement)

2、安全机制(Security)

3、集技术(Clustering)

4、虚拟主机托管(VirtualServerHosting)

5、端到端的自动控制(End-to-EndAutomation)

6、灾难恢复机制(DisasterRecovery)

7、端到端的系统管理(End-to-EndSystemsManagement)

下面,编者以IBMp690服务器为例,介绍其RAS特性。

1、自动首次错误数据捕获和诊断错误隔离能力

2、自治愈内部POWER4处理器组冗余

3、业界第一的PCI总线奇偶错误恢复

4、避免检查中止的不可收集错误处理

5、动态错误恢复:错误检查和纠正(ECC)或在主存上的等价保护,所有一、二、和

三级缓存和内部处理器组

6、连续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纠正功能

8、+1的冗余电源,双电源线,和对电源及风扇的在线维护

9、针对处理器、缓存、内存、I/O和DASD的预计性错误分析

10、基于运行时错误来决定是否分离处理器运行和启动(动态处理器离线和永久处理器

离线)

11、缓存和主存的离线技术

12、通过选择高品质的部件最大限度的减少故障

13、针对电源、风扇和I/O子系统的基于首次故障数据捕获技术的并行、运行间检测技

术。

大数据大集中大格局IBM大型机显身手

ELS(LinuxonSystemz)即运行Linux操作系统及相应软件和服务的大型机。性能方

面,ELS拥有SystemZ系列大型机高吞量和大型数据库处理的性能优势,因此一台ELS的

性能相当于1000台x86服务器,并且支持对各种IT资源和工作负载的全面整合。

“这几年来,IBM大型机装机量持续增长,2011年更是超过了20%的增长率。更重要

的是,大型机凭借独特的优势,正在为医疗、交通、教育、社会保障等各个民生行业的信息

化建设提供鼎力支撑。”近日,在“2012IBMELS超凡体验之旅”客户及合作伙伴大会上,

IBM系统与科技部大中华区主机产品部总经理施东峰如此说道。

而民生信息化的独特需求,总结起来就是九个字:“大数据、大集中、大格局”.以南京

正在进行的“智慧的交通”项目为例,庞大的城市交通网络需要1000路高清视频接入与存

储,还有200路高清视频的转发,因此,仅视频存储一项就相当于南京过去十年的数据总量,

同时也涉及到海量硬件设备的统一管理。而且,南京还要将“智慧的交通”与公安、政务等

其他公共行业信息化系统进行整合,筹建“智慧的南京”。

又例如,易联众所努力打造的“民生服务云”,以社会保障卡作为身份识别和金融支付

的载体,为城乡居民、政府部门、社会服务机构、定点医疗机构、企事业单位、技工院校等

对象提供优质、高效、便捷的专业服务。服务的背后,涉及到多个异构平台的整合与海量数

据的管理,项目的复杂度可想而知。

“这正是IBM大型机显身手的时候,尤其我们的ELS更是适合民生客户。”施东峰说。

ELS(LinuxonSystemz)即运行Linux操作系统及相应软件和服务的大型机。性能方

面,ELS拥有SystemZ系列大型机高吞量和大型数据库处理的性能优势,因此一台ELS的

性能相当于1000台x86服务器,并且支持对各种IT资源和工作负载的全面整合。此外,

ELS的开放性和安全性也是其他平台难以比拟的:ELS支持所有工业标准和多种编程环境,

以及数千种软件;安全方面,ELS获得了EAL5级安全认证,至今无病毒和入侵记录。实际

上,智慧南京项目、易联众‘民生服务云’最后都选择了ELS.

南京市信息中心副主任童隆俊谈到了他们的使用感受,他说:“IBMELS集安全可靠、

高扩展性、稳定性、高I/O处理能力等优势于一身,托起了南京‘智慧交通’这样一个庞杂

系统。让我们体会至深的是它的异构整合能力,完全解决了原有数据中心多个孤岛问题,完

全实现了不同平台、不同操作系统的业务应用整合,为我们提供了完整的交付能力和解决方

案。”

大型机在民生领域的巨大发展空间也引起了ISV的强烈兴趣。截止到2011年11月,超

过20家合作伙伴先后把应用迁移到主机平台上,并成为zISV俱乐部的正式成员,其业务

范围覆盖银行、医疗、政府、教育、社保、电信等20多个子行业。施东峰表示,2012年,

IBM会持续加强与众多ISV和合作伙伴的合作,对合作伙伴提供培训课程、软硬件技术支

持、市场合作等全方位服务,积极发挥ISV应用开发实力,从而帮助客户更好地将大型机

价值应用于民生领域,推动更多基于LinuxonSystemz的民生相关应用开发和实践。

今天,低成本、分布式计算大行其道,类似“大型机生存空间越来越狭窄”、“大型机式

微”之类的言论时有耳闻。然而,从一个个案例和一组组统计数据来看,大型机不仅在许多

用户那里有着无法被撼动的地位,更是从银行等传统行业走向了各行各业。


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