小型机和PC服务器到底有什么区别？(摘自走入小型机世界-orian）

小型机和PC服务器到底有什么区别？

从各种性能测评指标到单一CPU的处理能力，小型机似乎并不占优势，那么它昂贵的原因何在？
我们可以从性能、可靠性、扩展能力这几个比较有特点的方面来分析。

如果是单一CPU，PC服务器所用的Intel Xeon或者AMD Opteron并不比小型机所使用的CPU性能差。但是在PC服务器上发布的操作系统最多支持16颗CPU（最新的一些操作系统也可以支持更多的CPU，甚至于UNIX达到相同的支持度，例如Windows 2003 Data Center 64bit版，这开始给UNIX服务器越来越大的压力）

与此对比，在小型机上，一台机器集成的CPU总数已经达到了几十到几百颗。目前，IBM p595配合AIX6.1操作系统可以支持64颗POWER6 5GHz CPU(支持128颗CPU的P595也即将发布）；HP的Superdome使用PA-8900或Intel Itanium 2芯片更可以支持128颗 CPU；Sun 的M9000使用SPARC 64 VI 芯片也可以支持128个CPU（内核）。这种超级的并行处理能力把PC服务器及Windows操作系统远远抛在后面了。（Windows 2003 Datacenter 64 bit版也可以支持高达64个CPU了）尽管当CPU增加后，处理能力不能完全实现线性增长，但毋庸置疑，80个CPU比8个CPU总要快得多（在相近主频和制造工艺、技术的情况下）

不仅仅是硬件处理能力，操作系统自身的管理能力很重要，能够将数十个CPU充分调动起来，发挥每颗CPU的能力，本身就需要非常复杂的技术。另外，操作系统还要对一些内存的进程进行管理，如果某个进程有问题（例如死循环），可能会把系统的资源耗尽。UNIX在设计之初就是为了更好地协调多用户、多进程之间调度而设计的，通常可以更好的控制这些耗资源的进程，在各个进程之间合理地分配CPU处理能力。最后，UNIX一般也不提供很复杂的多媒体、图形界面，而这些绚丽的用户界面确是CPU和内存消耗的大户。

由于以上原因，在低端市场，小型机完全处于劣势，但是到了高端，形势开始逆转，只有小型机才能负担得起繁重的处理任务（当然还有Mainframe大型机）。

处理能力强不仅仅靠CPU，CPU仅代表计算能力，CPU还需要IO支持，如果机器不能及时接受请求，计算完成后无法返回结果、不能保存，计算能力再强也无用武之地，或只能用于特定的计算领域。一般小型机体系设计最多都可以支持一百个以上的IO通道卡，可以提供足够的带宽将处理结果从网络发送出去或者保存到磁盘，同时还能够接受新任务。几乎没有哪个PC插了10块以上的IO卡，当业务量大的时候，及时CPU忙得开，IO也处理不来。

并不是随随便便就可以增加处理卡数量的，IO控制器，总线带宽制约了可以插接的IO卡、内存和CPU的数量。因此小型机往往采用特殊的技术，来实现近乎疯狂的扩展能力。与之对比，PC和PC服务器则更多的考虑兼容性的问题，可以插接各种第三方的接口卡，看重种类而不是数量，因此在接口上就不能采用很特殊的技术，要大众化，要兼容，性能自然大打折扣。这些兼容卡也是的硬件设备和操作系统更难以保证稳定可靠。通常小型机的接口卡种类也不算少，但与PC相比，则几乎都是各自生产自己的接口卡（或者oem某些知名厂商产品），经过整体长时间测试后才能出厂，因此可靠性比较好。PC则不然，采用大家遵守同一标准的设计、生产方式生产，各自测试自己的稳定性，互联测试也以兼容性和性能为主，稳定性只要不太差，都可以接受。因此难免Windows经常蓝屏，硬件死机（为了减少这种情况，建议只是用原厂的板卡）。

由于小型机性能，可靠性和扩展能力的原因，更多地被用在一些要求苛刻的商业环境里，例如银行、通信的计费、账务部门，生产流水线控制。在这些领域，要求7*24小时连续运行，单机达到全年99.9%以上的可用性（全年累计停机时间不超过50小时,包括计划内的检修和计划外的设备故障）双机达到99.99%（全年53分钟以内的业务中断时间）

小型机与PC服务器相比，有许多不同点，表1-1 简要对比了这些区别（IBM pSeries 小型机和xSeries PC服务器为例，并且对应指标选择的是同系列中最高的，可能无法在同一台服务器上实现）。

项目	IBM小型机	IBM PC服务器
CPU类型	IBM POWER 6	Intel Xeon,IA 64
CPU主频	5GHz	4.2GHz
CPU技术	DCM,MCM,SMP,NUMA	DCP,SMP
一级缓存	64K D,64K 1,同步	32K
二级缓存	4MB，160GB/s,core	1MB
三级缓存	32MB,45GB/s,core	无
最多CPU数	64(当前发布，设计支持512）	8-32
最大内存容量	2TB DDR1或256GB DDR2	64G DDR2
内存总线频率	266或533MHz	533MHz
内存访问技术	SMI 2	SMI 2
系统总线	GX Bus	无（前端总线）
系统总线带宽	72GB/s	6.4GB/s
IO总线	PCI-X	PCI-X
最多IO卡	240	20
热插拔能力	几乎所有部件	CPU等关键部件不能热插拔
分区	硬件分区（逻辑分区）	软件分区（VMWare/VirtualPC)
最多分区数	1024	N.A
分区粒度	0.1CPU	1-4CPU
分区方式	静态、动态、微分区	共享，软件分区
分区间负载调整	硬件及软件（Virtualzation Engine)	分区软件动态管理
硬件管理方式	单独HMC	本机控制台BIOS
操作系统	AIX,Linux	Windows，Linux,Solaris
操作系统核心	动态内核	静态内核
支持商业软件	各种大型商业应用软件	开始从小型机向下移植

IBM由于其市场策略，尚没有让pSeries小型机运行Windows的计划，也没有让AIX跑在x86/IA64架构的计划，预计一两年之后，IBM将完成四大系列中三大系列（p,i,z)的统一，无疑要考虑x系列的最终大统一问题，到时候会发生什么我们只能拭目以待。在IBM小型机最新的操作系统AIXV6.1上提供了AVE(Advanced Virtualization Enviroment)功能，将可以直接运行x86 Linux程序，这似乎透露了一点信息：IBM不会给Windows在小型机上留有一线生机，但对Linux却网开一面。

32 bit
Intel x86----------------------------------------------------------->
AMD X86----------------------------------------------------------->

64 bit
      Intel Itanimum------------------------------------------------>
            AMD Opteron--------------------------------------------->
                            Intel x86-64---------------------------->
IBM POWER----------------------------------------------------------->
HP PA-RISC------------------------------->(2007)
Sun UltralSPARC--------------------------------------- (Fujitsu)---->

IBM                   HP                  DELL                     SUN
      IBM POWER         Intel Itanimum    Intel Itanium      Sun UltraSPARC
高端   Intel Itanimum       HP PA-RISC                           Fujitsu SPARC

中端   IBM POWER         Intel Itanium       Intel Itanium     Sun UltraSPARC
       Intel Itanimum       HP PA-RISC
                               AMD Opteron

低端   IBM POWER         Intel Itanium      Intel Itanium      Sun Ultra SPARC
        Intel x86-64       Intel X86-64       Intel x86-64      AMD Opteron
        Intel Itanimum     AMD Opteron
        AMD Opteron         HP PA-RISC

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