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　　【PConline 资讯】联想收购IBM x86服务器业务，引发了我们对于高端x86服务器市场中推出时间最早、市场占有率最高的IBM 企业级X架构平台(简称eX架构)历史的兴趣——以史为镜，可以知兴替——我们也将借此来思考高端x86服务器应用的发展史与趋势。

　　相同的处理器与同质化的平台，必然“搭配”出一般化的产品，完全不能满足要求更高、业务负载更重要的高端用户。

　　因此，服务器厂商中具有强大技术实力者针对需要差异化、高端化产品的用户，设计了独特的服务器平台，为企业用户提供更高性能、更高扩展性以及更好的RAS特性。>>

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IBM X-架构的诞生

　　IBM eX架构，即企业级X架构(EXA，Enterprise X Architecture)，是IBM推出的、专门为英特尔至强处理器(Xeon MP)而开发的服务器平台。

　　IBM于1998年提出并于1999年3月在美国纽约宣布推出了极具创造性的“X架构”，当时该架构被预测将在未来5年内将IBM基于工业标准的Netfinity服务器的处理性能提升到可与大型服务器系统相媲美的地步，从而使IBM的Netfinity服务器成为真正适合现在和未来需求的企业级服务器平台——“X架构”由此诞生。

　　“X架构”，英文是“X-Architecture”，它是IBM的交叉服务器战略，将中、大型服务器，包括AS/400、RS/6000、S/390上面的一系列领先技术(光通道、远程联接诊断、超级并行交换开关、热插拔和热添加)系统地移植到工业标准服务器上，系统吸收IBM在高可靠企业计算系统方面的技术精华。这种移植战略为IBM的工业标准服务器提供了更优秀的功能，而且不必重新创造新的技术和方法。使用在IBM中大型服务器中业经证明的功能，将能够为复杂的IT环境缩短开发周期，减少开发费用，提高互操作性。

　　这套核心技术帮助Netfinity于98年在基于Intel处理器的服务器中赢得了令人瞩目的23项基准测试的记录，99年获得42项排名第一的基准测试记录，在2000年的基准测试中也荣膺第一的佳绩。

　　2001年4月，IBM举行了IBM eServer x系列服务器品牌发布会。脱胎于名震江湖的属于工业标准服务器Netfinity的IBM eServer x系列，它的得名即来自于造就Netfinity辉煌一生的“X架构”。

　　在品牌诞生的两年间，IBM eServer x系列在同类产品的角逐中占尽优势，无人能望其项背。回首IBM eServer x系列成长的两年，踏实、稳重，精彩不断：其中，脱胎于“X架构”的“企业级X架构”的诞生再次成为IBM eServer x系列历史上的里程碑。

　　第一代eX架构推出时的重点就是将高端x86服务器扩展到八路甚至是十六路，并基于“Xpand On Demand(模块化设计，按需扩展)”的设计思路，实现企业用户在x86服务器上按需增长的迫切需求。

　　两年之后，人们意识到，要想支撑重新成为主流的、规模化的大型企业业务，x86服务器需要在性能和可靠性方面都进行极大的提升。>>

第一代企业级X-架构

　　2001年推出的代号为“Summit”的芯片组，是第一代“企业级X-架构”的核心，也是“X-架构”技术进化发展的重要一步。

XA

　　突破创新的设计通过一套由IBM自行研制的新型核心芯片组——XA-32/64位芯片组，赋予了服务器整套全新的企业级功能。XA芯片组经由IBM大型机事业部历时三年，耗资2000多万美金开发完成。它集成了IBM对Intel处理器的服务器所有设想，也是第一个32位64位混合的芯片组，可以根据发展和用户需要升级。

　　通过一组IBM芯片和Intel处理器的配合使用，XA芯片组可以提高服务器的性能和扩展能力，即将多个处理器连在一起创建更大系统的能力；另外，它集成了IBM大型机技术，如铜芯片技术和绝缘硅技术等，这为基于Intel芯片的服务器增添了类似大型机的特性。 “企业级X-架构”利用在大型机与超级计算机实验室所采用的技术，极大地提高工业标准服务器的I/O、内存和系统性能。

　　同时它建立了 “按成长所需付费”(pay-as-you-grow)的方式，实现系统从4路到8路、12路、16路的按需扩展能力，与其所具备的活动内存、远程I/O和4级缓存加速功能一起，为客户提供了顶级的系统可用性、系统的灵活性和高性能。

IBM eServer x440

　　可以看到，伴随“企业级X-架构”一步步的发展，工业标准服务器也不再是“低端服务器”的代名词——它已经迈入了企业关键应用的领域。

　　2002年3月，业界第一家采用Intel至强MP处理器的IBM eServer x440和x360诞生，意味着采用IBM公司最先进的铜芯片技术、应用 “企业级X架构”的产品正式推向市场。>>

第二代企业级X-架构

　　2003年6月，IBM推出了第二代企业级X-架构芯片组，支持Intel 2.8GHz的第二代Xeon MP处理器。

　　新一代的企业级X-架构主要有以下几方面的改进：采用了配合新至强处理器的XA-32第二代芯片组，该芯片组支持CPU的Xpand-On-Demand按需扩展，最高可到32路；内存不仅支持热插拔，还支持热添加；四级缓存提升到64MB；对远程I/O的支持也更加增强，而且在第二代企业级X-架构中还增加了铜诊断技术。

　　第二代“企业级X架构”中的铜诊断技术，添加了服务器的自动计算能力，可以提高使用方便性并消除单点故障：它内置在 BIOS中，不需要操作系统支持;在重启动之前就可以自动探测并报告多底盘配置下电缆是否正确安装，从而能够优化性能;在电缆被拉出或者电缆出现故障的情况下，可由其它电缆来接管故障电缆的功能，无需重启动就可以将所有流量转移到其它电缆上，从而消除了单点故障。

　　以往当用户需要将2路服务器升级为4路时，他们将不能继续使用Intel至强DP 处理器而需要全部改换为Intel至强MP处理器。XA-32™第二代芯片组则改变了这一切。第二代“企业级X架构”提供了业界独有的可扩展能力。它可以在4路服务器上继续使用Intel至强DP 处理器，充分利用更高的时钟频率，进行需要大量消耗CPU资源的应用。如果用户升级到Intel至强MP处理器，就可以获得从 4 路扩展到16 路的能力，实现更佳的投资保护。

　　第二代的企业级X架构将每4路CPU系统的总线四级缓存从32MB升级至64MB。在高I/O强度的计算环境下，设置在总线上的四级缓存极大缓解了I/O设备和CPU争夺内存的矛盾。提高性能多达20%。缓存越大越快，CPU要访问的数据就越有可能从缓存中得到。内存则可更多地为I/O设备服务。同时，总线四级缓存也优化了内存性能。大量的4级缓存和更快的前端总线减少了内存延迟。

　　第二代的企业级X架构在Active Memory技术上增加了热交换和热添加内存能力。与微软最新操作系统Windows Server 2003的紧密配合，在IA服务器平台上首次实现了无需重启自检，即可识别新添加内存的能力。

　　因此，第二代eX架构除了继续保持出色的级联能力，更重要的是引入内存热交换技术，支持包括热插拔和热添加内存的3级内存保护(ChipKill内存、Memory Protexion、内存镜像)，为当时逐步兴起的SAP、Oracle、DB2和SAS核心数据库平台应用提供了坚实的基础。>>

第三代企业级X-架构

　　紧接着，高端x86服务器在尝试进入交易密集型计算环境的时候，延迟表现和I/O能力却成为了新的问题。于是在第三代eX架构中，eX架构平台加入了轮询过滤缓冲(Snoop Filter)的设计，大大降低了多路处理器间因要进行数据轮询所增加的延迟;引入了Active PCI-X 2.0，提高了服务器的I/O表现。

　　2005年3月，在经历了三年时间的不断研发和1亿美元大量投入之后，IBM向世人揭开了eServer X3架构的神秘面纱。同时，作为IBM eServer x系列2005“X矩阵革命”的先锋，IBM在4月份也将向国内客户正式推出卓越不凡的eServer X3架构，并公布基于X3架构的第一款服务器x366的技术细节。eServer X3架构的推出必将为Intel市场带来强劲的震撼，并改变IA服务器市场的技术格局。

　　与上一代基于Intel 至强处理器的系统相比，eServer X3架构在性能方面实现了大幅度的提升，新的X3架构为4路系统带来了高达38%的性能提升，使企业能够同时运行32位和64位应用，并更快速访问大量数据。而基于X3架构的业界第一款支持Intel双核芯片的4路服务器产品——x366也在多项行业基准测试中胜出，在TPC-C在线交易处理基准测试和300GB TPC-H商业智能基准测试中，x366均创造了4路Intel至强芯片服务器新的性能纪录。

　　第三代企业级X-架构芯片组Hurricane是X3的心脏，它为x366提供了集成处理器和内存控制器，从而显著缩短内存延迟，并帮助客户减少响应时间和提高总体系统性能。XA-64e芯片组是由一个跨平台架构设计团队为x系列服务器特别设计而成，该团队具备IBM传统大型机专业技术。>>

第四代企业级X-架构

　　此后，伴随高端x86服务器市场进入“高能效与高性能时代”，服务器的性能/能耗比成为新的挑战。在第四代eX架构中，独有的内存缓冲芯片取代了英特尔的原厂设计，基于DD2-533(而不是英特尔推荐的价格更昂贵、功耗更高的FB-DIMM)提高了60%的内存带宽能力，同时降低了内存的功耗水平。

　　第四代企业级X-架构芯片组X4(“Hurricane 4 ”)。相较于上一代的X3架构，X4采用了模块化设计，允许用户将多台基于X4架构的服务器整合起来，形成一个大型的SMP系统，而板载的控制器和多种内存保护技术也确保了服务器的可靠性和可用性。

　　与X3架构一样，X4内置了IBM开发的系统控制芯片(“Hurricane”)——可以分别作为模块化扩展的控制器和内存协调控制器。与X3架构里推出的“Hurricane 3 ”架构相似，X4中的“Hurricane 4 ”也将上述两种控制器整合在了同一芯片上。而作为改进，它提供了更快的前端总线速度和更高的内存带宽。

　　X4架构可以为四路服务器中的每一个处理器提供独立的1066MHz的前端总线(FSB)，提供了超大流量的带宽。但是，互相独立的FSB面临一个难题，就是处理器之间无法明确知道目前其他处理器正在处理内存中的哪部分数据，这样就有可能造成计算资源的浪费。而Hurricane通过Snoop Filter(探听过滤器)和Remote directory(远程目录)来减少这类问题的发生。

　　除此以外，在服务器整体能耗与上一代持平的条件下，eX4平台的x86服务器创造出了首个突破100万次tpmC大关的x86服务器，让高端x86服务器在性能/能耗比上进入了一个新的领域。>>

第五代企业级X-架构

　　在eX4架构之后三年，以VMware为代表的x86服务器平台虚拟化整合趋势明显，促使企业用户对x86服务器提出了新的要求：越来越多的应用被整合到一起，用户需要更大的内存、更可靠的平台(针对应用整合后的风险集中爆发)以及针对I/O拥堵问题做出及时的调整。

　　企业用户对虚拟化技术的热衷，带给高端x86服务器巨大机遇——针对虚拟化应用优化的IBM eX5架构——折射了这一阶段高端x86服务器的发展趋势。

　　第五代企业级X-架构芯片组eX5将第五代IBM X架构与下一代INTEL Xeon至强处理器结合，提供高端的企业级服务器产品。

　　MAX5加速器是eX5平台中最具革命性的技术，充分利用了英特尔新一代的QPI总线的特性，相比英特尔原厂平台所支持双路32条、四路64条和八路128条内存，eX5架构分别支持的内存数量为64、128和192，最高提供了两倍的内存容量。

　　Emulex所出品的虚拟矩阵适配器(VFA，Virtual Fabric Adapter)被接纳进来，它具备有虚拟网卡(vNIC)与未来聚合光纤通道与iSCSI传输的能力，让服务器具有了虚拟化I/O的能力;利用高性能eXFlash固态盘系统来改善I/O表现，不仅轻松解决IOPS不足的问题，成本也降低了97%。

　　FlexNode级联扩展技术除了保证超越英特尔原厂八路的扩展能力，更具备Node FailOver能力，即当级联的两个节点中出现单个节点问题时，可以一分为二，将有故障的节点与健康的节点相隔离——这彻底改变了高端x86服务器在虚拟化应用整合平台上的业务负载容错能力。>>

第六代企业级X-架构

　　IBM推出了第六代X架构，面向高端x86服务器市场。

　　首先发布的包含三款产品：x3950 X6八路服务器、x3850 X6四路服务器，以及用于Flex System系统的x880 X6计算节点，能够从双路扩展至八路。

　　据介绍，新的X6架构有着“极速、灵动、弹性”三大特点，和上一代的X5架构有着不少的改变。今天我们主要来看一下x3850 x6四路服务器。

　　X6创业内先河首次采用 eXFlash内存通道存储。能够提供 12.8TB的极速闪存容量，大幅提高以大数据分析为代表的应用性能。X6可显著缩短数据库操作的延迟时间，不仅帮助用户降低软件许可费用，还可以减少存储成本。

IBM x3850 x6四路服务器

　　X6采用模块化、可扩展的设计，是业界首个能够支持多代CPU的x86架构，可以降低高达28%的采购成本。X6具有适应未来技术发展的稳定性和灵活性，用户可基于当前系统进行灵活扩展，并在日后进行有效升级。

　　X6能够帮助客户把基于云的交付模式扩展到关键业务领域，X6的内存和存储特性能够提高虚拟机性能，支持应用的SaaS交付。具备自主自愈功能的CPU和内存系统能够主动识别潜在故障并采取修复措施，旨在最大化保证应用正常运行时间。

　　越来越多的企业用户意识到，以互联网、云计算的思路重构企业IT基础架构势在必行，迈出的第一步就是建立高效、可靠、易于维护的私有云平台，或是将现有业务进行云化，以适应业务负载的动态变化与增长。

　　随着企业的应用不断向私有云平台整合，数据中心正不断整合业务堆栈，创建更大的计算集群，高端x86服务器需要以更强的弹性、灵活性支撑集群乃至整个私有云;另一方面，由于基于高性能、大容量的节点建设集群，集群规模可以被有效缩小，减少集群复杂性、多点故障可能性以及提高集群的延迟表现，因此高端x86服务器的系统性能仍然需要进一步的提高。

　　在大数据分析方面，新的、大规模的、实时的业务负载大量出现(如今就连ERP平台都在追求实时性与动态管理)，对服务器平台的资源需求形成了极大的压力，一般的x86服务器的性能、I/O吞吐量和延迟表现，根本难以支撑内存数据库、实时数据分析等持续高压型业务负载。

　　正如IBM的SAP HANA工作负载优化系统解决方案全部基于IBM eX5架构服务器所展现的，企业用户需要在内存计算(如更大、更快、更可靠的内存池)、I/O加速(如PCIe 闪存)、延迟降低(如高速内/外部连接技术)等方面具有更强大优势的高端x86服务器(当然，这也是对高端x86服务器提出的新要求)，而不是同质化的、采用原厂平台的通用型产品。

　　反观技术趋势，在移动应用、开放式架构、软件定义数据中心等趋势的影响下，数据中心正朝着更加 集成化以及针对工作负载进行深度优化的方向发展，并持续在高密度、高弹性、高效能方面加强投资。

　　从以上几代eX平台的发展，尤其是虚拟化时代eX5架构不难看出，高端x86服务器更能够迎合市场主流应用趋势和业务负载需求，提供更好的应用与业务体验。当然，这些都是依托于强大的服务器平台技术。

　　当全新的“互联网时代”来临，云计算和大数据的浪潮对被收购的高端x86服务器又会提出哪些新的要求?像 eX架构这样的服务器平台，又将何去何从?[返回频道首页]