好马需配好鞍 写在IBM X5架构发布之前

　　【IT168 资讯】平台(Platform)，这个词对于IT业界人士来说肯定是不陌生的。比如在笔记本电脑领域中的“迅驰”(Centrino)平台就非常著名，一度几乎成为了笔记本电脑的代名词，可事实上，在迅驰之外还有很多种笔记本电脑平台，但由于自身技术的优势以及强大的品牌效应，也让普通大众在选购笔记本电脑时知道了这个名字，英特尔也因此在移动市场上获得了巨大的成功。不过，在英特尔即将发布新一代多路Nehalem-EX处理器之际，我觉得有必要着重谈谈x86服务器的平台设计。

　　我们都知道，平台技术是成品产品的基础，但它并不仅仅指一款产品，而是一种产品的组合，不光是PC机，在普通大众日常所接触到的很多领域都能见到不同的“平台”，比如家用轿车。在进入正题之前，我觉得有必要进一步阐述一下平台的意义。

　　从汽车到电脑 平台的意义

　　大众汽车采用PQ34平台的宝来(包括新宝来)以及第四代高尔夫，与采用的PQ35平台的新一代高尔夫相关比，虽然可以共用相同的发动机，但综合素质已经明显不同了

　　从汽车平台的演进历史中，我们就能看到平台对于一款成品的重要性，也能从中看到平台的作用与重要性。比如大众汽车旗下的PQ34、PQ35、PQ46平台就是经典的“案例”。以这些平台为基础，诞生了很多著名的汽车品牌，比如宝来、高尔夫、速腾、迈腾等。但我们能发现这些汽车品牌中发动机可通用的情况常见，从紧凑型车到B级车跨越很大。因此，平台的差异性也最终让产品产生了本质的差异性。比如相对PQ34平台，悬架的升级是PQ35平台的最大亮点。基于PQ35平台的车型都采用前麦弗逊式悬架和后四连杆悬架结构，而这直接关系到了对于汽车来说非常重要的舒适性和操控性感受。PQ46平台本身就在车型级别上划分出了不同。

　　在这里，我们能看到汽车平台主要就是以底盘和悬挂技术为基准，而在此之上的发动机则有着很大的选择余地(当然，搭配的范围也属于平台的范畴)，新一代的平台与老款的发动机相关搭配并不罕见，从这点来说，发动机与平台对于汽车产品的价值也就各有体现了。而当汽车厂商推出自己新一代发动机之时，显然也更愿意有新一代的平台承载，正所谓“好马更需配好鞍”。

　　反观电脑产品，我们可以借汽车平台来进行一个对比影射，电脑主板上的芯片组与相关的功能芯片(如网络、多媒体、I/O芯片)就相当于汽车平台中的底盘和悬挂系统，而汽车上的发动机，就是电脑中的CPU。因此，同一款CPU可以搭配不同的芯片组以应对不同的市场，或者具备相应的功能。比如迅驰平台，每一代都有多种芯片组可供选择，而CPU则可以共用。在桌面平台市场，英特尔为自身的LGA 775处理器(如大名鼎鼎的“酷睿”)所推出的芯片组也可以用“琳琅满目”来形容。其实，再往远了回想，我相信那些早期玩DIY的发烧友，肯定还记得在“奔腾”时代，关于Intel、SiS、VIA、NVIDIA平台孰优孰劣的争论吧。

　　由此，我们已经清楚知道了平台对于电脑产品的重要性，其实CPU只是决定了一台电脑的基本的运算性能，就像发动机只是代表了一辆汽车的动力性能，可是平台却是体现产品功能性与差异性的根本所在，这也是各大CPU厂商都十分重视芯片组研发的最大动力。对于客户来讲，在选购时也应该重视平台的差异性，而在服务器市场上，这一点也更为重要。在这方面，IBM的X架构平台绝对就是一个很好的例证。

　　x86服务器平台的异类——IBM的X架构平台

　　x86服务器虽然从总体的架构上与x86的PC机相比差别不大，但企业级应用的性能需求、RAS(可靠性、可用性、可服务/维护性)需求与PC机肯定不在一个级别上的。这就让x86服务器平台的芯片组研发有了很高的门槛，基本上都是CPU厂商自己包揽。第三方厂商即使有，也很难见到PC领域的品牌。在AMD平台上，除了AMD就是NVIDIA和Broadcom，但在AMD逐渐强势之后，后两个品牌可能最终会在AMD平台上消失。而英特尔方面则基本上被英特尔自己所垄断。

　　这样一来，两大x86处理器厂商的平台也就基本趋于单一化，对于CPU厂商来说这可能是好事，但对于服务器厂商来说就意味着将面对着大量同质化的竞争，虽然可以在外围的配件与组件方面做出点新意，但平台的同质化也基本限定了你的“新意”范围。不过，那些拥有强大技术根基的厂商并不甘心于这样的竞争，因此它们也开发了自己独有的平台技术，这其中，IBM的X架构平台就是典型的代表。

　　X架构，确切的说是企业级X架构(EXA，Enterprise X Architecture)是IBM专门为英特尔至强至强处理器(Xeon MP)而开发的服务器平台架构，IBM的EXA的每一代产品都具备了同时期英特尔原厂平台所不具备的能力，或者说IBM针对英特尔的平台方案中的不足所做出的补充。比如在第一代的EXA产品x440服务器是首款具备16插槽扩展能力的产品，第二代产品x445则具备了8路的能力，最大可通过级联扩展至32路(当时的英特尔平台只支持到4路)，另外还引入了内存热交换技术。到了第三代，EXA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，提高了多路服务器的企业级应用性能，而这个设计两年后才在英特尔平台中出现。而到了2007年，IBM推出了现在的EXA平台(即支持英特尔的至强7300/7400处理器)，相对于英特尔同期的芯片组，在很多方面进行了优化，并且仍然提供了强大的扩展能力，将第一代的16插槽扩展(或者说是4机箱级联)的独有设计保留至今。

　　IBM X4芯片组与英特尔7300芯片组的区别

　　前几代的产品对于我们来说可能太过久远，因此在这里，我们也将重点放在了第四代的EXA平台，从中来看看IBM的独特设计理念与实力。

　　英特尔在FSB时代的最高级芯片组7300仍然只能提供4路CPU的平台，并不能提供8路的设计，因此在这方面仍然不是AMD的对手，后者通过HyperTransport点对点直连总线而可以轻松做到8路。不过，IBM的X平台仍然在FSB总线的基础上赋予了至强7300/7400处理器16路级联的能力，这在业界是绝无仅有的。

　　从第一代EXA平台开始，IBM的多路英特尔服务器就具备了4机箱级联平台的能力，而这是10年前的事情了，到了今天，最新的X4平台仍然保留着这一传统，也让英特尔的至强MP处理器的每一代都如虎添翼，从这个角度上讲，我们可以感觉到EXA中的X的所代表的一个含义，那就是扩展性(eXpansion)。当然，要具备这样的能力肯定不再是使用英特尔的芯片组，而是IBM自家独有的芯片组，IBM统称为XA-64e芯片组，对于第四代EXA平台来说，就是著名的eX4芯片组。X4架构的芯片组成，蓝色的芯片就是X4架构中核心的核片组。其中，IBM自己开发的内存控制器是最重要的一环，在这个内存控制芯片上留有了可扩展接口，专用于服务器的级联，最多可与另外3台同型号的服务器级联成4机箱的多路平台。

　　与英特尔的7300芯片组相比，我们能看到eX4的明显不同。首先，它采用了独有的内存缓冲芯片取代了7300平台上的FB-DIMM，而FB-DIMM被认为是当时的至强服务器(基于7300芯片组)能耗大的主要原因之一。而IBM通过8个缓冲芯片以8路DDR2-533内存代替了7300芯片组的4路FB-DIMM的设计，在降低功耗的同时还提升的内存带宽。7300平台虽然理论上支持1066MT/s的内存速率，但FB-DIMM的最高速率只有667MT/s，因此事实上的读取带宽只有21.3GB/s，写入带宽为10.7GB/s，eX4平台则达到了读取34.08GB/s、写入17.04GB/s，比7300平台提高了60%。同时它保留了3个扩展接口，通过ScaleXpander扩展器实现了4机箱的级联，这也是EXA平台的优良传统。由此，可以明显看出eX4赋予了IBM服务器相较于其他采用7300平台的服务器与众不同的能力，而这也就是IBM基于EXA平台服务器的价值所在，并且也让它们在性能表现上更胜一畴。

　　期待即将发布的IBM x5架构

　　然而，X4架构毕竟是2007年的产物了。因此，在本文的最后我们就不得不提到即将与我们见面的X5架构。这个为英特尔最新Nehalem-EX处理器(至强7500/6500)服务的最新EXA成员将在不久之后，伴随着至强7500/6500的发布来到我们身边，届时IBM也将推出新一代基于X5架构的System x多路服务器。

　　虽然我们现在还不知道X5以及X5服务器的真面目，虽然英特尔的Nehalem平台有了重大的变化，摒弃了传统的FSB总线架构，但以EXA辉煌的历程来看，我们有理由相信新一代的X5平台仍然会带来与众不同的设计，并让IBM的Nehalem-EX服务器变得与众不同且更为强大。