二、EXA的主要新技术

    这些年来，工业标准服务器环境下IT处理器面临了许多问题，这些问题主要包括用户的高可靠性需求、灵活的升级性能、优良的服务器整体性能、全面的可靠性和低的操作成本要求上。许多情况下，低成本服务器相对于大型系统来说的不足就在于它要受到内在系统或平台的限制。因此，基于Intel处理器架构下的服务器的应用曾一度局限于文件和打印服务，原来也一直在追求服务器性能的提高，但这些应不仅只体现在诸如中央处理器速度越来越快，硬盘越来越大等之类的表面现象，因为只有所有服务器的部件高效协同工作，才会带来在商务需求下的高性能。

    IBM eServer X系列服务器的企业级X-架构之所以具有非常明显的技术优势，那是因为它脱胎于IBM早期的Netfinity大型计算机。而在Netfinity时代X-架构的设计指导原则之一就是为企业提供永久计算能力，为此，IBM开始从其AS/400、RS/6000、S/390等大型服务器上移植高端成熟技术。如图1左图所示的是一款IBM“深蓝”RS/6000系列大型服务器。

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    伴随着IBM X系列服务器向高端攀升而诞生的企业级X-架构，通过借鉴大型机技术已经形成了不同于目前普通IA架构服务器的核心特色技术，包括热插拔内存、远程I/O、四级缓存加速器、模块化按需扩展等。

    最突出的一点，EXA中采用的是NUMA（Non-Uniform Memory Access，分布式内存存取）体系架构，目前只有IBM把该技术用在了IA架构服务器中，IBM一般称其为MBB结构，即Modular Building Block，这是在高端Unix服务器平台普遍采用的技术。它可以做到模块化扩展，具有比SMP更好的扩展优势，而且随着处理器个数的增加能保证性能的线性提高。IBM从4路开始的工业标准服务器都采用了NUMA架构。

    第一个不采用SMP技术的IA服务器就是X440，如图1右图所示，它可算是第一款采用IBM企业级X架构的服务器。在推出之初的2002年3月，很多厂家刚开始用Intel Xeon MP处理器来搭建4路服务器的时候，IBM eServer X440不仅在4U机箱中支持4路Xeon MP处理器，而且通过企业级X-架构技术轻松实现了4路到8路的扩展。2003年3月19日，随着IBM eServer x440的16路产品的推出，EXA企业级X-架构还真正实现了Xpand-On-Demand，使得用户在IA服务器上按需增长的梦想也得以实现。

    在IA架构下，多数系统性能瓶颈在于I/O系统，EXA采用Unix服务器的“外部缓冲”技术，四级高速缓存解决了主频与I/O之间的不平衡，实现了高主频、高I/O；另外，很长时间人们不敢用IA服务器运行核心业务，一个主要原因是其内存安全性不够，内存错误往往是导致IA服务器崩溃的一个重要因素，对此，IBM在X440中采用了多种保护措施，包括具有四位容错能力的chipkill内存、内存镜像、内存热插拔、Memory ProteXion新一代内存保护技术等。同时，随同企业级X-架构技术，IBM把其先进的铜芯片工艺技术也引入工业标准服务器领域，彻底解决了铝导体引起的散热问题，确保恶劣工作环境下的系统稳定性。

    IBM第一代企业级服务器X架构的主要包括以下技术特性。

XpandOnDemand scalability（按需扩展）
System partitioning（系统隔离）
PCI-X I/O subsystem（PCI-X输入/输出子系统）
Active PCI-X（活动PCI-X适配器）
Remote I/O（远程输入/输出）
Active Memory（活动内存技术）
256GB memory capacity（256GB的内存容量）
High-speed (DDR) memory（高性能的DDR内存）
Memory Protection（内存保护系统）
Chipkill memory（内存纠正修复技术）
Memory mirroring（内存镜象技术）
Hot-add/hot-swap memory（内存自由添加或热拨插技术）
400MHz front side bus (FSB)（400MHZ的前端总线速度）
XceL4 Server Accelerator Cache（四级缓存技术）
Active Diagnostics（活动诊断）