【IT168报道】我们知道，服务器的可扩展性（Scalability）是服务器的四个基本特性之一。在IBM的企业级X架构服务器中，这一特性更是得到最为显著的体现，也就是IBM在企业级X架构中所倡导的“XpandOnDemand”（按需扩展）技术。通俗地讲，这一按需扩展技术就是可以使用户随着用户企业的不断成长，按照需求扩展原来服务器系统，自由升级，在保护原有服务器投资的基础上，满足不断增长的计算需求。这也就是IBM给整个服务器行业带来了的全新“Pay as you grow”（随着你的增长而支付）理念。在这样一个支付理念下，企业在购买服务器时，就不必再为将来才用得上的子系统组件而一次性投资，可在等到企业真正用得上这些子系统时再买回来直接加在原来的服务器系统中去就行了。

    分析IBM的企业级X架构，我们可以得知，IBM的这个按需扩展技术并不一个独立的技术，而是在得到多个非常关键技术支持下的一种理念。这些关键技术中，就包括上篇文章所介绍的NUMA架构技术、系统分区（System Partition）技术和远程I/O（Remote I/O）技术等。下面分别从以下几个方面全面了解“按需扩展”理念中所包括的这些关键技术。因为涉及的技术比较多，所以此主题需分三篇来介绍，前两篇介绍与“按需扩展”技术相关的三个技术，最后一篇是对IBM的这种按需扩展服务器群集技术与传统群集技术进行比较。本篇是第一篇。

    一、XpandOnDemand（按需扩展）理念的产生背景

    以前在IA架构的服务器中，经常由于I/O总线拥塞以及内存不能得到有效利用，传统的IA多处理器架构服务器设计在向4路以上扩展时就开始遇到一些障碍，理论上扩展到8路已是极限。但是采用IBM大型机中的Summit（颠峰）技术后，通过一个强化的4路SMP构件块（如图1所示），能够有效地向4路以上的SMP（对称多处理系统）扩展，这就是在前一篇文章介绍的NUMA架构技术。

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    从图1中可以看出，除了系统共享的内存外，每个处理器旁边还有自己的内存，还有各处理器之间也有单独的互联通道，使得模块间处理器间的互访性能大大提高。通过利用这种4路SMP构件模块创建新的计算“节点”，为服务器系统从4路扩展到8路、12路，甚至16路提供了一种有效的途径。当客户在拥有4路处理器架构情况下，因业务增长需要扩充其系统时，只需要在原有4路处理器架构基础上增加节点，扩展到8路、12路或16路处理器架构。而Summit芯片组具有物理分区功能（将在下篇中具体介绍），能够灵活地划分工作量并分配给不同的处理器节点。例如，一个16路服务器可以划分成4路节点，每个节点包括独立的处理器、内存和I/O支持，各节点可以运行一种不同的操作系统执行不同的任务。也可以划分成4个4路SMP服务器，还可划分成2个8路SMP服务器，当然也可把它当作一个16路系统整体。

    IBM企业级X架构优化服务器的一个变化就是通过提供新的内存和I/O（输入/输出）子系统使新的处理器体系结构能够充分发挥服务器的潜能。传统的服务器在设计上遇到的第一个性能瓶颈就是由于处理器和I/O总线堵塞，以及内存的低效利用而导致4向并行处理技术的向前发展。企业级X架构的设计提供了先进的I/O和内存体系机构，和一个高速共享缓存体系机构。工业标准服务器在使用了增强的、高性能的SMP架构模块技术（NUMA架构技术）下，IBM企业级X架构平台后扩展性得到了新的提高，从而实现了4路并行性能的有效扩展。

    在IBM的企业级X架构下，利用这样一个个包含4路处理器的SMP（对称多处理器）模块技术，使得从4路到8路，再到12路，甚至16路并行处理扩展成为可能，而把每一个SMP模块称之为“节点”。这样，企业服务器需要扩展时，只需要扩展这样一个个节点即可实现处理器数量和性能的线性提高。每个节点都可以运行不同的操作系统，甚至不同分区的多个节点的工作可以镜像分配到一个系统中。节点之间通过一种称之为“对称多功处理器扩展端口”来实现设备间的高速连接和顶峰性能的资源共享。这就使你在运行多个节点时就像一个大的、单一节点的组合，或者像两个或者更多的小单元，甚至到你可以后需要时重新配置。它与传统单一的SMP架构不完全一样，单纯的SMP架构中的节点是一个个处理器系统，而不是包含4个处理器的系统，同时SMP架构中的各处理器系统必须运行在同一操作系统中。关于SMP与NUMA架构之间的区别请参照《IBM企业级X架构之NUMA技术》这篇文章。