HPC入门常见问题

junior

　　今天我们来说说服务器基础知识方面的几个问题，也是困惑初涉服务器领域众“菜鸟”们的几个常见问题:
　　1 双路等于双核么?
　　问题:常听说双路至强XX式服务器，最近又出现了双核至强，都是两个CPU，是不是双路等于双核?
　　答案:不是
　　无论服务器的单路、双路、四路乃至八路，其中的“路”都是指服务器物理CPU的数量，也就是服务器主板上CPU插槽的数量。
　　最近出现的双核处理器，是在一颗物理CPU内部封装了两个CPU核心，这样的好处在于能够让用户在成本增加不多的前提下，拥有更强劲的性能。而且能够比较显著的降低性能功耗比，这对企业用户节约使用成本也有积极的意义。
　　2 至强与奔腾的区别
　　问题:在不少服务器中，有拿至强作处理器的，也有拿奔腾4当作处理器的，除了用奔腾4处理器的服务器产品呢便宜些，至强与奔腾还有什么区别?
　　Intel 奔腾4 631 3.0GHz(盒)
　　Intel Xeon 3.2G(800MHz/2M/盒)
　　答案:服务器上用的至强处理器和普通的P4处理器其内核基本上是一样的。
　　区别之一是英特尔奔腾4处理器开始，便将奔腾4处理器归为个人处理器，用户不能以2颗奔腾4处理器来构架2路服务器系统，而开发出运算效能更高的至强处理器。至强处理器目前分为至强DP(最大支持双路处理)和至强MP(最大支持8路处理)。
　　区别之二就是二级缓存不同。至强的二级缓存是1MB～16MB，P4的二级缓存是512KB～1MB，而二级缓存的容量也是决定服务器处理效能的重要因素。
　　至强系列CPU多为604接口，而P4的CPU，多为478针或是775架构。
　　注:在X86架构下，服务器除了使用英特尔奔腾、至强系列处理器外，AMD也为服务器提供了专门的处理器-皓龙Opteron，最大可支持8路。
　　AMD Opteron皓龙 865(散)
　　3 服务器的几种类型
　　问题:服务器按照结构划分，有几种类型?
　　答案:目前按照外形结构划分，服务器可分为塔式、机架式、刀片式三种类型。
　　塔式服务器
　　一般的塔式服务器机箱和我们常用的PC机箱差不多，而大型的塔式机箱就要粗大很多，总的来说外形尺寸没有固定标准。
　　机架式服务器
　　机架式服务器是由于满足企业的密集部署，形成的以19英寸机架作为标准宽度的服务器类型，高度则从1U到数U。将服务器放置到机架上，并不仅仅有利于日常的维护及管理，也可能避免意想不到的故障。首先，放置服务器不占用过多空间。机架服务器整齐地排放在机架中，不会浪费空间。其次，连接线等也能够整齐地收放到机架里。电源线和LAN线等全都能在机柜中布好线，可以减少堆积在地面上的连接线，从而防止脚踢掉电线等事故的发生。
　　规定的尺寸是服务器的宽(48.26cm=19英寸)与高(4.445cm的倍数)。由于宽为19英寸，所以有时也将满足这一规定的机架称为“19英寸机架”。
　　刀片式服务器
　　刀片服务器是一种HAHD(High Availability High Density，高可用高密度)的低成本服务器平台，是专门为特殊应用行业和高密度计算机环境设计的，其中每一块“刀片”实际上就是一块系统母板，类似于一个个独立的服务器。在这种模式下，每一个母板运行自己的系统，服务于指定的不同用户群，相互之间没有关联。不过可以使用系统软件将这些母板集合成一个服务器集群。在集群模式下，所有的母板可以连接起来提供高速的网络环境，可以共享资源，为相同的用户群服务。
　　4 “U”是什么?
　　问题:平常说1U、2U服务器中的“U”是什么意思?是指服务器处理器个数么?
　　答案:“U”在服务器领域中特指机架式服务器厚度，是一种表示服务器外部尺寸的单位，是unit的缩略语，详细尺寸由作为业界团体的美国电子工业协会(EIA)决定。
　　之所以要规定服务器的尺寸，是为了使服务器保持适当的尺寸以便放在铁质或铝质机架上。机架上有固定服务器的螺孔，将它与服务器的螺孔对好，用螺丝加以固定。
　　厚度以4.445cm为基本单位。1U就是4.445cm，2U则是1U的2倍为8.89cm。也就是说，所谓“1U的机架式服务器”，就是外形满足EIA规格、厚度为4.445cm的产品。
　　5 服务器与工作站的区别是什么?
　　问题:服务器与工作站的区别是什么?
　　服务器是给工作站提供各种服务的，网络通信服务，文件共享服务，硬件共享服务，各种资源服务。工作站在获取服务器各种资源的同时也可以帮服务器分流计算等任务。
　　服务器和工作站都是高性能的计算机，只是相对而言服务器专注于数据吞吐能力，所以支持的外设(硬盘、I/O插槽等)更多;而工作站则专注于图形处理能力，所以外设则相对少一些，但采用特别为图形处理设计的架构，采用高档显示卡，支持3D图像处理。工作站主要应用在各种设计、多媒体制作领域。
原载pchome.com

junior

    64位技术
   这里的64位技术是相对于32位而言的，这个位数指的是CPU GPRs（General-Purpose Registers，通用寄存器）的数据宽度为64位，64位指令集就是运行64位数据的指令，也就是说处理器一次可以运行64bit数据。64bit处理器并非现在才有的，在高端的RISC（Reduced Instruction Set Computing，精简指令集计算机）很早就有64bit处理器了，比如SUN公司的UltraSparc Ⅲ、IBM公司的POWER5、HP公司的Alpha等。
    64bit计算主要有两大优点：可以进行更大范围的整数运算；可以支持更大的内存。不能因为数字上的变化，而简单的认为64bit处理器的性能是32bit处理器性能的两倍。实际上在32bit应用下，32bit处理器的性能甚至会更强，即使是64bit处理器，目前情况下也是在32bit应用下性能更强。所以要认清64bit处理器的优势，但不可迷信64bit。
    要实现真正意义上的64位计算，光有64位的处理器是不行的，还必须得有64位的操作系统以及64位的应用软件才行，三者缺一不可，缺少其中任何一种要素都是无法实现64位计算的。目前，在64位处理器方面，Intel和AMD两大处理器厂商都发布了多个系列多种规格的64位处理器；而在操作系统和应用软件方面，目前的情况不容乐观。因为真正适合于个人使用的64位操作系统现在就只有Windows XP X64，而Windows XP X64本身也只是一个过渡性质的64位操作系统，在Windows Vista发布以后就将被淘汰，而且Windows XP X64本身也不太完善，易用性不高，一个明显的例子就是各种硬件设备的驱动程序很不完善，而且现在64位的应用软件还基本上没有，确实硬件厂商和软件厂商也不愿意去为一个过渡性质的操作系统编写驱动程序和应用软件。所以要想实现真正的64位计算，恐怕还得等到Windows Vista普及一段时间之后才行。
    目前主流CPU使用的64位技术主要有AMD公司的AMD64位技术、Intel公司的EM64T技术、和Intel公司的IA-64技术。其中IA-64是Intel独立开发，不兼容现在的传统的32位计算机，仅用于Itanium（安腾）以及后续产品Itanium 2，一般用户不会涉及到，因此这里仅对AMD64位技术和Intel的EM64T技术做一下简单介绍。
AMD64位技术
    AMD64的位技术是在原始32位X86指令集的基础上加入了X86-64扩展64位X86指令集，使这款芯片在硬件上兼容原来的32位X86软件，并同时支持X86-64的扩展64位计算，使得这款芯片成为真正的64位X86芯片。这是一个真正的64位的标准，X86-64具有64位的寻址能力。
    X86-64新增的几组CPU寄存器将提供更快的执行效率。寄存器是CPU内部用来创建和储存CPU运算结果和其它运算结果的地方。标准的32-bit x86架构包括8个通用寄存器（GPR），AMD在X86-64中又增加了8组（R8-R9），将寄存器的数目提高到了16组。X86-64寄存器默认位64-bit。还增加了8组128-bit XMM寄存器（也叫SSE寄存器，XMM8-XMM15），将能给单指令多数据流技术（SIMD）运算提供更多的空间，这些128位的寄存器将提供在矢量和标量计算模式下进行128位双精度处理，为3D建模、矢量分析和虚拟现实的实现提供了硬件基础。通过提供了更多的寄存器，按照X86-64标准生产的CPU可以更有效的处理数据，可以在一个时钟周期中传输更多的信息。
EM64T技术
    Intel官方是给EM64T这样定义的：EM64T全称Extended Memory 64 Technology，即扩展64bit内存技术。EM64T是Intel IA-32架构的扩展，即IA-32e（Intel Architectur-32 extension）。IA-32处理器通过附加EM64T技术，便可在兼容IA-32软件的情况下，允许软件利用更多的内存地址空间，并且允许软件进行32 bit线性地址写入。EM64T特别强调的是对32 bit和64 bit的兼容性。Intel为新核心增加了8个64 bit GPRs（R8-R15），并且把原有GRPs全部扩展为64 bit，如前文所述这样可以提高整数运算能力。增加8个128bit SSE寄存器（XMM8-XMM15），是为了增强多媒体性能，包括对SSE、SSE2和SSE3的支持。
    Intel为支持EM64T技术的处理器设计了两大模式：传统IA-32模式（legacy IA-32 mode）和IA-32e扩展模式（IA-32e mode）。在支持EM64T技术的处理器内有一个称之为扩展功能激活寄存器（extended feature enable register，IA32_EFER）的部件，其中的Bit10控制着EM64T是否激活。Bit10被称作IA-32e模式有效（IA-32e mode active）或长模式有效（long mode active，LMA)。当LMA＝0时，处理器便作为一颗标准的32 bit（IA32）处理器运行在传统IA-32模式；当LMA＝1时，EM64T便被激活，处理器会运行在IA-32e扩展模式下。
    目前AMD方面支持64位技术的CPU有Athlon 64系列、Athlon FX系列和Opteron系列。Intel方面支持64位技术的CPU有使用Nocona核心的Xeon系列、使用Prescott 2M核心的Pentium 4 6系列和使用Prescott 2M核心的P4 EE系列。

junior

    何谓IA架构？
    通常将采用英特尔处理器的服务器称为IA(Intel Architec-ture)架构服务器，由于该架构服务器采用了开放式体系，并且实现了工业标准化技术和得到国内外大量软硬件供应商的支持，在大批量生产的基础上，以其极高的性能价格比而在全球范围内，尤其在我国得到广泛的应用。

Hutcher

顶!~
楼主继续~~~~

morxio

谢谢楼主，很受教育！我现在想搞并行计算，正在迷茫中。

smthchaos

非常感谢，正需要这些