HP9000superdome服务器WhitePaper

1HP9000superdome服务器技术白皮书仅在NDA之下共享限于HP使用1.0版本白皮书阐述了HP9000superdome服务器的设计目标和系统架构，并给出了系统当前具备的技术细节。本文的目标读者是HP现场人员，用以帮助他们更为清晰有效地向客户介绍superdome的功能。21.HP9000企业服务器产品线运行HP-UX的HP9000企业服务器产品线满足了当今客户在线事务处理（OLTP）、企业资源规划（ERP）、业务智能性、Internet和科学技术应用等方面的大多数计算需要。HP9000企业服务器产品线包括A、R、D、K、L、N和V类平台。这一产品线的最新成员即是图1中所示的superdome平台。通过HP-UX和HPPA-RISC处理器等通用元件的使用，HP9000平台实现了应用兼容性和可移植性。该系统可完美地适用于现有环境，为关键任务OLTP、ERP、业务智能性和服务器合并应用提供计算和文件服务。HP9000企业服务器产品线堪称当今最具扩展性的计算产品系列。这些系统拥有：全面的应用兼容性，允许用户无需考虑应用可用性即能以合适的价位选择合适的平台。业界最高的单处理器性能，在所有环境中通过并行性缩短了解决问题的时间，通过多处理提高了吞吐量。无与伦比的可扩展性，对整个产品系列提供了一致的性价比，保护了客户对软硬件的投资。一致编程模式，无论系统性能水平如何，均提供了相同应用编程环境，大大增加了可用“现成”第三方应用的数目，减少了移植和开发成本。两种定价模型，为客户提供了利用superdome处理资源的最大灵活性。这两种定价模型为瞬时按需容量（iCOD）和基于使用量定价。基于使用量的定价机制可能未包含在第一版中。本文介绍了高级HP9000superdome企业服务器系列的体系结构、系统软件和工具。HP9000企业服务器系列实现电子化服务高端中型入门级A类“piranha”L类N类superdome除非另外标出，否则在CPL上使用R、D、K和V类A类A180自2001年2月起作废图1.HP9000企业服务器系列1.1HP9000superdome企业服务器系列简介superdome是HP9000HP-UX企业服务器系列的最新成员。它也是3第一款可升级至IA-64处理器的高端服务器系列。superdome为面向e-ServiceCenter的高端平台，可满足每位客户不断变化的特定需求，这一功能是独一无二的。此功能以服务水平协议（SLA）特性、分区和可扩展至高达64个业界领先处理器和多个操作环境（OE）的可扩展性为基础。superdome服务器系列中最大的服务器极大地拓展了V类产品的性能、可扩展性和可用性，包括：高性能RISC处理器（PA-8600）522MHz、4路超级标量（2.2GFLOPS）56路指令重排序缓存10个功能单元大型单片高速缓存器更高内存子系统性能将峰值内存带宽提高至每64路系统51.2GB/s更高密度的系统包提供每64路系统256GB每机柜双倍处理器容量配置可从2到64个CPU双倍I/O接口性能；高于双倍I/O带宽64位33MHz(2x)业界标准PCI64位66MHz(4x)业界标准PCI16个1.2GB/sI/O通道(每64路系统19.2GB/s)PCI插槽数目增加（多达192个）系统可靠性和性提高，正常运行时间至少为99.99％改进了系统质量、弹性和故障管理在superdome集群器中支持MC/ServiceGuard和MC/LockManagersuperdome运行业界领先的HP-UX11i操作环境。这一大型机类、64位操作系统享有来自独立软件厂商的业界最出色支持，允许您从15000多个应用，包括所有主要数据库和领先ERP应用的本机64位版本中进行选择。采用64位HP-UX操作系统，在V类上执行的应用与未来基于HP-UX11i的平台实现了二进制兼容。2.superdome系统概述图2a和2b显示了superdome系统的主要元件以及它的机械和架构特性。superdome32路机柜的前面视图给出了机柜到达客户现场后可热插拨的主浏览器将要安装的位置。在主浏览器下，有8个单元板，上面驻留着处理器和内存DIMM。单元板凭借高于11.11的HP-UX版本来支持热插拨功能。主送风口位于单元板下、I/O插件箱上。有两个I/O机箱外壳（ICE），每个ICE容纳两个可热插拨的I/O插件箱。最后是前端电源，它位于机柜底部。4superdome系列不支持电气插头。电源是硬连线至系统的，有两个冗余电源输入端，以便系统可经由两个不同电网供电。superdome32路机柜的前面视图主鼓风箱（未显示）单元插件箱主送风口IO插件箱（未显示）前端电源图2a.superdome32路机柜的前面视图superdome32路机柜的背面视图给出了系统背板的位置。在右边，有一个通道，可将两台superdome32路机柜连接起来组成一个superdome64路机柜。机柜底部驻留有一条48VDC电源总线。superdome32路机柜的背面视图背板用于机柜间连接的通道48VDC电源总线图26.superdome32路机柜的背面视图2.1superdome特性一览16路32路64路I/O扩展4CPU单元板（由HP-UX11i提供的热插拨功能）2-44-88-16CPU2-164-328-64内存（带512MBDIMM）2-64GB4-128GB16-256GB12插槽I/O插件箱44/88/166热插拨PCII/O插槽48个插槽（32个33MHz插槽，16个66MHz插槽）48/96个插槽（64个33MHz插槽，32个66MHz插槽）96/192个插槽（128个33MHz插槽，64个66MHz插槽）72热插拨冗余电源（包括N＋1个）46122I/O风扇66125热插拨冗余浏览器或风扇（包括N＋1个）448分区44/88/16交叉带宽（峰值）12.8GB/s25.6GB/s51.2GB/s2XPCII/O母线带宽265MB/s265MB/s265MB/s4XPCII/O母线带宽530MB/s530MB/s530MB/s单元控制器到I/O子系统带宽（峰值）1.2GB/s1.2GB/s1.2GB/sI/O带宽（峰值）4.8GB/s9.6GB/s19.2GB/s单元控制器到内存子系统带宽（峰值）3.2GB/s3.2GB/s3.2GB/s内存带宽（峰值）12.8GB/s25.6GB/s51.2GB/s平均内存使用负载延迟：4CPU8CPU16CPU32CPU64CPU260ns320ns350nsN/AN/A260ns320ns350ns395nsN/A260ns320ns350ns395ns415ns操作系统HP-UX11iHP-UX11iHP-UX11i面世版本第一版第一版第一版面世后3个月内第一版面世后4个月内机柜数目1个（左）1个（左）2个（1左，1右）1个RackSystemEExpansion尺寸：高宽深1.96m(77.2in)762mm(30in)1220mm(48in)1.96m(77.2in)762mm(30in)1220mm(48in)1.96m(77.2in)1524mm(60in)1220mm(48in)1.96m(77.2in)1.60mm(63.0in)610mm(24in)1220mm(48in)注1：当支持I/O扩展机柜时（3-4个月后第一版）支持图中黑体数字6注2：对于高达168个插槽的I/O扩展，需一个扩展机柜（6个I/O插件箱）。对于高达192个插槽的I/O扩展，需两个扩展机柜（2个I/O插件箱）。I/O扩展机柜中的剩余空间可用来存储外设。I/O扩展机柜有1.96m和1.6m高两种。2.2.superdome包superdome系统拥有四种不同的机柜组合：superdome16W和superdome32W系统为带一个superdome左机柜的单机柜配置。superdome机柜包含系统中所有的处理器、内存和核心设备，同时还将包含48个PCII/O卡或4个I/O机箱。系统可以包括左右两个机柜组合，它们分别包含左右两个背板。superdome64W系统是双机柜配置，带一个superdome左机柜和一个superdome右机柜。双机箱包含所有处理器、内存和系统核心设备。它将内置高达96个PCII/O卡或8个I/O机箱。如果所需PCII/O卡数超过机柜中所容纳PCII/O卡数，则可选I/O扩展机柜。一或多个RackSystemE机柜。这些19机架机柜可用来放置磁盘驱动器等系统外设。superdome机柜的维护将仅在机柜的前部和后部进行。这样客户可以采用多数计算机房使用的传统纵列形式安排其superdome系统的机柜。机柜的宽度适中，完全可以通过美国和欧洲的普通房门。进入到主（单元）插件箱的空气将受到过滤。过滤器可在系统处于完全运行状态时卸下清洗或更换。每个机柜前门和后门朝外的一面有一个状态显示屏。这样客户和现场工程师无需打开任何一个机柜门即可确定每个机柜的基本状态。3.superdome系统体系结构3.1系统概述superdome的基础是一套可用来在PA-8600处理器基础上构建多种服务器类计算机产品的模块化元件。高于PA-8600的处理器的升级需要新版单元控制器芯片和一个新的单元板版本。该平台支持从2到64个处理器的多种系统配置。该系统基于单元层次交叉架构，它可作为一个大型对称式多处理器或几个独立分区配置。superdome服务器系列通过三种模型提供，其中最大的一种是带可扩展内存和I/O子系统的2-64处理器系统。该服务器系列7实际上是一个这样的系统：其中任意分区上的任意处理器可通过处理器发出的负载或存储命令直接访问任意分区上的任意字节内存。superdome操作环境是业界标准64位HP-UXUNIX操作系统11.11版。此版本提供了全面的64位环境，包括64位地址空间、64位文件规模和文件系统规模，以及64位数据类型等。superdome系统架构中有三个基本构建块：单元、交叉背板和基于PCI的I/O子系统。图3为此架构的具体演示。架构层次型交叉结构延迟时间1：本地（单元板）接入的极小内存延迟时间延迟时间2：用于极大配置（64路）的真正SMP内存接入内存延迟时间4路32路64路256路HyperPlane2：8单元双向端口（大约4xV类b/w）I/O：8个双向接口（大约10xV类b/w）机柜1机柜2背板远程链路远程链路背板单元板单元板单元板单元板远程链路远程链路背板背板图3.superdome架构3.2单元单元或单元板是superdome系统的基本构建块。它是一个对称式多处理器（SMP），包括多达4个处理器和使用128MbSDRAM的16GB主内存。每个单元的峰值带宽为3.2GB/s。每个单元都可选择连接至一个12插槽PCI插件箱。单元控制器到I/O子系统带宽(峰值)为1.2GB/s。单元板包括:电源转换器数据总线处理器（多达4个）内存（至多16GBRAM，增量为2GB）一个单元控制器（CC）在将来，一个单元可使用256MbSDRAM支持多达32GB内存。3.2.1处理器superdome的最初版本使用以552MHz核心频率运行的PA-8600。83.2.2单元控制器芯片单元控制器芯片属于superdome系统芯片集。它对单元板的主要元件间的内存进行协调，并确定某一请求是否需与另一单元或I/O子系统通信。单元控制器芯片有5个主要接口：1.2个到内存控制器（DIMM）的端口2.4个到处理器的端口(可实现最高性能的每处理器专用端口)3.1个到交叉结构的端口，通过它进行所有到其它单元的通信4.处理器相关硬件（PDH）5.1个到I/O总线的端口，将单元连至I/O子系统除接口逻辑外，单元控制器芯片保持系统中的高速缓存连贯性。单元控制器芯片支持PA-8600处理器，并可支持未来的PA-RISC处理器。然而，它不支持McKinley等IA-64处理器。处理器相