小型机与PC服务器的区别（phpc）

摘要：小型机和PC服务器到底有什么区别？从各种性能测评指标到单一CPU的处理能力，小型机似乎并不占优势，那么它昂贵的原因何在？我们可以从性能、可靠性、扩展能力这几个比较有特点的方面来分析。

CPU可扩展性

如果是单一CPU，PC服务器所用的Intel Xeon或者AMD Opteron并不比小型机所使用的CPU性能差。但是在PC服务器上发布的操作系统最多支持16颗CPU（最新的一些操作系统也可以支持更多的CPU，甚至于UNIX达到相同的支持度，例如Windows 2003 Data Center 64bit版，这开始给UNIX服务器越来越大的压力）

与此对比，在小型机上，一台机器集成的CPU总数已经达到了几十到几百颗。目前，IBM p595配合AIX6.1操作系统可以支持64颗POWER6 5GHz CPU(支持128颗CPU的P595也即将发布）；HP的Superdome使用PA-8900或Intel Itanium 2芯片更可以支持128颗 CPU；Sun 的M9000使用SPARC 64 VI 芯片也可以支持128个CPU（内核）。这种超级的并行处理能力把PC服务器及Windows操作系统远远抛在后面了。（Windows 2003 Datacenter 64 bit版也可以支持高达64个CPU了）尽管当CPU增加后，处理能力不能完全实现线性增长，但毋庸置疑，80个CPU比8个CPU总要快得多（在相近主频和制造工艺、技术的情况下）

操作系统

不仅仅是硬件处理能力，操作系统自身的管理能力很重要，能够将数十个CPU充分调动起来，发挥每颗CPU的能力，本身就需要非常复杂的技术。另外，操作系统还要对一些内存的进程进行管理，如果某个进程有问题（例如死循环），可能会把系统的资源耗尽。UNIX在设计之初就是为了更好地协调多用户、多进程之间调度而设计的，通常可以更好的控制这些耗资源的进程，在各个进程之间合理地分配CPU处理能力。最后，UNIX一般也不提供很复杂的多媒体、图形界面，而这些绚丽的用户界面确是CPU和内存消耗的大户。

由于以上原因，在低端市场，小型机完全处于劣势，但是到了高端，形势开始逆转，只有小型机才能负担得起繁重的处理任务（当然还有Mainframe大型机）。

IO可扩展性能

处理能力强不仅仅靠CPU，CPU仅代表计算能力，CPU还需要IO支持，如果机器不能及时接受请求，计算完成后无法返回结果、不能保存，计算能力再强也无用武之地，或只能用于特定的计算领域。一般小型机体系设计最多都可以支持一百个以上的IO通道卡，可以提供足够的带宽将处理结果从网络发送出去或者保存到磁盘，同时还能够接受新任务。几乎没有哪个PC插了10块以上的IO卡，当业务量大的时候，及时CPU忙得开，IO也处理不来。
 
并不是随随便便就可以增加处理卡数量的，IO控制器，总线带宽制约了可以插接的IO卡、内存和CPU的数量。因此小型机往往采用特殊的技术，来实现近乎疯狂的扩展能力。与之对比，PC和PC服务器则更多的考虑兼容性的问题，可以插接各种第三方的接口卡，看重种类而不是数量，因此在接口上就不能采用很特殊的技术，要大众化，要兼容，性能自然大打折扣。这些兼容卡也是的硬件设备和操作系统更难以保证稳定可靠。通常小型机的接口卡种类也不算少，但与PC相比，则几乎都是各自生产自己的接口卡（或者oem某些知名厂商产品），经过整体长时间测试后才能出厂，因此可靠性比较好。PC则不然，采用大家遵守同一标准的设计、生产方式生产，各自测试自己的稳定性，互联测试也以兼容性和性能为主，稳定性只要不太差，都可以接受。因此难免Windows经常蓝屏，硬件死机（为了减少这种情况，建议只是用原厂的板卡）。

由于小型机性能，可靠性和扩展能力的原因，更多地被用在一些要求苛刻的商业环境里，例如银行、通信的计费、账务部门，生产流水线控制。在这些领域，要求7*24小时连续运行，单机达到全年99.9%以上的可用性（全年累计停机时间不超过50小时,包括计划内的检修和计划外的设备故障）双机达到99.99%（全年53分钟以内的业务中断时间）
 
实例对比
小型机与PC服务器相比，有许多不同点，表1-1 简要对比了这些区别（IBM pSeries 小型机和xSeries PC服务器为例，并且对应指标选择的是同系列中最高的，可能无法在同一台服务器上实现）。
项目	IBM小型机	IBM PC服务器
CPU类型	IBM POWER 6	Intel Xeon,IA 64
CPU主频	5GHz	4.2GHz
CPU技术	DCM,MCM,SMP,NUMA	DCP,SMP
一级缓存	64K D,64K 1,同步	32K
二级缓存	4MB，160GB/s,core	1MB
三级缓存	32MB,45GB/s,core	无
最多CPU数	64(当前发布，设计支持512）	8-32
最大内存容量	2TB DDR1或256GB DDR2	64G DDR2
内存总线频率	266或533MHz	533MHz
内存访问技术	SMI 2	SMI 2
系统总线	GX Bus	无（前端总线）
系统总线带宽	72GB/s	6.4GB/s
IO总线	PCI-X	PCI-X
最多IO卡	240	20
热插拔能力	几乎所有部件	CPU等关键部件 不能热插拔
分区	硬件分区（逻辑分区）	软件分区（VMWare/VirtualPC)
最多分区数	1024	N.A
分区粒度	0.1CPU	1-4CPU
分区方式	静态、动态、微分区	共享，软件分区
分区间负载调整	硬件及软件（Virtualzation Engine)	分区软件动态管理
硬件管理方式	单独HMC	本机控制台BIOS
操作系统	AIX,Linux	Windows，Linux,Solaris
操作系统核心	动态内核	静态内核
支持商业软件	各种大型商业应用软件	开始从小型机向下移植
 
 
IBM由于其市场策略，尚没有让pSeries小型机运行Windows的计划，也没有让AIX跑在x86/IA64架构的计划，预计一两年之后，IBM将完成四大系列中三大系列（p,i,z)的统一，无疑要考虑x系列的最终大统一问题，到时候会发生什么我们只能拭目以待。在IBM小型机最新的操作系统AIXV6.1上提供了***E(Advanced Virtualization Enviroment)功能，将可以直接运行x86 Linux程序，这似乎透露了一点信息：IBM不会给Windows在小型机上留有一线生机，但对Linux却网开一面。
 
 
32 bit
Intel x86----------------------------------------------------------->
AMD   X86----------------------------------------------------------->
64 bit
      Intel Itanimum------------------------------------------------>
            AMD Opteron--------------------------------------------->
                            Intel x86-64---------------------------->
IBM POWER----------------------------------------------------------->
HP PA-RISC------------------------------->(2007)
Sun UltralSPARC--------------------------------------- (Fujitsu)---->
 
 
           IBM                     HP                  DELL                      SUN
        IBM POWER           Intel Itanimum    Intel Itanium      Sun UltraSPARC 
高端   Intel Itanimum       HP PA-RISC                            Fujitsu  SPARC
 
中端   IBM POWER         Intel Itanium       Intel Itanium     Sun UltraSPARC
        Intel Itanimum       HP PA-RISC
                                AMD Opteron
低端   IBM POWER         Intel Itanium      Intel Itanium      Sun Ultra SPARC
        Intel x86-64          Intel X86-64       Intel x86-64      AMD Opteron
        Intel Itanimum        AMD Opteron
        AMD Opteron          HP  PA-RISC

总体架构
高端和低端的整体架构差别很大。通常高端服务器为了提供更快的处理速度、更稳定的系统，在进行设计的时候比低端考虑更多。例如支持更多的最大CPU数量、更宽的总线、更多的热插拔设备支持，更高的设备冗余度。低端服务器比高端服务器响应标准降低了许多，这样即使装配了相同数量同主频的CPU，高低端性能测试也会稍高，这是由于机器的性能不仅仅靠CPU，还需要总线、外设的配合。由于CPU还是最关键的因素，因此差距并不会很大。同理，同为一个等级的服务器，如果CPU增强一倍，性能也不会有超过一倍的差距，肯能只增加了30%

另外，在cpu架构方面：CISC 架构主要指的是采用英特尔架构技术的服务器，即我们常说的“PC 服务器”； RISC 架构的服务器指采用非英特尔架构技术的服务器，如采用 Power PC、Alpha、PA-RISC、SPARC 等 RISC CPU 的服务器，常常用在小型机上。

市场策略

小型机的价格不仅与CPU型号和数量有关，还与高低端类型有关。同为8路1.65GHz的服务器，如果是高端的p670，会比低端的p650贵很多。这里面不但有体系架构的成本（670的冗余度更高），更有市场策略的原因：既然追求高端，高性能，高稳定性，厂商的销量少，自然利润率就要高一些。与这个市场策略对应，附带的服务也会更好，例如IBM对高端服务器提供原厂工程师安装、3年7天24小时响应的免费维修，而不是对低端服务器采用的集成商自己安装，1年5天9小时的免费维修标准。

价格对比
一台小型机的价格大概是几十万（IBM power系列 大概在80w左右），而PC服务器的价格大概只有几万，价格相差10倍左右。

IBM系列

IBM公司有四大系列计算机（或被称为服务器），但在2003年，IBM公司进行了整合，将4条产品的未来发展目标归结为一条路线，并为之选择了一个新名字：eServer（在2008年，又改名为POWER System,但四大系列名称并没有变，不过省略为i,p,z,x四个字母）。构成eServer的四大系列计算机分别如下：

1)Z是26英文字母的最后一个，代表终极的意思，也有人说是zero的简称，含义是异常停机时间为零。
 这一系列就是我们一直称为大型机、Mainframe的计算机，最古老（并不等于落后）、技术也最成熟的大型计算机，许多计算机技术都源于此系列计算机。它可以运行OS/390，VM,MVS和Linux（SUSE Linux)等操作系统，用于大型商业交易处理环境，以稳定性著称。其他厂商很少有与此类计算机类似的机型，只有富士通、日立等企业在生产“兼容”或者“半兼容”的同类产品。虽然现在zSeries 与其他的产品有点格格不入，属于高高在上的一类，但从IBM公司公布的产品发展路线来看，Zseries 将会逐渐与其他系列进行整合，也改用POWER CPU，有消息说从POWER 6起，IBM公司就会开始进行此次行动。POWER 6于 2007年 5月份刚发布，IBM公司的整合行动也为期不远。最终IBM公司希望实现相同的硬件平台，不同的操作系统为用户提供更为灵活的选择，产品的研发、生产成本也更低。IBM Z9 CPU如图1-7所示，每个模块封装了2个处理器内核，15个模块封装在一起，加上一个管理模块，共计16个模块组成一个封装芯片组。
大型机最大的设计特点就是集中控制配合分布式处理，一台物理的机器中有很多协处理器去帮助主CPU区完成处理任务，而每个子系统都需要得到中心处理器的授权才能做动作，包括发送处理请求。这种架构可以保证足够的安全性、整体最佳的处理性能和任务之间的平衡，几万以上的并行用户访问对Zseries 系统司空见惯。当然缺点也随之而来，那就是牺牲了单一业务的性能，所以不适合用于计算密集型的业务，并且也要求更为复杂的处理过程，软件、硬件之间配合紧密，即使IBM允许，留给第三方厂商的开发空间也很有限。

2)iSeries

i代表Internet或者Integrated，代表可以提供集成的Internet网络服务的意思。

i系列即以前的AS/400系列，它更类似于大型机，运行OS/400操作系统，是硬件、软件一体化设计，也就是当你购买iSeries产品的时候，硬件与操作系统、基础平台软件被打包提供，不用单独购买，当然购买价格也比较贵，软件费用已经包含在内。最近经过IBM产品线整合后，iSeries与pSeries在硬件层面实现了统一，即新款的iSeries与pSeries硬件完全相同，甚至也可以直接安装AIX和Linux，另外通过一个附加的IntelCPU板，i系列还可以安装Windows操作系统。

与大型机类似，iSeries被认为是不很“开放”的系统，其上运行的操作系统、数据库、中间件等软件，都几乎必须是IBM公司的产品，而且购买硬件的时候就已经打包卖给你了，很少有第三方产品可以运行于i系列之上（业务应用程序除外）:从管理方面来看，也与我们常见的命令行方式不同，它采用一种数字式菜单选择方式，直接输入的命令也很古怪。（当然也有人说UNIX命令很古怪）实际上，iSeries兼容大部分开发的UNIX编程API标准，其兼容性比一些UNIX还好！大部分UNIX应用程序无需修改，只需要重新编译一下，就可以从其他UNIX平台迁移到iSeries。由于iSeries在设计之初是为了方便管理，方便使用，所以强调了封装技术，普通的用户具有很少的权利。iSeries在设计之初是为了方便管理、方便使用，所以强调了封装技术，普通的用户具有很少有权利。iSeries对于程序的控制性很强，几乎不可能被病毒入侵。

iSeries对程序代码的兼容性极强，最新的iSeries产品仍然仍然可以运行10年前为老产品开发的程序，可以实实在在的成为傻瓜计算机。
当然，因此带来的缺点就是被厂商垄断，因此被许多用户所拒绝。另外这种整合性带来的另一个缺陷就是难以跟上用户业务的快速发展。这些都可能是AS/400逐渐没落的原因之一。个人认为，对于某些行业的中、小企业，如果业务稳定，不想雇佣很多计算机管理员去精心呵护计算机系统，iSeries倒也是不错的选择。

3)pSeries

p代表Power，意为力量强大，也代表它使用的是POWERCPU。

这就是我们常说起的IBMUNIX小型机，在以往被称为RS/6000服务器或者简称6000，运行AIX操作系统。最新款的pSeries服务器也可以运行RedHat或SuseLinux（需要另外购买不同于安装到PC上的光盘介质）。由于pSeries与iSeries共用硬件平台，而他们之间还有价格、配置（软件及部分硬件）的区别，所以IBM公司现在的市场策略是：如果按照iSeries购买，则可以运行OS/400，AIX，Linux三类操作系统；如果按照pSeries购买，则只能安装AIX或Linux操作系统，而不能运行OS/400。

最近IBM已经开始了i系列和p系列整合的第二阶段，i系列和p系列被合称为SystemP，两大系列各自成为SystemP产品系列中的一个子型号。

4)xSeries

x代表eXtendable,可以扩展的。

这是IBM公司声场的PC服务器，采用intel奔腾、志强（IA-32)或IA-64及AMD的x86兼容CPU，可以运行Windows，Linux，Solaris等操作系统。

phpc

在小型机与pc服务器之间，出现了phpc——个人高性能计算机。

个人高性能计算机（PHPC）改变了人们传统印象中的高性能计算机，是一种桌面型的高性能计算机，它具有以下几个特点：

· 是一种集群（Cluster）结构的高性能计算机

· 具有PC机、工作站、低端小型机所无法比拟的性能

· 无需专业的机房、供电设施、散热设施，可以和PC机、工作站一样，放置在办公桌的桌面上，适合办公室环境

· 配置专用的软件包，可以实现系统软件和应用软件的自动安装部署

· 管理简单方便，无需专门的系统管理人员

· 具有良好的易用性，对使用者的门槛要求很低

目前还是应用在专业的领域，像石油、气象、科研等。随着电脑技术不断的发展，个人不断的挑战自我，有很多的用户也在接触并行。像微软新模式的使用，会有更多的人感受得到和使用，随着时间的推移，应用会越来越广泛。

友情参考：

pc服务器和小型机的区别

http://www.chenjunlu.com/2012/07/difference-between-pc-server-and-minicomputer/