上文簡單說明了服務器發(fā)展歷程,并介紹了DEC公司的alpha服務器和SUN公司的SPARC服務器。這篇文章會給大家詳細介紹余下的MIPS、POWER、PA-RISC這三類精簡指令集服務器的發(fā)展情況。
3.SGI公司的MIPS服務器和工作站
MIPS技術公司(之前叫MIPS系統(tǒng)公司)由斯坦福大學教授約翰·軒尼詩于1984年創(chuàng)立,起源于其在斯坦福大學的MIPS項目。MIPS是“Microprocessor without interlocked piped stages”的縮寫,其機制是盡量利用軟件辦法避免流水線中的數(shù)據(jù)相關問題,是出現(xiàn)最早的商業(yè)RISC架構芯片。MIPS公司于1989年上市,也是這一年DEC公司開發(fā)了基于MIPS芯片的UNIX工作站。MIPS公司的業(yè)務模式與今天的ARM類似,一開始就是走得指令集和架構授權的道路,在1992被SGI公司收購前,MIPS已經(jīng)有125個授權客戶。MIPS公司因為靠自有資金發(fā)展MIPS架構實力不夠,于是1992年以3.33億美元的價格賣給了SGI公司。SGI公司收購MIPS后,SGI將MIPS處理器引入 IRIS 4D 系列中。90年代SGI開發(fā)了很多MIPS架構的工作站與服務器。不過,后面SGI公司在2006年放棄了MIPS架構的服務器,同時也放棄了他自己的 IRIX操作系統(tǒng)(基于UNIX開發(fā))。MIPS后面采取了大開放的戰(zhàn)略,許多公司都用MIPS架構生產(chǎn)嵌入式芯片,在ARM崛起前,MIPS處理器一度是世界上最大的嵌入式處理器架構,直到今天仍然有許多工業(yè)設備、路由器、存儲器、交換機的控制采用MIPS架構。我國的龍芯就是基于MIPS架構發(fā)展起來的,龍芯在開發(fā)初期并未獲得MIPS授權,后來與MIPS和解后拿到了指令集授權,不過現(xiàn)在的龍芯經(jīng)過長期發(fā)展已經(jīng)開發(fā)了許多自主指令集,算得上完全自主控制的處理器架構。龍芯如果僅僅用在服務器和一些特殊領域(比如軍用交換機、路由器)還是不錯,但要想進入桌面市場則非常不現(xiàn)實。
SGI的主要業(yè)務是圖形工作站,他開發(fā)的MIPS服務器系列比較少,總共十個系列。分別是:
Challenge S (desktop server)
Challenge M/Power Challenge M (desktop server)
Challenge DM (deskside server)
Challenge L/Power Challenge/Challenge 10000 (deskside server)
Challenge XL/Power Challenge XL (rack server)
Origin 200 entry-level server
Origin 2000 high-end server
Origin 300 entry-level server
Origin 350 mid-range server
Origin 3000 high-end server
4.IBM的Power小型機和大型機
IBM的Power芯片知名度非常高,自從IBM將X86服務器業(yè)務賣給聯(lián)想之后,IBM的服務器就只剩下了自己的POWER服務器(包括大型機和小型機)。POWER芯片起源于IBM 70年代的開發(fā)程控交換機而設計的芯片,后來程控交換機項目取消了,但為程控交換機而開發(fā)的芯片架構設計卻保留了下來,這個項目后來移交托馬斯.沃森研究中心后叫做801項目,也就是后來的精簡指令集架構。IBM盡管是最早提出RISC架構的公司,但IBM自己的RISC CPU并不是最早面世的,IBM自己的POWER CPU在經(jīng)過獵豹項目和美洲項目之后才于1990年2月隨著發(fā)布,比太陽公司的SPARC和MIPS都要晚。目前為止,IBM POWER經(jīng)過了9代發(fā)展,POWER 9架構已經(jīng)于2015年發(fā)布,預計今年采用14nm工藝生產(chǎn)。上文我們已經(jīng)提到,90年代IBM和摩托羅拉、蘋果公司曾經(jīng)結成聯(lián)盟推廣基于POWER架構的PC,但隨著2005年蘋果終止使用POWER處理器,目前市面上已經(jīng)沒有POWER架構的PC。相比英特爾的至強系列,POWER處理器的優(yōu)勢在于更高的內(nèi)存帶寬和更大的三級緩存,這就意味著POWER處理器的I/O性能要比英特爾的CPU強很多,另一個優(yōu)勢就是SMT技術了,理論上英特爾的至強處理器最高只支持8路,而POWER處理器可以支持64路。IBM遇到了與其他所有沒落的RISC架構同樣的問題,就是用途太窄、規(guī)模太小導致處理器單價居高不下,在與英特爾的競爭中也就越來越居于下風。于是IBM也學習太陽公司搞POWER架構開放聯(lián)盟,2013年成立了Openpower基金,允許聯(lián)盟廠商推出自己的POWER處理器以及相關POWER架構產(chǎn)品。其中中國蘇州中晟宏芯信息科技有限公司也拿到了POWER架構授權,我們應該很快就能看到國產(chǎn)化的POWER處理器以及相關服務器等產(chǎn)品。
目前為止市面上能夠看到的POWER服務器(大型機與小型機還有Power Systems系列服務器)都是IBM生產(chǎn)的。下面列出IBM歷年推出的POWER服務器系列:
大型機/小型機:IBM的大型機、小型機型號非常多。這里簡單列舉下期中幾個主要的系列:RS/600系列、AS/400系列、System z系列(大型機)、IBM eServer zSeries(大型機)
5.惠普公司的PA-RISC
1980年代惠普擁有4條使用復雜指令集的計算機產(chǎn)品線(包括使用英特爾處理器的IBM兼容機),惠普打算將其中非IBM兼容機的CPU全部替換成自己開發(fā)的RISC處理器。1986年2月26日在發(fā)布的HP 3000 Series 930和 HP 9000 Model 840計算機上,惠普用上了自己開發(fā)的PA-RISC處理器。這款處理器最初擁有32條32位整數(shù)寄存器和16條64位浮點寄存器。PA-RISC到2005年停止更新前,一共發(fā)布了18代,除了1994年的PA-7100LC和1996年的PA-7300LC,所有PA-RISC處理器都沒有二級緩存,惠普用更大的一級緩存替代了二級緩存。與MIPS采取的開放戰(zhàn)略類似,惠普公司在1992年就建立了一個Precision RISC Organization(PA-RISC組織),其成員包括日立、Redbrick Software、Allegro Consultants、三菱、NEC、OKI、Stratus(生產(chǎn)容錯服務器)。也就是說,采用PA-RISC處理器的服務器除了惠普自己的,還有其他公司也有生產(chǎn)。
HP PA-RISC 7300LC
惠普的PA-RISC服務器后來芯片被換成了惠普與英特爾合作開發(fā)的安騰處理器,但現(xiàn)在安騰處理器也死掉了。PA-RISC的服務器有以下幾個系列:6款工作站產(chǎn)品、700系列服務器(共37款)、800系列服務器(35款)、RP系列服務器(20款)、RX系列服務器(15款)、大型機系列(24款)。從這么多系列產(chǎn)品可以看出當年PA-RISC也是非常成功的處理器。
本文最后再談一下RISC指令集在服務器領域的發(fā)展前景問題。上述文章里提到的所有RISC指令集處理器,依舊還能在服務器領域大規(guī)模商用的只剩下IBM的POWER,英特爾在數(shù)據(jù)中心市場取得了絕對性的勝利。這是不是意味著英特爾就此一統(tǒng)江湖了呢?我看未必。英特爾之所以能夠逐漸進入服務器處理器市場并最終占據(jù)壟斷地位,除了wintel聯(lián)盟的開放戰(zhàn)略外,很大程度上是由于英特爾的規(guī)模優(yōu)勢帶來的低成本,再加上英特爾在制程領域的領先。但是目前這個局面正在改變,ARM處理器的出貨量比英特爾要高,TOC比英特爾要低,晶圓代工廠商臺積電等在制程技術上逐漸追上了英特爾,目前缺的只是生態(tài)系統(tǒng)的搭建。英特爾當年能夠把一票RISC服務器打敗,靠的是廉價的X86服務器,今天的ARM/POWER服務器將會以同樣的手法侵蝕英特爾的市場。我相信在不久的未來我們就能看到國產(chǎn)自主知識產(chǎn)權的RISC服務器商用。不過就算RISC服務器性價比要優(yōu)于英特爾服務器,要想取代X86服務器還需要很長時間,因為長期以來市場上積累了大量的二手X86服務器,這批機器價格非常低,是目前IDC服務商和許多中小企業(yè)的首選。目前二手X86服務器市場也出現(xiàn)了一個垂直二手交易平臺—九河網(wǎng)河馬優(yōu)品(),所有服務器都經(jīng)過檢測,質保一年。有這樣的規(guī)范平臺在,二手X86服務器將會是新時期RISC服務器的最大競爭對手。
【 延伸閱讀 】
- 服務器發(fā)展史話
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