Linux | 深入理解X86和小型机，UNIX和Linux
x86服務器
Intel推出至強7500系列處理器（例如Nehalem-EX），將至強平臺的可靠性、可用性和可維護性（RAS）帶到新的高度，此外將原本只為RISC架構專屬的諸如機器校驗架構（Machine Check Architecture，MCA）等特性的移植，也使至強7500平臺在面向高端關鍵性業務應用時底氣更足。至強7500的推出，是Intel志在關鍵應用市場一展身手的重要一步。
雖然近年來x86服務器的出貨量占整個服務器（包含x86服務器、小型機、大型機）領域的80%左右，但是其市場份額卻只有50%。這主要是因為在重要的關鍵業務應用上，小型機向來都是首選。
小型機
小型機，一種介于PC服務器和大型機之間的高性能計算機，一般認為，傳統小型機是指采用RISC、MIPS等專用處理器，主要支持UNIX操作系統的封閉、專用的計算機系統，所以又稱RISC服務器或Unix服務器。
小型機是指采用8-32顆處理器，性能和價格介于PC服務器和大型主機之間的一種高性能 64 位計算機。國外小型機對應英文名是mini computer和midrange computer。midrange computer是相對于大型主機和微型機而言，該詞匯被國內一些教材誤譯為中型機，mini computer一詞是由DEC公司于1965年創造。在中國，小型機習慣上用來指UNIX服務器。1971年貝爾實驗室發布多任務多用戶操作系統UNIX，隨后被一些商業公司采用，成為后來服務器的主流操作系統。在國外，小型機是一個已經過時的名詞，60年代由DEC（數字設備公司）公司首先開發，并于90年代消失。
而UNIX服務器，也就是中國業內習慣上說的小型機，在服務器市場中處于中高端位置。UNIX服務器具有區別X86服務器和大型主機的特有體系結構，基本上，各廠家UNIX服務器使用自家的UNIX版本和處理器。比如IBM公司采用Power處理器和AIX操作系統，Sun、Fujitsu（富士通）公司采用SPARC處理器架構和Solaris操作系統，HP采用PA-RISC架構（現在轉向于安騰處理器）和HP-UX操作系統；過去的Compaq公司（已經被并入HP）處理器架構采用Alpha。
小型機特性
小型機跟普通的服務器（也就是常說的PC-SERVER）是有很大差別的，最重要的一點就是小型機的高RAS（Reliability, Availability, Serviceability 高可靠性、高可用性、高服務性）特性，它們的具體含義如下：
注意：
小型機的發展趨勢
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趨勢一：RISC處理器走弱，X86處理器走強
隨著64位、多核CPU、多路SMP設計、集成內存控制器等創新技術的引入，基于X86架構處理器的系統性能越來越強大，對基于RISC處理器的服務器構成了極大威脅。從全球高性能計算機TOP
500排行榜來看，AMD、Intel處理器從2001年11月份的4%上升到了2005年11月的77.6%，而RISC等專用處理器則從96%下降到了22.4%。 -
趨勢二：UNIX操作系統走弱，LINUX操作系統走強
一方面，UNIX操作系統面臨標準不統一帶來的封閉性、投資昂貴的高成本性以及各UNIX廠商發展策略不明朗帶來的不確定性等三大困境；另一方面，隨著LINUX操作系統的日趨成熟，其性能已經和UNIX操作系統相當，并大量侵蝕了UNIX的固有陣地。從全球高性能計算機TOP
500排行榜來看，Linux從2001年11月份的7.8%上升到了2005年11月的74.2%；相反，而UNIX則從88.6%下降到了20%。 -
趨勢三：小型機產業生態系統朝開放化、標準化發展
開放化、標準化一直是全球IT產業發展的規律之一，它能帶來更高的性價比、更出色的擴展性、更優秀的兼容性和更多的投資回報。正是這一規律在催使包括CPU、操作系統、整機、應用軟件廠商以及用戶在內的整個小型機生態系統從封閉走向開放。眾多SI和軟件開發商推出了越來越多的基于Linux或Windows的應用軟件或解決方案，如原本在UNIX下應用的Oracle、Sybase等企業級數據庫軟件已經在LINUX下實現了成功的應用，并得到了時間的檢驗。越來越多傳統RISC小型機的用戶開始向遷移系統，擺脫封閉帶來的桎梏。
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趨勢四：遷移是一種趨勢
IDC調研結果顯示，從2001以來，全球Unix服務器市場的出貨量和銷售額均在不斷縮減，在2001年整個服務器市場470億美元的銷售額中，Unix服務器占了210億美元；而2004年Unix則只有162億美元，平均每年的衰退比率超過了5%。預計到2008年，X86服務器將不光是在銷量上遠遠領先于非工業標準服務器，甚至在銷售額方面也將實現趕超。
小型機與PC服務器的區別
在英文里這兩位都叫server（服務器），小型機是國內的習慣稱呼；pc服務器則主要指基于intel處理器的x86架構，是一個通用開放的系統。而不同品牌的小型機架構大不相同，使用risc、mips處理器，像美國sun、日本fujitsu等公司的小型機是基于sparc處理器架構，而美國hp公司的則是基于pa－risc架構，compaq公司是alpha架構，ibm和sgi等的也都各不相同；i／o總線也不相同，fujitsu是pci，sun是sbus，等等，這就意味著各公司小型機機器上的插卡，如網卡、顯示卡、scsi卡等可能也是專用的；操作系統一般是基于unix的，像sun、fujitsu是用sun solaris，hp是用hp－unix，ibm是aix，等等，所以小型機是封閉專用的計算機系統。
使用小型機的用戶一般是看中Unix操作系統的安全性、可靠性和專用服務器的高速運算能力，雖然小型機的價格是pc服務器的好幾倍。
pc服務器一般用的操作系統是安全性、可靠性稍差的windows 2000/windows nt。目前造成windows nt口碑不佳的原因其實多少也在于大家對microsoft的偏見，其實windows nt安全性、可靠性和運算速度并不差，尤其是其windows2000發布以后，而windows2000針對服務器市場又分為多個版本：windows2000 server、windows2000 advance server、windows2000 datacenter server。
目前在服務器操作系統市場上的ms windows 2000/nt市場占有率在50%以上，而且windows nt在操作界面的易用性、通用性、易開發性、大量的應用軟件支持上有絕對的優勢；另外，pc服務器還可以支持現在流行的linux、sco unix、solaris for x86等unix操作系統，對于文件和打印服務器novell netware操作系統也是一個不錯的選擇。
相對而言，pc服務器具有較高的性能價格比，通用性是其最大的一個優點，會使用pc機就可以很容易地使用pc服務器，它的硬件結構與pc機差不多，用戶心里有底；它的操作系統一般是windows nt/2000，又對用慣windows 95／98的用戶來說容易掌握，而且應用軟件也更豐富。另外，價格便宜也是pc服務器的優勢，價位處于pc機與昂貴的小型機之間，具有最佳的性能價格比。
什么是小型機
百科是這么說的：小型機是指采用精簡指令集處理器，性能和價格介于服務器和大型主機之間的一種高性能 64 位計算機，同時也叫Unix服務器，通常使用自家封閉的UNIX操作系統和專屬的硬件架構。比如IBM采用Power處理器和AIX操作系統，Sun、Fujitsu（富士通）公司采用SPARC處理器架構和Solaris操作系統，HP采用安騰處理器和HP-UX操作系統等等。另外，I/O 總線也不相同，比如Fujitsu 是 PCI，Sun 是 SBus。這就意味著各公司小型機機器上的IO設備 ，如網卡、顯示卡、SCSI 卡等也都是專用的。這樣封閉的硬件架構和操作系統會被廠家調校到性能最優、最穩定，再采取冗余等保證措施，并建立完整、快速響應的服務體系，保證了小型機的高RAS（Reliability, Availability, Serviceability 高可靠性、高可用性、高服務性）。
小型機往往應用于金融、電力、電信等行業，這些用戶看重的是Unix操作系統和專用服務器RAS特性、縱向擴展性和高并發訪問下的出色處理能力。這些特性是普通的X86服務器很難達到的，所以在數據庫等關鍵應用一般都采用“高大貴”的小型機方案。
穩重的小型機體系從研發-生產-銷售-服務整個鏈條都是“封閉”的，導致小型機發展緩慢、競爭也不充分。和“開源”的X86“百花齊放”的體系相比，不管在技術上、價格上在現在這個時代都失去優勢。小機的封閉架構是發展前期獲取成功的根源，卻是互聯網數據泛濫時代走向衰弱的導火索。
X86走的是另外一條路，一條互聯網的路。X86的發展和互聯網的進程完全契合。互聯網的核心精神是“草根”，是開放共享，是共同發展，大家都是吃瓜群眾，沒有誰比誰更重要。能生產X86服務器廠家很多，但沒有一家是完全包辦的。每個部件都可以有不同的選擇，競爭充分、優勝劣汰。所以X86服務器一直在持續發展，一直在適應發展，現在已經接近小型機的RAS，并且性能上都和小型機不相上下，比如在8路(及以下)的機型上，X86服務器的性能已經超越了小型機的領軍機型Power。
X86服務器最常用的操作系統—Linux繼承了UNIX的設計思想，也是一個性能穩定的多用戶網絡操作系統，而且有很多的開源版本。來自全世界的無數程序員一起參與了Linux的修改、編寫工作，程序員可以根據自己的興趣、靈感和需求對其進行補充和修改，這讓Linux吸收了無數程序員的精華，不斷壯大，還降低使用門檻，吸引大量用戶使用，百煉成鋼。現在絕大多數服務器端的應用都是運行在Linux操作系統下的，Linux成為最普及的操作系統。
英特爾從2010年發布的Nehalem-EX架構至強7500處理器，使X86平臺真正具有了叫板同時期主流小型機系統的實力。而至強系列處理器所實現的睿頻加速、超線程、虛擬化和智能節能等一系列技術，使x86架構的服務器在性能上足以抗衡基于RISC架構的小型機，但在成本上卻大大降低。更新一代的至強E7處理器，在系統可用性技術和數據完整性技術上又有了長足進步，RAS特性日趨完善，還引入了更多可靠性設計，如提升內存可靠性設計、推出增強的MCA架構eMCA2.0等，使得基于X86的服務器也達到99.999%的穩定性。
▲Intel? Xeon? E7 RAS特性日趨完善
2008年當“阿里巴巴”提出去“IOE”的時候，大部分“名門正派”的IT部門覺得這是“癡人做夢”、“自掘墳墓”。幾年后，真正被驚醒的卻是“名門正派”們。他們發現互聯網企業的系統比自己的復雜得多了，用戶也多得多，相對自己的系統，用戶的并發是“天量”的。這些應用對服務器性能要求和穩定性的也很苛刻…居然都已經成功替換成X86服務器了。而自己使用的小型機經過一段時間的運行，封閉架構導致的弊病都呈現出來了：
? 采購成本過高
? 管理復雜，缺乏自動化運維和統一管理
? 缺少備品備件，維保費用高，出了故障停機時間長
? 需要的人員要求高
? 應用開發成本高
? TCO居高不下
? ……
由于以上原因，傳統基礎設提供者參照互聯網企業的去“IOE”的經驗，采用高RAS的X86服務器來代替小型機的動力和愿望越來越強烈。但是選擇什么樣的X86服務器卻成為難題。
華為推出的KunLun開放架構小型機是一系列基于最新的Intel? Xeon? 系列處理器，并采用了諸多最新技術的高端服務器。系統架構的設計理念是“高可靠，高可用，高性能，易維護，可伸縮”：具有同類產品中最強的可靠性，極速的性能，領先的彈性架構設計，以及開放易用的集中式管理平臺，可以全面滿足關鍵業務，大型數據庫，內存數據庫，虛擬化，高性能計算等業務負載的要求。和普通X86服務器相比，華為利用其自研的RAS2.0和NC互聯芯片技術研制的關鍵業務服務器KunLun,計算性能和可靠性遠勝于其他X86服務器，媲美小型機，讓客戶遷移更放心：
? 高可靠：基于RAS2.0特性，部件全冗余，系統無單點故障，99.9996%的超高可靠性；支持故障分析告警和故障隔離，業界首次支持CPU和內存的在線熱替換，確保故障在線處理業務不中斷，可靠性媲美傳統小型機，并可以實現系統平滑擴容。
? 高性能：4 to 32路縱向平滑擴展，最高可達1200萬tpmC，滿足客戶未來5年業務需求。
? TCO節省：采用X86開放架構，融入主流生態鏈，采購成本及運維成本降低30%，so easy！
▲創新的RAS2.0技術提供更高級別的可靠性
云計算的核心理念是“按需供給”，云計算資源池內并不是只需要虛擬機服務，核心應用上還是需要高性能的計算服務，需要采用物理服務器來承載。用軟件定義出來的虛擬機，比起物理服務器來多了遷移、鏡像管理等功能，在管理、配置、運營上也帶來很多便利。而華為KunLun系列小機入云以后，就可以像虛擬機一樣進行統一管理和自動發放的神奇功能，不再需要手工安裝物理服務器的操作系統和軟件，不需要手工配置網絡和存儲等，使用起來像虛擬機一樣方便。使得資源池管理者可以統一管理云內包括物理裸機在內的所有的計算、網絡和存儲資源。
從UNIX小機遷移到KunLun小機，由于服務器架構和操作系統的變化，需要有一套嚴謹的應用和數據遷移方法。KunLun小機在多個行業的數據庫替換和整合、關鍵業務替換等場景中獲得成功，積累了豐富經驗。并總結出完善的基于信息采集與評估、計劃和設計、實施、確認及系統優化等4個階段，17個步驟，30個標準動作場景的應用和數據遷移方案。確保每個用戶、每個場景的業務平滑遷移、保障業務連續性。
總結
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