【IT168 专稿】IBM一直期望通过自己的研发实力和在企业计算领域的丰富经验，令自己推出的x86服务器有别于统一采用英特尔芯片组的竞争对手。2001年，IBM推出第一代X架构芯片组X1，令x86服务器开始具有扩展性；2003年X2问世，IBM将它设计成可以担当数据库服务器的重要角色；2005年的X3，则强调应用程序可靠性。2007年末，IBM终于推出了企业级X架构的第四代芯片组——X4。

    相较于上一代的X3架构，X4采用了模块化设计，允许用户将多台基于X4架构的服务器整合起来，形成一个大型的SMP系统，而板载的控制器和多种内存保护技术也确保了服务器的可靠性和可用性。作为支持大规模计算的新一代X架构，X4为企业的Windows和SQL server等高端应用提供有力支持。

1、秉承X系列架构的优势

    与X3架构一样，X4内置了IBM开发的系统控制芯片（“Hurricane”）——可以分别作为模块化扩展的控制器和内存协调控制器。与X3架构里推出的“Hurricane 3 ”架构相似，X4中的“Hurricane 4 ”也将上述两种控制器整合在了同一芯片上。而作为改进，它提供了更快的前端总线速度和更高的内存带宽。

    X4架构可以为四路服务器中的每一个处理器提供独立的1066MHz的前端总线（FSB），提供了超大流量的带宽。但是，互相独立的FSB面临一个难题，就是处理器之间无法明确知道目前其他处理器正在处理内存中的哪部分数据，这样就有可能造成计算资源的浪费。而Hurricane通过Snoop Filter(探听过滤器)和Remote directory（远程目录）来减少这类问题的发生。

    其实Snoop Filter（探听过滤器）是一种特殊的缓存，用于存储CPU二级缓存的索引信息（只是包括其标签和状态，不包括数据），有助于减少处理器的前端总线发生数据堵塞的情况，提高前端总线的效率。事实上，由于多核时代的来临，服务器的瓶颈逐渐出现在了I/O带宽，系统均衡性不足等方面，而影响它们的除了系统总线外，另一个最主要的问题就是内存。因此，IBM X4架构在内存控制方面做了巨大的努力。
 

2、突破系统瓶颈，优化内存控制

    X4系列架构支持的内存总线频率由X3的667MHz提升至1066MHz，并且将内存插槽频宽由现有的333MHz增加至533MHz，带宽增加了5倍。而内存插槽也由原先的4根插槽增加至8插槽，这样的一台四路服务器最大可安装256GB的内存，是X3架构时的4倍。IBM亚太区System X业务经理Peter Hedges表示，对于需要在高级四路服务器上运用多个虚拟机的客户而言，高容量且效能提升的系统内存，有助于划分出更多虚拟机，同时提升各虚拟机的效能。

    此外，X4架构采用了更经济、更节能的DDR2 R-DIMM取代了原来的FB-DIMM(Fully Buffer DIMM)。Peter Hedges表示，采用DDR2内存不但价格更为低廉，也能减少37%的内存耗电，进而降低散热量，还可以将内存延迟降低20%。据IBM公司估计，DDR2内存将会在比FB - DIMM 少23%的功耗基础上获得同样的性能。
 

3、嵌入式虚拟化

    X4架构最吸引人的地方莫过于它的“嵌入式系统”。服务器可以通过闪存里的操作系统，直接引导一个虚拟软件平台。起初，这些虚拟软件都是由VMware提供的，因为2007年9月，VMware公司推出了一个在闪存里的ESX Server 3i的虚拟机软件（VMM）。然而随着时间的推移，用户有了越来越多的选择，类似Citrix旗下Xen Source的Xen Express就可以作为替代品。

    虚拟化往往被认为是解决服务器杂乱和资源利用率低的灵丹妙药。因此很多厂商也开始纷纷进入x86嵌入式虚拟操作系统的市场。比如Dell基于“Project Hybrid”计划的VESO虚拟嵌入式系统，而HP和富士西门子公司也宣布将在短期内对虚拟化操作系统提供支持。而IBM无疑是第一个吃螃蟹的。
 

4、优秀的节能特性

    在一些大型的数据中心里，供电和冷却等因素限制了机柜服务器密度的增长。而X4架构通过使用寄存DIMM技术和高级缓冲执行(ABX)芯片来设计第四代EXA技术平台，从而将系统的DIMM插槽容量增加一倍。因此，与需要缓冲的DIMM技术相比，X4的设计拥有更高的效率，在提供相同级别数据保护的情况下，其耗电量比前者低37%。除了这些成本节约优势外，采用了X4架构的服务器电源利用率也高达91.3% ——堪称业界最高效的设计之一。

5、强大的模块化扩展能力

    IBM的X4架构允许用户通过Scale Xpander选件包，来对服务器进行扩展。如基于X4架构的IBM System x3850 M2采用了每机箱4路模块化设计，但是通过Scale Xpander选件包，客户可以将服务器灵活扩展到4路、8路、12路，最高可达16路（最多叠加四台服务器），从而扩展成全新的X3950 M2，适用于后端数据库服务和大规模的服务器合并。

    这种“按成长付费”的产品能够帮助客户更好地控制IT成本。提供了一种创新的高性价比扩展选择，可以适应业务成长对更高性能的要求。

    除此之外，在重要的TPC-C在线交易处理基准测试中，System x3850 M2的测试性能达到了516,752 tpmC，比HP ProLiant DL580 G5（2）高出近27%。而System x3950 M2更是创造了x86服务器TPC-C基准测试的最高记录，其性能达到了841,809tpmC，比基于上一代X架构的System x3950高出63%。性能领先在很大程度上要归功于系统的均衡设计，正是由于IBM在处理器、内存和I/O方面均衡的系统设计，才造就了值得信赖的优异性能。
 

6、瞄准高端用户

    在X86架构越来越标准化的今天，很多厂商开始寻求标准下的特殊性，为自己寻找有力的市场定位。IBM X4架构延续了成功的X系列优势，即由更高的内存带宽和总线速度，连同嵌入式虚拟化和节能特性，使得它在X86架构中独出一帜。而Scale Xpander为其提供的模块化扩展，让它在灵活性和可用性上大大领先，成为面向高端的产品。

    从市场表现来看，IBM的煞费苦心看来已经有了回报。过去五年来，多路服务器这块市场的增长幅度为14%，IBM的System x则是37%，明显超过整体市场增长。期待第四代X架构可以在HPC等领域发挥更加重要的作用，延续IBM x系列架构的光辉。