【IT168 专稿】 IBM X架构不只是性能出众，X架构蕴含了创新，可扩展性和可靠性设计理念。关于X5架构，请阅读：重新定义x86服务器IBM eX5架构揭秘

　　企业级X4架构

　　在大型，可扩展服务器中，内存，I/O和磁盘子系统是最重要的组件，为了有效地利用多个执行引擎，无论是内核、线程还是物理处理器，需要做到两件事情。首先，你的软件必须有跨执行引擎分配工作量的能力，包括管理程序(hypervisor)，操作系统和应用程序，其次，你的内存和I/O子系统必须具备为执行引擎提供足够充分的数据，以便让执行引擎的利用率达到最大。

　　上面两个要求说起来容易做起来难，事实上，x86计算平台的平均处理器利用率才5%-10%，软件厂商可以通过一些特殊手段提高处理器的时钟频率来提高性能，但最近多核处理器的流行，迫使这些处理手段升级，否则就不能很好地支持并行处理，最后可能不得不重写整个应用程序，但这需要时间，并且性能仍然是受限的。使用软件来虚拟化你的服务器，这样可以让现有应用程序运行在虚拟机上，这样也就不用为并行处理重写代码了，但性能仍然会得到提升，因为管理程序可以跨所有处理器核心分配多个虚拟机，即将多个处理器核心分配给多个虚拟机使用。

　　虚拟化还带来了许多其它好处，如增强了服务器的灵活性，提高了容错能力，灾难恢复能力，并且更节省电力资源，也更加符合环保要求，但这只是软件解决方案。X86服务器中的处理器，内存和I/O子系统必需相互配合，才能让虚拟化软件最大程度地利用硬件资源。

　　图 1 IBM eX4芯片组

　　 x3850 M2概况

　　图 2 IBM x3850 M2服务器

　　下面是x3850 M2和x3950 M2的主要特点：

　　? 4路服务器;

　　? eX4架构特性和XA-64e四代芯片组;

　　? 两个标准的英特尔至强MP双核，四核或十六核心处理器，升级到了4个，这些处理器支持64位寻址，以及英特尔64位技术架构;

　　? 支持英特尔虚拟化技术(VT);

　　? 支持在系统板的USB连接器上安装可插拔闪存，这样可以启动一个嵌入式hypervisor，如ESX 3i;

　　? 4GB或8GB内存共享扩展到256GB(使用8GB DIMM)，使用高性能PC2-5300 ECC DDR2 DIMM;

　　? 具有内存保护，内存镜像，热插拔内存，热增加和ChipKill的主动式存储器(Active Memory™);

　　? 7个半字长64位PCI Express x8插槽，其中两个可以热插拔;

　　? 集成LSI 1078串行SCSI(SAS)控制器;

　　? 支持RAID-0和RAID-1标准，如果要开启其它RAID功能和256MB电池供电缓存，可以选用ServeRAID-MR10k RAID可扩展器;

　　? 四个热插拔驱动器安装槽，自带584GB存储容量(使用的是146GB硬盘);

　　? 集成双口Broadcom 5709C PCI Express前兆网卡;

　　? 板载管理控制器和远程管理II型适配器;

　　? 三年现场担保，提供每天9小时，每周5工作日，下一个工作日响应服务。

　　集成ESX 3i模块

　　有些x3850 M2机型嵌入了VMware ESXi模块，这是通过直接在主板上插入一个U盘实现的，当服务器启动时，将会直接启动到ESXi安装界面，允许你设置root密码和一些简单的网络参数，然后指定一个VI客户端来管理服务器，你也可以通过VMware Virtual Center来管理，更多信息请参阅第3章：VMware虚拟基础架构。

　　x3950 M2可扩展选项

　　x3950M2可以和其它三个类似的单元连接成一个4节点，16路复合服务器，而且可以按线性方式扩展，如增加处理器，内存和磁盘，在非CPU密集型负载情况下需要大量内存时，你可以使用2台x3950 M2，每台配备2颗处理器，因此处理器可以访问全部64 DIMM插槽，在这种情况下，你就只需要增加内存，下图显示了目前x3950 M2支持的组合方式。

　　图 3 x3950 M2支持的联合体

　　向上扩展策略的优势

　　正如在上小节谈到的扩展方法，这是一种非常流行的做法，可以组成服务器农场，也可以组成虚拟主机服务器。例如，在两个不同的主机之间实时迁移虚拟机(VM)可能办不到，而通过这种办法可以创造一种最优的实时迁移方案。

　　大型主机：eX4架构的优势作为一个组织的虚拟化战略。

　　虚拟机(VM)的数量不会变化，但实物资产将会减少，服务器管理成本远高于购置成本，因此减少需要管理的服务器数量无疑会降低管理成本。使用eX4架构时也有明确的升级路径，但不是购买和安装更多的系统和hypervisor层，人们可以在停机维护期间将4路服务器扩展到8路，加电后就可以分配更多的工作量了。

　　1）在更大的主机上更有效地运行VM

　　对于一个具有4颗虚拟CPU的VM，hypervisor必须为其找到4个CPU核心调度，因此建议不要在一台只有4核心的主机上为VM分配4颗虚拟CPU(vCPU)，如果这样做了会造成极大的资源竞争，会降低所有VM的性能。假设n代表调度程序可调度的CPU核心，r代表VM中vCPU的数量，n和r之间不是一个线性关系，如果我们将r设为2，我们在4、8、16和32核心系统上调度情况如下图所示。

　　图 4 2 vCPU VM在不同数量CPU核心主机上的调度交换情况

　　从上图可以看出随处理器核心的增多，调度交换得更快，但要用它来精确衡量性能的提升非常困难，因为环境中存在的变化因素实在太多了，需要进一步通过统计才能得出比较科学的结果。

　　2）如果在相同地址空间有更多的VM，内存重复删除率更高

　　在VMware ESX和Red Hat Enterprise Virtualization中，内存重复删除技术又叫做透明页内存共享，hypervisor内核扫描所有VM中相似的页面，如果发现两个页面完全系统，它就会执行重复删除，然后将两个VM指向同一个物理地址空间，如果其中一个VM要向页面写入内容，那内存共享就会强制结束。如果同一个宿主服务器上的所有VM运行的操作系统都一样，这种情况下最适合使用重复删除技术了，因此可以让多个VM读取相同的物理地址空间。

　　3）宿主服务器更少了，不用的资源池也更少了

　　SAN流行的一个原因是它可以避免磁盘空间的浪费，如果用于虚拟化，那么意味着可以减少虚拟宿主系统的本地存储容量，当一个宿主服务器上的CPU和内存资源不够用时，可以通过VM找到其它宿主服务器上的可用资源，实时迁移技术促进了VM资源竞争的平衡，宿主服务器数量减少，容量变大后，实时迁移所需的网络通信量和CPU负载将会急剧减少。

　　4）需要的网络端口数更少了

　　光纤通道交换机，HBA，线缆，SFP和端口许可都非常贵，因此客户总希望完全利用它们，物理主机的数量减少后，这些间接成本也会随之减小，并且利用率还提高了，许多hypervisor允许你创建集成网络对象，如存在于hypervisor内核中的虚拟交换机，这一内部VM通信就不用发送到外部网络中了，而且这种机制获得的通信延迟是最小的，外部网络交换机的负载也减小了。