移动通信的相关介绍
CDMA蜂窝移动通信技术介绍自20世纪70年代末第一代模拟移动通信系统面世以来,移动通信产业一直以惊人的速度迅猛发展,已经成为带动全球经济发展的主要高科技产业之一,并对人类生活及社会发展产生了重大影响。
其中,CDMA码分多址移动通信技术以其容量大、频谱利用率高、保密性强、绿色环保等诸多优点,显示出强大的生命力,引起人们的广泛关注,成为第三代移动通信的核心技术。
CDMA(CodeDivisionMultipleAccess,码分多址)作为一种多址技术早已出现,起初仅在抗干扰和保密性能等方面受到人们的注意,被用在军用抗干扰系统中。
1989年,美国高通(Qualcomm)公司最先推出CDMA蜂窝移动通信系统的设想。
码分多址蜂窝移动通信技术实际上包含两个基本技术,即码分多址技术和扩频通信技术。
所谓扩频,简单地讲就是用某种技术将信号的频谱进行扩展,工程中常用直接序列对信号进行扩频,即用一个高速码序列码去调制低速原始数据信息。
码分多址(CDMA)与频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)一样,是多址技术的一种。
CDMA系统中的每一个信号被分配一个正交序列或PN(PseudoNoise,伪随机噪声)序列用作扩频序列对其进行扩频,不同信号的能量被分配到不同的正交序列或PN序列里。
在接收机,通过使用相关器只接受选定的正交序列或PN序列并压缩其频谱,凡不符合该用户正交序列的信号就不被压缩带宽,结果只有指定的信号才能被提取出来。
我们将CDMA与FDMA、TDMA三种多址方式进行比较。
FDMA采用调频的多址技术,在不同频段的业务信道被分配给不同的用户;TDMA是采用时分的多址技术,业务信道在不同的时间被分配给不同的用户;CDMA采用扩频的码分多址技术,所有用户在同一时间、同一频段上,但根据不同的编码获得业务信道。
在技术实现上,就是利用码型的不同来调制解调不同的用户。
1.系统容量大。
在CDMA系统中所有用户共用一个无线信道,当有的用户不讲话时,该信道内的所有其它用户会由于干扰减小而得益。
CDMA数字移动通信系统的容量理论上比模拟网大20倍,实际上比模拟网大10倍,比GSM大4至5倍。
2.通信质量好。
CDMA系统采用确定声码器速率的自适应阈值技术、高性能纠错编码、软切换技术和抗多径衰落的分集接收技术,可提供TDMA系统不能比拟的、极高的通信质量。
3.频带利用率高。
CDMA是一种扩频通信技术,尽管扩频通信系统抗干扰性能的提高是以占用频带带宽为代价的,但是CDMA允许单一频带在整个系统区域内可重复使用,使许多用户共用这一频带同时通话,大大提高了频带利用率。
这种扩频CDMA方式虽然要占用较宽的频带,但按每个用户占用的平均频带来计算,其频带利用率是很高的。
4.适用于多媒体通信系统。
CDMA系统能方便地使用多码道方式和多帧方式,传送不同速率要求的多媒体业务信息,处理方式和合成方式都比TDMA方式和FDMA方式灵活、简单,利于多媒体通信系统的应用。
5.手机发射功率低。
CDMA系统通过功率控制,使得CDMA手机尽量降低发射功率,以减少干扰和提高网络容量。
6.频率规划灵活。
用户按不同的码序列区分,扇区按不同的导频码区分,相同的CDMA载波可以在相邻的小区内使用,因此CDMA网络的频率规划灵活,扩展方便。
1.功率控制技术功率控制技术是CDMA系统的核心技术。
CDMA系统是一个自干扰系统,所有移动用户都占用相同带宽和频率,因此需要某种机制使得各个移动台信号到达基站的功率基本处于同一水平上,否则离基站近的移动台发射的信号很容易盖过其它离基站较远的移动台的信号,造成所谓的“远近效应”。
CDMA功率控制的目的就是克服“远近效应”,使系统既能维护高质量通信,又减轻对其他用户产生的干扰。
功率控制分为前向功率控制和反向功率控制,反向功率控制又可分为仅由移动台参与的开环功率控制和移动台、基站同时参与的闭环功率控制。
(l)反向开环功率控制。
移动台根据在小区中接收功率的变化,调节移动台发射功率以达到所有移动台发出的信号在基站时都有相同的功率。
它主要是为了补偿阴影、拐弯等效应。
(2)反向闭环功率控制。
闭环功率控制的设计目标是使基站对移动台的开环功率估计迅速做出纠正,以使移动台保持最理想的发射功率。
(3)前向功率控制。
在前向功率控制中,基站根据移动台提供的测量结果,调整对每个移动台的发射功率,其目的是对路径衰落小的移动台分配较小的前向链路功率,而对那些远离基站和误码率高的移动台分配较大的前向链路功率。
2.码技术PN码的选择直接影响到CDMA系统的容量、抗干扰能力、接入和切换速度等性能。
CDMA信道的区分是靠PN码来进行的,因而要求PN码自相关性好,互相关性弱,实现和编码方案简单等。
CDMA系统就是采用一种基本的PN序列——m序列作为地址码。
基站识别码采用周期为215-1的m序列(称为短码),用户识别码采用周期为242-1m序列(称为长码)。
3.RAKE接收技术移动通信信道是一种多径衰落信道,RAKE接收技术就是分别接收每一路的信号进行解调,然后叠加输出达到增强接收效果的目的,这里多径信号不仅不是一个不利因素,而且在CDMA系统变成一个可供利用的有利因素。
一般地,RAKE接收机有搜索器(Searcher)、解调器(Finger)和合并器(Combiner)三个模块组成。
通常CDMA基站一个RAKE接收机有4个解调器,移动台有3个解调器。
4.软切换技术移动台从A基站覆盖区域向B基站覆盖区域行进,在A、B两基站的边缘,移动台先与B基站建立连接后,再将与A基站原来的连接断开,这种技术称之为软切换。
CDMA系统工作在相同的频率和带宽上,因而软切换技术实现起来比TDMA系统要方便容易得多。
5.话音编码技术CDMA系统使用了确定声码器速率的自适应阈值,从而可以根据背景噪声电平的变化改变声码器的数据速率。
这些阈值的使用压制了背景噪声,因而在噪声环境下也能提供清晰的话音。
CDMA2000系统采用的话音编码技术有CELP(CodeExcitedLinearPrediction,代码激励线性预测)、QCEP8K/13K(QualcommCELP)、EVRC(EnhancedVariableRateCoder,增强型可变速率编码器)等。
作为第三代移动通信技术的一个主要代表,CDMA2000是美国向ITU-T提交的第三代移动通信空中接口标准的建议,它由CDMAIS-95标准发展演进而来。
CDMAOne是基于IS-95标准的各种CDMA制造厂商的产品和不同运营商的网络的总称,也是国际CDMA发展组织(CDG)的一个品牌。
IS-95标准于1993年7月发布,是CDMAOne系列标准中最先发布的一个标准,但真正在全球得到应用的第一个CDMA标准是美国TIA(电信工业协会)于1995年5月正式颁布的窄带CDMA标准IS-95A。
IS-95A是CDMAOne第二个标准,工作频段为800MHz,兼容模拟和CDMA通信系统。
在IS-95A的基础上,又分别出版了支持13K话音编码的TSB-74文件、支持1900MHz的CDMAPCS系统的STD-008标准和支持64Kbps数据业务的IS-95B标准。
然而CDMAOne系统也仅能提供最高为64Kbps的数据业务,不能满足人们对多媒体通信的需求。
为了能进一步提升数据传输速率和系统容量,3GPP2标准化组织制定并发布了IS-2000,即CDMA2000标准。
在CDMA2000技术体制研究的前期,提出了1x和3x的发展策略。
如果系统分别独立使用带宽为1.25MHz的载频,则被叫做1x系统;如果系统将3个载频捆绑使用,则叫做3x系统。
但随后的研究表明,1x和1x增强型技术代表了未来发展方向。
同是1x,在CDMA2000向前发展的过程中,技术又出现了两个分支:1xEV-DO和1xEV-DV,且这两种技术均能满足ITU对第三代移动通信系统的要求(如最高数据传输速率达到2Mbps)。
CDMAxEV-DO标准最早起源于Qualcomm公司于1997年向CDG提出的高速率(HDR)技术。
此后,经过不断完善,Qualcomm公司于2000年3月以CDMAxEV-DO的名称向3GPP2提交了正式的技术建议方案。
“EV”是Evolution的缩写,“DO”则是“DataOnly”或是“DataOptimized”的缩写,EV-DO表示该技术是对CDMAx在提供数据业务方面的一种演进和增强。
2000年10月,3GPP2通过了1xEV-DO的空中接口标准《CDMA2000HighRagePacketDataAirInterfaceSpecification》(简称HRPD)。
到目前为止,3GPP2已经完成了1xEV-DO(或称HRPD)的空中接口标准的Rev0和RevA两个版本。
由于1xEV-DO采用独立的载频来承载数据业务,因此终端只能通过双模互操作来实现语音业务和数据业务。
CDMAx已经发展出CDMA2000Release0、CDMA2000ReleaseA、CDMA2000ReleaseB、CDMA2000ReleaseC和CDMA2000ReleaseD等5个版本,商用较多的是Release0版本。
部分运营商引入了ReleaseA的一些功能特性,ReleaseB作为中间版本被跨越;1xEV-DV对应于CDMA2000ReleaseC和CDMA2000ReleaseD。
事实上,1xEV-DV距离真正商业还有很长一段距离。
业界普遍认为,1xEV-DO能够对无线高速数据及其应用提供良好的支持,而且在1xEV-DO的ReleaseA版本上能够保证高效的QoS,在此基础上提供诸如VOIP之类的实时业务。
相比之下,1xEV-DV并不具备明显的技术优势。
同时,由于1xEV-DV的标准比1xEV-DO复杂,在技术实现和开发进度上明显滞后于1xEV-DO。
出于对以上两方面原因的考虑,国际上越来越多的主流CDMA2000运营商对1xEV-DV的需求明显降低,而纷纷选择1xEV-DO。
所以,1xEV-DO就成为CDMA2000比较现实的演进技术。
CDMA2000移动网络由移动终端(UE)、无线接入网(AN)和核心网(CN)三个部分构成。
1.移动终端移动终端是用户接入移动网络的设备。
2.无线接入网无线接入网实现移动终端接入到移动网络,主要逻辑实体包括1x基站(1xBTS)、1x基站控制器(1xBSC)、HRPD基站(HRPDBTS)、HRPD基站控制器(HRPDBSC)和接入网鉴权、授权、计费服务器(AN-AAA)和分组控制功能(PCF)。
(1)1x基站:采用CDMAx空中接口技术,提供无线收发信息功能。
(2)1x基站控制器:管理多个1x基站,提供语音、数据业务的资源管理、会话管理、路由转发、移动性管理等功能。
(3)HRPD基站:采用HRPD的空中接口技术,提供无线收发信息功能。
(4)HRPD基站控制器:管理多个HRPD基站(5)接入网鉴权、授权、计费服务器:提供接入网级的接入认证功能。
(6)分组控制功能:与1x基站控制器或HRPD基站控制器配合,提供与分组数据有关的无线信道控制功能。
3.核心网核心网负责移动性管理、会话管理、认证鉴权、基本的电路和分组业务的提供、管理和维护等功能,包括核心网电路域和核心网分组域两个部分。
(1)核心网电路域核心网电路域分为两种,即TDM电路域和软交换电路域。
在实际组网中,核心网可以采用这两种电路域中的一种,但软交换电路域是网络演进的方向。
如果需要对原来是TDM电路域的核心网采用软交换电路域进行升级换代时,初期可以新建软交换电路域,并使两种电路域同时工作。
TDM电路域采用ANSI41标准,主要逻辑实体包括移动交换中心(MSC)、拜访位置寄存器(VLR)、归属位置寄存器(HLR)和鉴权中心(AC)等。
1)移动交换中心:提供对所管辖区域的移动终端进行呼叫控制、移动性管理、电路交换等功能。
2)拜访位置寄存器:存储与呼叫处理有关数据的数据库,用于完成呼叫接续。
3)归属位置寄存器:管理移动用户信息的数据库,包括用户识别信息、签约业务信息以及用户的当前位置信息。
4)鉴权中心:产生鉴权参数并对用户进行认证鉴权。
软交换电路域采用了控制与承载相分离的网络架构,控制平面负责呼叫控制和相应业务处理信息的传送,承载平面负责各种媒体资源的转换,主要网元包括移动软交换(MSCe)和媒体网关(MGW)。
1)移动软交换:提供呼叫控制和移动性管理功能。
2)媒体网关:提供媒体控制功能。
(2)核心网分组域核心网分组域主要逻辑实体包括分组数据服务节点(PDSN)、认证授权和计费服务器(AAA)、归属代理(HA)、外埠代理(FA)、域名服务器(DNS)和L2TP网络服务器(LNS)。
1)分组数据服务节点:为用户提供分组数据业务,具体功能包括管理用户通信状态和转发用户数据。
2)鉴权、授权、计费服务器:提供管理用户的权限、开通的业务、认证信息、计费信息等功能。
3)归属代理:提供移动IP地址分配、路由选择和数据加密等功能。
4)外埠代理:提供移动IP注册、反向隧道协商以及数据分组转发等功能。
5)域名服务器:提供CDMA移动网络分组域设备的域名解析功能。
6)L2TP网络服务器:提供国际漫游用户的L2TP承载建立、用户IP地址分配及计费信息转接等功能。
由于空中接口采用了前向快速功控、反向相干导频、Turbo码、动态信道分配、发射分集等新技术,CDMAx系统容量和数据速率得到进一步提高。
以系统实现的技术版本Rev0和RevA为例,前者向用户提供的最高前向速率为153.6Kbps,最高反向速率为76.8Kbps;后者前向速率达到307.2Kbps,反向速率达到153.6Kbps。
对高速分组数据业务的支持是CDMAx技术的最大亮点。
为此,系统在物理层引入补充信道,并在网络侧增加了两个重要的设备:分组控制功能(PCF)和分组数据服务节点(PDSN),前者主要是在基站和PDSN之间提供PPP帧的传输,是无线链路协议(RLP)连接的终止点,后者则是点对点协议(PPP)连接的终止点,为IP数据包提供路由功能。
随着Internet与信息技术的高速发展,市场对无线数据业务的需求日益增长,而且数据业务向着多样性、大容量和非对称方向发展。
虽然CDMAx的数据速率高于IS-95,但仍然不能满足数据业务的需求。
CDMAxEV-DO技术的出现,进一步提高了系统的数据速率。
1.CDMAxEV-DO技术的设计思想数据和语音业务具有不同的特性。
数据业务对实时性要低于语音业务,而对误比特率的要求却高于语音业务。
一般地,前向数据业务的速率需求比反向高出数倍,而语音业务则是前反向对称的业务。
因此,像在CDMAx系统中那样,将数据业务和语音业务通过扩频码复用在一起,并通过快速功控来共享基站的发射功率和频率资源,对于高速数据业务来说系统效率较低。
把数据和语音业务分别放在两个独立的载波上承载,是CDMAxEV-DO的基本思想,即CDMAxEV-DO系统用单独的载频来提供高速分组数据业务,传统的语音业务与中低速数据业务则用CDMAx系统承载。
不同于CDMAx系统采用闭环功控技术以抵消信道衰落影响的传统方法,1xEV-DO借助于新的帧结构、更短的时隙,采用前向调度算法,始终以最大功率为当前传输速率最高(也即信道条件最好)的终端服务,从而变对抗信道衰落为充分利用信道衰落,实现了系统整体数据吞吐量的提高。
CDMAxEV-DO系统的设计最初是针对非实时、不对称的高速分组数据业务的。
作为Internet的无线接入手段,1xEV-DO主要提供网页浏览、文件下载等前向数据量大、对时延要求不高的传统互联网业务,并未考虑满足实时业务的需求。
因此,设计1xEV-DO系统时重点改善了前向链路,对反向链路的优化相对较少。
1xEV-DO前向链路采样了时分复用(而不是码分复用)、自适应调整编码(AMC)、混合自动请求重发(HARQ)、多用户调度、功率分配和虚拟软切换等关键技术;在反向链路上,最初Rev0版本只是为配合前向增加了速率控制机制,基本沿袭了CDMAx的技术,仅采用了连续导频,改善了解调性能。
从网络应用的结果来看,系统设计达到了预期目的。
以传输速率为例,Rev0版本在单扇区系统满载的情况下,可以提供平均为600Kbps的上网速率,达到与有线网络(如ADSL)基本相同的水平。
2.CDMAxEV-DO技术的发展3GPP2已就1xEV-DO技术推出两个版本,即Rev0和RevA。
(1)CDMAxEV-DORev01xEV-DO的核心思想是通过动态控制数据速率而非功率,使每个用户以可能得到的最高速率通信,基站总以最高功率发送信号,使处于有利位置的终端可以获得较高的传输速率。
前向链路使用可变时隙的方式进行时分复用,并采用了自适应调制编码(AMC)、动态信道评估以及混合自动重复请求(HARQ)等机制,将前向峰值速率由CDMAx的153.6Kbps提高到2.4Mbps,频谱效率提高到了1.92b/s/Hz。
1xEV-DO前向采用虚拟软切换机制,移动台在任一时刻只接受来自一个基站的数据。
根据实时的动态数据控制(DRC)信息,基站可快速地相互切换。
同时,基站测量载干比(C/I)并在DRC信道向移动台指示最佳基站;移动台则不断测量导频强度,并不断要求一个与当前信道条件相符的数据速率。
基站按当时移动台所能支持的最大速率进行编码,当用户需求改变及信道条件改变时,动态地确定优化的数据速率。
在反向,1xEV-DO仍然采用与IS-95、CDMA2000相同的软切换技术。
1xEV-DO空中接口协议设计简洁、灵活。
协议栈模型按功能分为7层,对应完成不同的功能。
各层之间没有严格的上下层承载关系,相互独立,便于维护。
各层协议都可根据终端与网络的配置以及承载业务类型的不同,由终端与网络共同协商、配置。
在1xEV-DO空中接口1xEV-DORevA7层协议之上运行TCP/IP协议,为各种数据业务应用提供了统一的技术平台。
但是,1xEV-DORev0是面向非对称的无线数据业务,在满足用户各种新业务方面存在一些不足:1)前反向业务能力不平衡。
1xEV-DORev0前向链路的峰值速率达到了2.4Mbps,而反向链路的峰值速率只有153.6Kbps。
这种前反向链路的不对称限制了对称型数据业务的开展;2)对QoS的支持不能满足业务多样性要求。
1xEV-DORev0系统对服务质量基本上采用尽力而为(BestEffort)的机制,因此,对以可视电话为代表的实时类数据业务,无法提供足够的QoS技术保证机制;3)数据与语音业务的并发问题。
1xEV-DORev0是以数据方式接入Internet为设计目标,且与电路域没有任何联系,也使1xEV-DO系统难以接收到电路域中关于语音的呼叫信息。
解决方案为双模终端,在使用1xEV-DO网络的同时,周期性地监听1x网络的寻呼信息,增加了终端电池消耗,也影响1xEV-DO数据业务的使用;4)不支持共享的广播信道。
1xEV-DORev0空中接口没有定义高速的广播哟业务信道,只能由多个单播信道完成,造成无线资源的浪费。
(2)CDMAxEV-DORevA1xEV-DORevA是1xEV-DORev0的增强型技术,它通过一系列技术手段,特别是在反向链路的物理层采用了HARQ技术,大大改善了数据业务传送的时延;前向链路支持的峰值速率也提高到3.1Mbps,反向链路支持的峰值达到1.8Mbps。
针对1xEV-DORev0的不足,3GPP2在1xEV-DORevA中提出了以下几点相应的改进方案。
1)提高了系统反向链路的数据吞吐率。
反向链路峰值速率达到1.8Mbps;2)改进了系统的前向链路。
前向链路增加了对更高数据传输速率(3.1Mbps)和更低的速率(4.8Kbps)的支持,从而大大提高了空中接口的数据打包效率,提高了在用户信道条件好时的瞬时吞吐率;3)增强了对QoS的支持。
系统在物理层、MAC层以及更高层都进行了改进。
前向链路增加了对更小数据包的支持,利用对时延敏感的小包传送,而且可以多用户同时发送,减少等待时间;反向链路采用了子分组发送,降低平均发送时延,MAC层采用T2P(Traffic-to-Pilot)技术,有效减小对时延敏感业务的时延和抖动。
新增了反向DSC信道,提升切换速度;4)完善了CDMAx与1xEV-DO系统间的双模操作。
为了得到电路域的信息,便于在1xEV-DO系统与CDMAx的电路域之间建立联系,1xEV-DORevA对网络侧进行了改动,使得1xEV-DOAN(接入网)能够支持CDMAx系统互操作的A1接口,以接收来自1xMSC的寻呼消息、短消息等电路域信息。
为此,RevA空中接口应用层新增了CSSNP(Circuit-SwitchedServiceNotificationProtocol)协议,将电路域消息封装为特定的数据包,通过1xEV-DO空中接口定义的隧道协议传送给双模终端。
(3)1xEV-DO技术特点与IS-95/CDMAx技术相比,1xEV-DO除了上述在空中接口上的特点外,在射频参数、技术实现和组网等方面具有如下特点。
1)射频参数方面。
1xEV-DO与IS-95/CDMAx具有相同的RF特性、码片速率、功率要求、覆盖区域,从而最大限度地保护了运营商的现有投资,使得网络进行1xEV-DO升级时,能够直接使用现有IS-95/CDMAx的射频部分。
事实上,大部分厂家均支持通过1x设备升级的方式来实现HRPDBTS和HRPDBSC的功能。
2)技术实现方面。
1xEV-DO与IS-95/CDMAx具有相同的功率控制、软切换、接入过程、编码等技术,可以使设备商利用IS-95/CDMAx方面的成熟经验,较方便地研制1xEV-DO产品。
3)组网方面。
1xEV-DO在组网方面灵活。
对于只需要分组数据业务的用户,可以单独组网;对于同时需要语音、数据业务的用户,则可以与IS-95/CDMAx联合组网,同时提供语音和高速分组数据业务。
另外,对于同时支持CDMAx和1xEV-DO的双模终端,1xEV-DO技术还提供了在两个系统间进行切换的机制。
详细介绍一下AMD?
不知道你说的是厂商呢 还是它的产品 都说一下吧说起AMD不能不提它的冤家对头INTER Intel与AMD的竞争似乎从他们成立之初就已经注定。
1968年,Intel公司成立,随后1969年,AMD公司开始正式营业。
两家公司的“斗争”由此开始。
1971年,Intel研制的4004作为第一款微处理器开启了微型计算机发展的大门。
1978年,Intel出产第一颗16位微处理器8086,同时英特尔还生产出与之相配合的数学协处理器i8087,这两种芯片使用相互兼容的指令集。
人们将这些指令集统一称之为 x86指令集,该指令系统沿用至今。
接触电脑比较早的人,一定知道早期的计算机表示方法都是按照X86指令集定义,比如286、386、486。
当时各个公司出品的CPU都是一个名称,只是打的厂牌不同。
在微处理器发展初期,Intel提出的X86体系处理器远没有现在风光,当时IBM和苹果公司都推出了微处理器产品,在结构体系上互不相同,但性能差距不大,当时Intel对于AMD以及当时Cyrix等公司的态度十分微妙。
一方面他们推出的产品和Intel的产品完全兼容,在市场上对其产品销售有一定影响;另一方面,Intel也在借助这些公司的产品稳固X86体系的地位。
在Intel与AMD发展的初期,两家公司还有过鲜为人知的合作关系,为X86体系地位的建立做出了很大贡献,随着286 、386的不断推出,特别是到486的时代,x86体系已经雄霸民用微处理器市场,IBM只有在服务器市场坚守着自己的领地,苹果被限制在了某些专业领域维持其独特的风格。
在这段时间人们对于处理器的品牌概念十分淡漠,当时的消费者只知道购买的的康柏的486或者IBM的486,并不关心处理器的Intel还是AMD。
Intel凭借标准提出者的身份,一直是新产品的首发者,并且在市场份额上保持着老大的地位。
AMD只能跟在对手背后以完全兼容作为生存的标准,更像是一家生产厂,在竞争上也只能以低价作为俄日裔的手段,这也是为什么AMD一直以来跟人的感觉都是一个“高性价比”品牌,其实就是低价产品的美化说法。
被迫改变 1993年,一个值得纪念的年份。
在这一年,Intel一改以往的产品命名方式,对于人们认为该命名为586的产品,注册了独立的商标——Pentium(奔腾)。
此举不仅震惊了市场,更是给了AMD当头一棒,AMD到了必须走一条新路的时刻。
从Pentium(奔腾)开始,Intel的宣传攻势不断加强,当时提出的“Intel Inside”口号,现在已经深入人心,经历了Pentium II(奔腾2)和Pentium III(奔腾3)两代产品,Intel已经成为微处理器市场的霸主,一直同AMD并肩作战的Cyrix公司在Intel的强势下无奈选择下嫁VIA公司,退出了市场竞争。
面对Intel的Pentium(奔腾)系列处理器,AMD在产品上虽有K5、K6等系列对抗,但从性能上一直难与Intel抗衡,只有凭借低廉的价格在低端市场勉强维持生计,眼看着Intel不断扩大其市场占有率。
作为一家科技公司,AMD终于醒悟单纯的价格并不能使其产品得到用户的认可,拥有技术才是关键。
1999年,AMD推出了Athlon系列处理器,一举赢得了业界与消费者的关注,AMD彻底摆脱了自己跟随着的身份,腰身成为敢与Intel争锋的挑战者。
也是在这一年,Intel放弃了使用多年的处理器接口规格,AMD也第一次没有跟随Intel的变化,一直沿用原有接口规格,标志着AMD与Intel的竞争进入了技术时代。
新的开始 从Athlon开始,AMD似乎找到了感觉,接连在技术上与Intel展开竞争,率先进入G时代,无疑是这一段交锋中,AMD最值得骄傲的一点。
在比拼主频的这段时间,不仅让对手再不敢小觑这个对手,也让消费者认识了AMD,市场份额虽然还处在绝对劣势,但是在很多的调查中,AMD已经一举超过Intel成为消费者最关心的CPU品牌。
接下来AMD发起了一系列的技术攻势,在Intel推出奔奔腾4在主频上与AMD拉开距离后,AMD极力宣传CPU效能概念,在稳住市场的同时还概念了消费者盯住主频的消费习惯,为以后的发展奠定了良好的基础。
2003年,AMD首先提出了64位的概念,打了Intel一个措手不及。
当时64位技术还仅限于高端服务器处理器产品,在民用领域推行64位技术,使AMD第一次作为技术领先者在竞争中取得主动。
Intel当时十分肯定地说,64位技术进入民用市场最少还要几年时间,但是1年后,面对市场趋势不得不匆忙宣布推出64位处理器。
在这次64位的比拼中,AMD无论在时间还是技术上都占有明显优势,可惜天公不作美,由于微软公司的拖沓比预计晚了一年半的时间才推出支持64位的操作系统,而此时Intel的64微处理器也“恰好”上市了,AMD得到了一片叫好声但是“票房”惨淡,所幸AMD也许早料到了这一点,其向下兼容的64位技术在32位应用中性能不俗,没有落得更大遗憾。
在64位没有取得先机的Intel,在双核处理器上再下文章,领先AMD一个月推出双核产品。
AMD现在早已不是当初那个跟在人后的小公司,在推出自己的双核产品后,抛出了真假双核的辩论。
更令业界震惊的是2005年6月底,AMD毅然把Intel告上了法庭,直指对手垄断行业。
对于这场官司的胜负暂且不论,AMD的这种态度已经说明了一切,不再依靠跟随对手,不再依靠低价抢占市场,AMD现在要求的事平等,是站在同一赛场上的对手。
在法庭外的市场上,AMD再一次拿起了价格这柄利器。
在过去的几年中,由于主频竞争发展缓慢,因而Intel公司和AMD公司之间几乎没有进行过大幅度的降价竞争。
但是随着双核处理技术的发展,两家公司与业内的其他竞争对手都提高了生产的效率,产品价格重新成为了Intel公司与AMD公司争夺市场的主要战场。
市场调研机构Mercury Research公布的x86处理器市场2005年第一季调查。
结果表示Intel还是这个市场的头龙占市场81.7%,比上季下降0.5%,而AMD为16.9%上升了0.3%,在战斗中两个对手都在不断成长,似乎AMD要走的路还要更远一点。
产品对比AMD与Intel的产品线概述AMD目前的主流产品线按接口类型可以分成两类,分别是基于Socket 754接口的中低端产品线和基于Socket 939接口的中高端产品线;而按处理器的品牌又分为Sempron、Athlon 64、Opteron系列,此外还有双核的Athlon 64 X2系列,其中Sempron属于低端产品线,Athlon 64,Opteron和Athlon 64 X2属于中高端产品线。
这样看来,AMD家族同一品牌的处理器除了接口类型不同之外,同时还存在着多种不同的核心,这给消费者带来了不小的麻烦。
可以说AMD现在的产品线是十分混乱的。
与AMD复杂的产品线相比,Intel的产品线可以说是相当清晰的。
Intel目前主流的处理器都采用LGA 775接口,按市场定位可以分成低端的Celeron D系列、中端的Pentium 4 5xx系列和高端的Pentium 4 6xx系列、双核的Pentium D系列。
除了Pentium D处理器以外,其他目前在市面上销售的处理器都是基于Prescott核心,主要以频率和二级缓存的不同来划分档次,这给了消费者一个相当清晰的印象,便于选择购买。
(鉴于目前市场上销售的CPU产品都已经全面走向64位,32位的CPU无论在性能或者价格上都不占优势,因此我们所列举的CPU并不包括32位的产品。
同样道理,AMD平台的Socket A接口和Intel的Socket 478接口的产品都已经在两家公司的停产列表之上,而AMD的Athlon 64 FX系列和Intel的Pentium XE/EE系列以及服务器领域的产品也不容易在市面上购买到,因此也不在本文谈论范围之内。
)2. AMD与Intel产品线对比双核处理器可以说是2005年CPU领域最大的亮点。
毕竟X86处理器发展到了今天,在传统的通过增加分支预测单元、缓存的容量、提升频率来增加性能之路似乎已经难以行通了。
因此,当单核处理器似乎走到尽头之际, Intel、AMD都不约而同地推出了自家的双核处理器解决方案:Pentium D、Athlon 64 X2!所谓双核处理器,简单地说就是在一块CPU基板上集成两个处理器核心,并通过并行总线将各处理器核心连接起来。
双核其实并不是一个全新概念,而只是CMP(Chip Multi Processors,单芯片多处理器)中最基本、最简单、最容易实现的一种类型。
处理器协作机制:AMD Athlon 64 X2 Athlon 64 X2其实是由Athlon 64演变而来的,具有两个Athlon 64核心,采用了独立缓存的设计,两颗核心同时拥有各自独立的缓存资源,而且通过“System Request Interface”(系统请求接口,简称SRI)使Athlon 64 X2两个核心的协作更加紧密。
SRI单元拥有连接到两个二级缓存的高速总线,如果两个核心的缓存数据需要同步,只须通过SRI单元完成即可。
这样子的设计不但可以使CPU的资源开销变小,而且有效的利用了内存总线资源,不必占用内存总线资源。
Pentium D 与Athlon 64 X2一样,Pentium D两个核心的二级高速缓存是相互隔绝的,不过并没有专门设计协作的接口,而只是在前端总线部分简单的合并在一起,这种设计的不足之处就在于需要消耗大量的CPU周期。
即当一个核心的缓存数据更改之后,必须将数据通过前端总线发送到北桥芯片,接着再由北桥芯片发往内存,而另外一个核心再通过北桥读取该数据,也就是说,Pentium D并不能像Athlon 64 X2一样,在CPU内部进行数据同步,而是需要通过访问内存来进行同步,这样子就比Athlon 64 X2多消耗了一些时间。
二级缓存对比:二级缓存对于CPU的处理能力影响不小,这一点可以从同一家公司的产品线上的高低端产品当中明显的体现出来。
二级缓存做为一个数据的缓冲区,其大小具有相当重大的意义,越大的缓存也就意味着所能容纳的数据量越多,这就大大地减轻了由于总线与内存的速度无法配合CPU的处理速度,而浪费了CPU的资源。
事实上也证明了,较大的高速缓存意味着可以一次交换更多的可用数据,而且还可以大大降低高速缓存失误情况的出现,以及加快数据的访问速度,使整体的性能更高。
就目前而言,AMD的CPU在二级高速缓存的设计上,由于制造工艺的原因,还是比较小,高端的最高也只达到2M,不少中低端产品只有512K,这对于数据的处理多多少少会带来一些不良的影响,特别是处理的数据量较大的时候。
Intel则相反,在这方面比较重视,如Pentium D核心内部便集成了2M的二级高速缓存,这在处理数据的时候具有较大的优势,在高端产品中,甚至集成4M的二级高速缓存,可以说是AMD的N倍。
在一些实际测试所得出来的数据也表明,二级缓存较大的Intel分数要高于二级缓存较小的AMD不少。
内存架构对比:由Athlon 64开始,AMD便开始采用将内存控制器集成于CPU内核当中的设计,这种设计的好处在于,可以缩短CPU与内存之间的数据交换周期,以前都是采用内存控制器集成于北桥芯片组的设计,改成集成于CPU核心当中,这样一来CPU无需通过北桥,直接可以对内存进行访问操作,在有效的提高了处理效率的同时,还减轻了北桥芯片的设计难度,使主板厂商节约了成本。
不过这种设计在提高了性能的同时,也带来了一些麻烦,一个是兼容性问题,由于内存控制器集成于核心之内,不像内置于北桥芯片内部,兼容性较差,这就给用户在选购内存的时候带来一些不必要的麻烦。
除了内存兼容性较差之外,由于采用核心集成内存控制器的缘故,对于内存种类的选择也有着很大的制约。
就现在的内存市场上来看,很明显已经像DDR2代过渡,而到目前为止Athlon 64所集成的还只是DDR内存控制器,换句话说,现有的Athlon 64不支持DDR2,这不仅对性能起到了制约,对用户选择上了造成了局限性。
而Intel的CPU却并不会有这样子的麻烦,只需要北桥集成了相应的内存控制器,就可以轻松的选择使用哪种内存,灵活性增强了不少。
还有一个问题,如若用户采用集成显卡时,AMD的这种设计会影响到集成显卡性能的发挥。
目前集成显卡主要是通过动态分配内存做为显存,当采用AMD平台时,集成在北桥芯片当中的显卡核心需要通过CPU才能够对内存操作,相比直接对内存进行操作,延迟要长许多。
平台带宽对比:随着主流的双核处理器的到来,以及945、955系列主板的支持,Intel的前端总线将提升到1066Mhz,配合上最新的DDR2 667内存,将I/O带宽进一步提升到8.5GB/S,内存带宽也达到了10.66GB/S,相比AMD目前的8.0GB/S(I/O带宽)、6.4GB/S(内存带宽)来说,Intel的要远远高出,在总体性能上要突出一些。
功耗对比:在功耗方面,Intel依然比较AMD的要稍为高一些,不过,近期的已经有所好转了。
Intel自推出了Prescott核心,由于采用0.09微米制程、集成了更多的L2缓存,晶体管更加的细薄,从而导致漏电现象的出现,也就增加了漏电功耗,更多的晶体管数量带来了功耗及热量的上升。
为了改进Prescott核心处理器的功耗和发热量的问题,Intel便将以前应用于移动处理器上的EIST(Enhanced Intel Speedstep Technolog)移植到目前的主流Prescott核心CPU上,以保证有效的控制降低功耗及发热量。
而AMD方面则加入了Cool ‘n’ Quiet技术,以降低CPU自身的功耗,其工作原理与Intel的SpeedStep动态调节技术相似,都是通过调节倍频等等来实现降低功耗的效果。
实际上,Intel的CPU功率之所以目前会高于AMD,其主要的原因在于其内部集成的晶体管远远要比AMD的CPU多得多,再加上工作频率上也要比AMD的CPU高出不少,这才会变得功率较大。
不过在即将来临的Intel新一代CPU架构Conroe,这个问题将会得到有效的解决。
其实Conroe是由目前的Pentium M架构变化而来的,它延续了Pentium M的绝大多数优点,如功耗更加低,在主频较低的情况下已然能够获得较好的性能等等这些。
可以看出,未来Intel将把移动平台上的Conroe移植到桌面平台上来,取得统一。
流水线对比:自踏入P4时代以来,Intel的CPU内部的流水线级要比AMD的高出一些。
以前的Northwood和Willamette核心的流水线为20级,相对于当时的PIII或者Athlon XP的10级左右的流水线来说,增长了几乎一倍。
而目前市场上采用Proscott核心CPU流水线为31级。
很多人会有疑问,为何要加长流水线呢?其实流水线的长短对于主频影响还是相当大的。
流水线越长,频率提升潜力越大,若一旦分支预测失败或者缓存不中的话,所耽误的延迟时间越长,为此在Netburst架构中,Intel将8级指令获取/解码的流水线分离出来,而Proscott核心有两个这样的8级流水线,因此严格说起来,Northwood和Willamette核心有28级流水线,而Proscott有39级流水线,是现在Athlon 64(K8)架构流水线的两倍。
相信不少人都知道较长流水线不足之处,不过,是否有了解过较长流水线的优势呢?在NetBurst流水线内部功能中,每时钟周期能够处理三个操作数。
这和K7/K8是相同的。
理论上,NetBurst架构每时钟执行3指令乘以时钟速度,便是最后的性能,由此可见频率至上论有其理论基础。
以此为准来计算性能的话,则K8也非NetBurst对手。
不过影响性能的因素有很多,最主要的就是分支预测失败、缓存不中、指令相关性三个方面。
这三个方面的问题每个CPU都会遇到,只是各种解决方法及效果存在着差异而已。
而NetBurst天生的长流水线既是它的最大优势,也是它的最大劣势。
如果一旦发生分支预测失败或者缓存不中的情况,Prescott核心就会有39个周期的延迟。
这要比其他的架构延迟时间多得多。
不过由于其工作主频较高,加上较大容量的二级高速缓存在一定程度上弥补了NetBurst架构的不足之处。
不过流水线的问题在Intel的新一代CPU架构Conroe得到了较好的解决,这样子以来,大容量的高速缓存,以及较低的流水线,配合双核心设计,使得未来的Intel CPU性能更加优异。
“真假双核”在双核处理器推广的过程中,我们听到了一些不和谐的音符:AMD宣扬自己的双核Opteron和Athlon-64 X2才符合真正意义上的双核处理器准则,并隐晦地表示Intel双核处理器只是“双芯”,暗示其为“伪双核”,声称自己的才是“真双核”,真假双核在外界引起了争议,也为消费者的选择带来了不便。
AMD认为,它的双核之所以是“真双核”,就在于它并不只是简单地将两个处理器核心集成在一个硅晶片(或称DIE)上,与单核相比,它增添了“系统请求接口”(System Request Interface,SRI)和“交叉开关”(Crossbar Switch)。
它们的作用据AMD方面介绍应是对两个核心的任务进行仲裁、及实现核与核之间的通信。
它们与集成的内存控制器和HyperTransport总线配合,可让每个核心都有独享的I/O带宽、避免资源争抢,实现更小的内存延迟,并提供了更大的扩展空间,让双核能轻易扩展成为多核。
与自己的“真双核”相对应,AMD把英特尔已发布的双核处理器——奔腾至尊版和奔腾D处理器采用的双核架构称之为“双芯”。
AMD称,它们只是将两个完整的处理器核心简单集成在一起,并连接到同一条带宽有限的前端总线上,这种架构必然会导致它们的两个核心争抢总线资源、从而影响性能,而且在英特尔这种双核架构上很难添加更多处理器核心,因为更多的核心会带来更为激烈的总线带宽争抢。
而根据前面我们提到CMP的概念,笔者认为英特尔和AMD的双核处理器,以及它们未来的多核处理器实际上都属于CMP架构。
而对双核处理器的架构或标准,业界并无明确定义,称双核处理器存在“真伪”纯属AMD的一家之言,是一种文字游戏,有误导消费者之嫌。
目前业界对双核处理器的架构并没有共同标准或定义,自然也就没有什么真伪之分。
CMP的原意就是在一个处理器上集成多个处理器核心,在这一点上AMD与英特尔并无分别,不能说自己的产品集成了仲裁等功能就是“真双核”,更没有理由称别人的产品是“双芯”或“伪双核”。
此外在不久前AMD举办的“我为双核狂”的活动中,有不少玩家指出,AMD的双核处理器在面对多任务环境下,无法合理分配CPU运算资源,导致运行同样的程序却会得到不同的时间,AMD的双核并不稳定。
从不少媒体的评测还可以看到,AMD的双核在单程序运行的效率要高于Intel处理器,但是在多任务的测试中则全面落后!由此可见,对于真假双核之说,笔者认为只是一种市场的抄作,并不是一种客观的性能表现。
从真正的双核应用上来看(双核的发展主要是由于各种程序的同时运行,即多程序同时运行的要求),Intel的双核更符合多程序的发展需求。
高性能的基石——Intel及AMD平台对比二、高性能的基石——Intel及AMD平台对比看完上面的介绍,我们可以看到无论Intel还是AMD都提供了丰富的产品,而至于二者在处理器架构上的优劣毕竟不是片言只字可以言明,也不可以片面的说谁的架构更为优胜,因为二者都有各自的优势之处,也有其不足。
但无论如何,对于CPU来说,一个产品优秀与否,性能如何,都必须要有其发挥的平台,接下来,我们来看看两家产品的主流平台。
1. 平台对比之Intel篇在刚过去的2005年中,Intel处理器在产品规格与规划两方面对整个芯片技术的发展都做出了巨大的贡献,对用户的最终选择有着直接的影响。
首先,尽管LGA775接口较脆弱的问题曾一度过引发争议,但桌面级CPU从Socket 478向LGA 775过渡已是不可逆转;其次,处理器的FSB频率再一次被拉高,1066MHz已成为新一代处理器的标准;再次,双核CPU的上市引发了不小的轰动,普及也只是时间的问题。
与之对应,第一代LGA 775接口芯片组——Intel 915/925系列已是昨日黄花,945/955系列已经作为新的主流取而代之。
集成HD音效技术、双通道DDR2内存架构、千兆网卡、SATA2技术,RAID5等一系列过去只能在高端主板上才有的技术现在已经成为标准配置。
在PCI-E显卡接口已经成为市场主流的时候,市场上有了更多的厂商加入其中,Intel芯片组一家独大的情况已经有所改变,NVIDIA和ATI都推出了相应产品,功能规格毫不逊色;VIA和SIS等台系厂商也有其“特色产品”,市场空前繁荣。
Intel Intel处理器搭配Intel芯片组一向是DIYer的首选。
2005年,Intel沿袭了其一贯的特点:新品推出速度快,档次定位明确,新技术大量使用等等。
目前Intel的高端桌面芯片组当属955X和975X系列,作为高端产品,955X具备了945系列的主要功能,但抛弃了过时的533MHz FSB。
加之其支持8GB内存、ECC校验技术和内存加速技术,这些特点令其与主流产品拉开了距离。
975X则是955X的加强版,可以完美支持Intel所有桌面处理器,包括Pentium EE。
更重要的是支持双PCI-E 8X显卡并行技术。
925X/XE是上一代的高端产品,但由于缺乏对双核心的支持,令其瞬间失势。
主流市场一向是Intel的中流砥柱。
945系列是其巩固这一市场的利器,包括945P/PL/G/GZ等型号,分别用于不同需求的用户。
945系列支持FSB 533-1066的处理器,包括Celeron D、Pentium 4和Pentium D等在内的Intel主流CPU,945系列已全面转向DDR2,并支持Intel Flex Memory技术,可使不同容量的内存构成双通道模式,兼容性得以提高。
随着945系列的大量铺货,曾经的主流产品915系列不可避免的被推到低端市场。
915系列包括915P/PL/G/GV/GL五种型号,针对不同的用户,但目前该系列产品存在不同程度的缺货,售价与945系列相差也不是太大,而且也传言Intel即将将其停产,故不推荐购买。
NVIDIA目前NVIDIA发布的Intel平台的芯片组有NF4 SLI IE,NF4 SLI XE,NF4 Ultra等几款,都是作为中高端产品出现在市场的,其中的NF4 SLI IE更是第一个把NVIDIA在AMD平台上无限风光的SLI技术引入了INTEL平台,让INTEL平台也能实现双显卡运作的模式。
而更具革命性的是,NF4 SLI IE芯片组在打开双显卡模式的时候,能够运行在PCI-E 16X+16X的高显示带宽之上,性能提升效果更加明显。
这样的技术优势,即便是说AMD平台上的NF4 SLI芯片组也已经难以实现(NF4 SLI只能打开PCI-E 8X+8X的带宽),缺乏技术授权的众INTEL芯片组更是无可奈何。
ATI目前ATI在Intel平台的主力芯片组是Radeon Xpress 200 For Intel platforms系列,而支持交火技术的Radeon Xpress 200 CrossFire则定位高端。
Radeon Xpress 200 For Intel platforms芯片组的主板采用南北桥分离设计,包括RS400、RC400、RC410和RXC410四款产品。
北桥集成X300显示核心,并具备Intel平台的几乎所有主流技术支持,兼容性十分强大。
Radeon Xpress 200 CrossFire在Intel平台的产品称作RD400,基本架构与RS400相仿,最大的特点是支持ATI的CrossFire显卡并行技术。
但ATI的自家的南桥功能有限,众多厂商会采用ULi M1573/1575替代作为折衷方案。
VIA、SIS VIA和SiS在Intel平台也是有相当资历的元老级芯片组生产商,二者主要为Intel平台提供中低端的产品。
VIA目前在Intel平台的主要产品有PT880 PRO和PT894,集成显卡的最新产品为P4M890。
SiS则提供SiS 656/649等产品。
2. 平台对比之AMD篇随着K7核心退出历史舞台,K8处理器已经顺利完成过渡。
与此同时,Socket 754和Socket 939平台也发生着分化——Socket939定位于主流桌面和入门级服务器市场,Socket 754则定位于低端平台。
与之搭配的芯片组延续着显示核心市场的明争暗斗——NVIDIA于ATI的大战愈演愈烈,加上久经沙场的VIA和SiS,AMD处理器配套芯片组市场从未如此热闹。
NVIDIANVIDIA是AMD平台中芯片组最多的一家厂商,从集成显示核心的入门级产品到支持显卡并行技术的高端产品都可以找到NVIDIA的身影。
可以说NVIDIA芯片组是AMD平台中占绝大部分市场份额的产品,也是众多DIYer眼中AMD处理器的最佳搭档。
目前NVIDIA在AMD平台的芯片组包括NF4-4X、NF4标准版、NF4 Ultra、NF4 SLI以及整合图形核心的C51系列。
其中NF4-4X主要采用Socket 754接口,针对低端及入门级用户,主要搭配Socket 754接口的Sempron和Athlon 64处理器。
NF4 Ultra和NF4 SLI则主要采用Socket 939接口,针对中高端用户。
其中部分产品更是用料十足,配置豪华,是骨灰级玩家的选择。
C51系列包括C51G(GeForce 6100)和C51PV(GeForce 6150)两种北桥芯片,搭配nForce 410 MCP和nForce 430 MCP两种南桥,为AMD提供整合显示芯片的主板。
其集成的显示芯片性能已经不再是鸡肋,紧跟主流显卡脚步。
ATIATI作为NVIDIA在显卡市场的主要竞争对手,在AMD平台中的角色也非常强,但竞争力就要比在显卡市场下降不少。
作为对NVIDIA SLI技术的回应,ATI推出了Crossfie芯片组与之抗衡,而且其双显卡并行的限制比SLI要宽松很多, Crossfie技术对游戏的兼容性很好,几乎每款游戏都可以从中获得性能提升。
但目前在市面上可以买到的Crossfie主板远没有SLI的多,ATI在这方面推广力度似乎不够。
此外在中低端市场,ATI提供了Radeon Xpress 200系列,包括整合显示核心的RS480/482和采用独立显卡的RX480,支持单PCI-E x16显卡插槽,支持两个以上的SATA接口,支持千兆网卡,性能中规中举。
平台综述目前市场上Intel和AMD平台的主要产品都已经略为介绍,我们可以看到,AMD处理器目前使用的芯片组绝大多数由其合作伙伴设计,比如nVidia、ATI、VIA等等,他们设计好后再找其他企业代工生产。
这样一来,AMD在实际的市场操作方面就有很多困难,比如说在平台的整体价格控制方面无法做到统一调控,另外很可能会出现主板供应跟不上CPU的市场出货率,或者大于CPU的供应量等等。
虽然AMD本身也有配合自己产品的平台,但是高昂的成本、不实用的功能也只能使它成为评测室中的一道风景。
从另外一个角度看,AMD的主流处理器产品拥有Socket 754和Socket 939两个平台,而在两个平台的产品针对不同的消费者
请问什么样的中小企业需要考虑应用刀片服务器?
回答:【机架】机架/机柜必须兼容刀片式服务器机箱同时可为刀片式服务器提供足够电源线和数据线,还需保证气流能自如的进出机架。
基于刀片式服务器的应用特性,APC NetShelter VX 是针对所有部署方法建议的机架解决方案。
NetShelter VX有良好兼容性的底托,能支持907公斤的负载,预留四个可以垂直安装的PDU(0U空间)并且前后门打孔率都达66%(0.516平方米)以给设备提供足够的制冷。
NetShelter VX 同时也可支持电源和数据线顶部走线,机架的线缆管理以及气流分配。
【专家观点】 刀片服务器主要在金融、电信以及石油勘探、地质测量等部门应用。
而近年来,刀片开始受到很多中小企业用户的关注。
原因是同传统的机架服务器相比,刀片具备更多优势,如高密度、节省空间等,这些都非常受中小企业用户欢迎。
另外,如今的中小企业概念已与过去不同,在互联网环境中,所谓的中小企业从规模上看其实很多都不小,可能拥有成百上千名员工,有自己的财务系统,有些制造企业还有ERP系统。
针对这样的情况,如果选用一般的企业解决方案,购买42U的机柜,每个服务器跑不同的应用,无论从成本、资源利用和计算能力的角度来讲,都不能满足这些中小企业的需求。
而刀片服务器节能、节约空间、易部署、易管理的特点在中小企业中绝对有用武之地。
IBM System x大中华区总经理傅斌也指出,中小企业不像大型企业那样有很多IT管理人员,他们更愿意使用一些成熟易管理,用起来方便的产品。
从IBM投资保护的角度来看,中小企业一定有机会成长,将来成为中型企业或大型企业,刀片还可以继续使用,这也是刀片服务器的卖点。
正如IBM大中华区副总裁及系统与科技事业部总经理何国伟所说:“资源有限的成长型企业期望利用技术进步,在不增加成本的前提下提高竞争力。
因此,刀片服务器必须具备‘适用、开放、绿色、轻松’的特点,才能满足中小企业客户今天和未来的计算需求。
”“适用”性是中小企业用户在选择刀片服务器时需要考虑的首要问题。
企业只有明确自身应用特点,找到相应架构设计的、采用模块化理念的,并具有企业级可靠性的产品方案才能成功构建个性化的刀片系统。
针对企业特殊的应用需求提供“适用”的方案体现了IBM刀片服务器的整体策略,结合模块化相互兼容的设计思想和具有不同特点的多种机箱,刀片和交换模块(Fabric)的设计理念,IBM可以为寻找“适用”产品的客户组合出个性化的解决方案。
同时,随着供电系统的制约和节能环保意识的增强,能耗问题更是中小企业关注的重点,因此刀片服务器的“绿色”主题就成为它的重要应用优势之一。
IBM BladeCenter由于采用了行业领先的创新节能技术,在新的系统衡量指标――性能/功耗比中更胜一筹。
IBM突破性的PowerExecutive 技术,可以帮助客户在任何时间“测量”实际的用电情况和热量辐射情况,有效的计划和控制电能的使用。
创新的矢量校准冷却技术是管理进气、风扇布置和区域冷却的技术,能够最大化促进刀片和机架服务器内部的气流,优化冷却效率。
“开放”兼容是保护中小企业用户投资确保灵活发展的重要条件。
IBM在刀片服务器的研发设计中一贯秉承开放的原则,新的IBM BladeCenter Open Fabric是集成于BladeCenter的一系列I/O技术的组合,它提供开放性的高性能,全面互连及智能管理工具来帮助企业运行业务。
Open Fabric技术的开放性,不仅体现在它能灵活、迅速、可靠的连接到数据中心的主干网络,还体现它可以用在所有机箱、刀片和交换机上。
化繁为简、“轻松”部署是刀片服务器相对于机架式服务器的一个重要优势。
IBM采用各种领先技术使BladeCenter更为方便易用。
例如:利用新的BladeCenter Open Fabric Manager技术,可将服务器的部署时间从几天缩减至几小时。
同时,IBM借助在企业级服务器中成熟的虚拟化技术和经验,可使刀片服务器的管理更为简单灵活。
IBM虚拟化管理器(IBM Virtualization Manager),能为现实和虚拟系统提供单点管理,并可持续管理多个虚拟化环境。
在过去五年里,通过IBM等厂商的努力,刀片越来越多地成为用户部署IT基础设施的首要选择。
IDC预测,随后几年,刀片市场还会高速成长,到2010年市场总量将超过20万台,进入更多客户群。
【供电】恰当的确定刀片式服务器部署所需的电力要求对供电容量以及供电至机架的分配方式的综合考虑。
但是更富挑战的事实是,刀片的部署是随着时间的推移而不断增加的,未来的负载量通常是不可知的。
电力分配产品必需虑及监控从而避免动态的电力变化使上游断路器失效。
除此之外,还建议在部署刀片式服务器时使用可监控的配电柜以便监控支路电流确保AC电力的冗余。
为充分利用配电柜的冗余,需要通过为不同的UPS/PDU电源行列提供输入电源以实现一个2N的系统装配。
至少需提供两路端口为配电柜的断路开关提供冗余。
【选购刀片服务器时需要考虑的实际问题】服务器一直在朝高密度方向发展,目标是体积更小、功耗更低、更高的可管理性和更高的可扩展性。
于是,在机架/塔式服务器之后,高密度的刀片式服务器逐渐成为新秀被广泛重视和应用。
低功耗、空间小、单机售价低、可热插拔等设计满足了密集计算环境对服务器性能的需求。
同时刀片服务器能够最大限度地节约服务器的使用空间和费用,并为用户提供灵活、便捷的扩展升级手段。
目前刀片式服务器运行的功率密度是传统的数据中心的10倍,从而在电力和制冷系统方面需特别关注。
如何成功的部署这类服务器需要考虑五个基本的策略:首先是基于对包括导致部署的业务需求,其次是用户偏好,还有刀片的要求和相关约束这些因素的充分了解。
基于这些因素,可以从五项基本部署方法中选择最佳的方案,并选择合适的机架、制冷、供电以及管理解决方案来满足个性化需求。
刀片式服务器对环境的要求远远超出原有的机架式服务器,并且如果不恰当的整合将导致应用环境过载。
因此,对于IT经理来说花一些时间来进行需求评估以了解实际的业务需要和相关参数选择来确定设备瓶颈是相当重要的。
在现有的数据中心中部署刀片式服务器,更是如此。
【业务要求以及用户参数选择包括以下内容】现有数据中心不间断运行,计划维护停机可以吗?完工后系统的高可用性,是否需要冗余的供电和制冷?密集群组,服务器协同定位,片式服务器是否需要一个特定的区域还是可以分散?为继续部署所做的准务工作,刀片式服务器的部署是否分阶段/分期进行?时间,部署的时间上是否有约束?成本,是否在预算是有约束?【限制条件包括】精确的电源容量,是否有支持刀片式服务器的部署的剩余供电容量可以利用?精确的制冷容量,是否有支持刀片式服务器的部署的剩余制冷容量可以利用?承重限制,数据中心地板的承重量是多少?地板空间限制,数据中心地板空间限制量是多少?天花板增压限制,房间的高度限制是否约束了有效的天花板回风?高架地板限制,如果存在高架地板,是否存在线缆/管线障碍物,或地板高度是否不足2英尺高?基于以上需求以及限制条件的考虑,现从机架、制冷、供电和管理规范来具体说明。
【制冷】对于刀片式服务器的部署来讲,制冷是最关键的因素。
刀片式服务器托盘(机箱)的前部需要有足够的冷空气进入,与此同时其后部需要有相同数量的热气被带走。
具体来讲,制冷方案不仅要考虑刀片所要求的入口温度,而且还需要考虑气流量。
APC 有两款气流分配产品可以提高机架的制冷量。
APC的气流分配单元(ADU)和APC的机架式强排风单元(ARU)。
同时APC的NetworkAIR IR是一款精密制冷空调它可从机柜后部(热通道)将热空气吸走,将其冷却并排至冷通道中。
这样就可以提高机架密度,因为系统不再受打孔地板所能提供的气流量的限制。
对于高密度的负载,这种In-Row系统将被装配为一个热通道围栏系统,它包括一个屋顶以及在行端安装门的套件从而完全封闭数据中心的热通道,从而根除所有的气体混合。
【管理规范】可靠的NCPI系统的运行需要很多的数据点可以被监控,这也是刀片式服务器应用在可用性方面的特定需求。
APC的英飞集成系统中的供电,机架以及制冷元件都内置了远程管理功能,可方便经济的访问单个设备。
配以APC的英飞管理器可最多对1000个APC 设备在同一个网络中进行集中管理。
独立的IP网络可通过一个IP地址访问多达253个APC设备。
可对您现有的状况很快的进行评估同时当现存状况对可用性可能造成威胁时通知合适的相关人员。
分析功能可帮助您进行可用性,电力,运行时间以及制冷需求上的规划。
对于高密度NCPI设施的有效管理,可允许用户在电力及温度发生异常时及早的确定问题所在并在导致宕机前及时的纠正它们从而大大提高了整体系统的可用性。
在高密度环境中如何应用刀片式服务器,这已成为现代数据中心在规划时不容忽视的重要环节。
当用户可考虑到以上列举的一些问题、所需条件,并实施相关的优化方案之后,在现有设施中安装刀片服务器会更有吸引力,因为这样既能节省成本和时间,并减少对现有数据中心正常运转的干扰。