計算資源的使用是否合理,我們很難直觀地觀察,而交通資源的使用是否合理,就比較容易看到。在一個城市的道路網(wǎng)里面,凡是堵車的路段,溫度一定比較高,道路比較暢通的地方,溫度會比較適中,而完全沒有車輛通過的空閑路段就會很冷清。而道路的利用率與城市設(shè)施的配置布局是否合理密切相關(guān),只有疏密有致,才會與道路交通相得益彰。最糟糕的情況是,把所有的公共設(shè)施都集中放在一個地區(qū),這樣很容易造成這個區(qū)域路段的交通打結(jié)。而傳統(tǒng)的CPU恰恰是采取了這種架構(gòu),因為它在同一個芯片中制作了太多的晶體管,并且讓它運(yùn)行在極高的頻率上,其結(jié)果就是CPU芯片消耗的電力越來越大,產(chǎn)生的熱量越來越多,不僅增加了服務(wù)器的能耗,而且往往因為散熱問題而給系統(tǒng)設(shè)計帶來許多麻煩。
值得注意的是,處理器的速度與存儲器的速度之間存在著巨大的差異。存儲器的速度才是整個服務(wù)器性能的瓶頸。從目前的情況來看,花很大的代價去提升處理器的速度,對服務(wù)器整體性能的提高并不明顯。多年來,處理器的速度每2年提高一倍,而存儲器的速度每6年才提高一倍。因為處理器廠商拼命提高速度,而存儲器廠商則把主要精力放在提高存儲容量和降低成本這兩方面,對速度的關(guān)注放在了次要的地位。根據(jù)測算,傳統(tǒng)處理器運(yùn)行時間中常常有85%是處在等待存儲器提供數(shù)據(jù)。更令人難以接受的是,處理器在等待期間同樣也在消耗電力、散發(fā)熱量,而且傳統(tǒng)處理器為了提高指令執(zhí)行速度,結(jié)構(gòu)設(shè)計非常復(fù)雜,頻率也非常高,這就會消耗更多的電力,散發(fā)更多的熱量。
了解這些內(nèi)幕之后,你就會發(fā)現(xiàn),時鐘頻率的提高常常在誤導(dǎo)用戶,讓人們認(rèn)為它的性能一定很高。不過,在沒有全新的處理器設(shè)計思路的情況下,傳統(tǒng)的處理器就會成為用戶們不得不做出的選擇。
酷線程??綠色節(jié)能的絕技
CPU的運(yùn)作可以用運(yùn)輸公司的業(yè)務(wù)來比喻,其性能提高的基本思路都是并行計算,這就好比一家運(yùn)輸公司需要承擔(dān)許多線路上的運(yùn)輸工作。如果配備一部性能很好的跑車,速度雖然塊,但是只能逐條線路一一去跑,整體效率就不會高;如果配備很多部車,雖然每部車的性能不是很高,但是可以同時跑多條線路,整體效率就會更高。在處理器中,每個線程就好比是一條線路。在當(dāng)今的商業(yè)應(yīng)用中,大多數(shù)情況下都是配備多線程的處理器更實用。
Sun公司最近發(fā)布的UltraSPARC T1處理器采用了“酷線程(CoolThreads)”技術(shù),向“綠色計算”邁出了一大步。
“酷線程”是一種在單一處理器芯片中實現(xiàn)多內(nèi)核、多線程的技術(shù),同時采用了許多降低散熱和節(jié)省電力的設(shè)計方法。由于采用了這種技術(shù),UltraSPARC T1處理器可在單一芯片中同時運(yùn)行32個線程,所消耗的電力僅僅相當(dāng)于一個70瓦的燈泡。而傳統(tǒng)的處理器整個芯片只有一個線程,卻要消耗兩倍的電力。
以“綠色計算”為目標(biāo),Sun公司針對當(dāng)今典型的商業(yè)應(yīng)用負(fù)載類型,把處理器、服務(wù)器、操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件開發(fā)技術(shù)有機(jī)地整合起來,推出了Sun Fire T1000和T2000服務(wù)器。概括起來,這兩款服務(wù)器具有以下幾個方面的優(yōu)勢:
采用“酷線程(CoolThreads)”的UltrSPARTC T1處理器,在一個處理器芯片中支持32個線程并行執(zhí)行,與采用傳統(tǒng)技術(shù)的處理器相比性能提高達(dá)7倍之多;Sun Fire T1000和T2000服務(wù)器把UltraSPARC T1處理器安裝在1U和2U的機(jī)箱之中,與競爭對手產(chǎn)品相比,占用更小的空間,消耗更少的電力,散發(fā)更少的熱量;凝聚著眾多創(chuàng)新成果的Solaris操作系統(tǒng),支持更精細(xì)的并行單元分區(qū)和虛擬化,并且擁有更高的安全性和資源利用率,同時保持著Sun公司多年一貫的二進(jìn)制兼容性;包括了編譯器、開發(fā)工具和中間件的端到端系統(tǒng)化戰(zhàn)略可以將“多線程”處理器的性能發(fā)揮的淋漓盡致,為用戶的實際應(yīng)用提供最高的性能。
Sun Fire T1000和T2000服務(wù)器是Sun公司最先采用UltraSPARC T1處理器的產(chǎn)品,旨在幫助企業(yè)機(jī)構(gòu)應(yīng)對當(dāng)今數(shù)據(jù)中心所面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。這兩款服務(wù)器針對網(wǎng)絡(luò)負(fù)載做了專門優(yōu)化,可以提供3倍于競爭對手產(chǎn)品的吞吐量,如果用綜合表征空間、功耗和性能的SWaP指標(biāo)來衡量,則是競爭對手產(chǎn)品的4倍。
Sun Fire T1000 和 T2000 服務(wù)器的Solaris 10操作系統(tǒng),其效率、安全性和資源利用率都是首屈一指的。Solaris 10本身就是多線程設(shè)計的,可以充分發(fā)揮這種服務(wù)器的“芯片內(nèi)多線程(CMT)”優(yōu)勢,實現(xiàn)高吞吐量和高效率。Solaris Containers (容器)將多種先進(jìn)技術(shù)融合起來,高效率地管理UltraSPARC T1處理器中的豐富資源,同時提供了一個完整、獨(dú)立、安全的環(huán)境,在單一服務(wù)器中支持多種應(yīng)用,實現(xiàn)了環(huán)境的虛擬化。Solaris 10既可防護(hù)外部惡意攻擊,也可防止內(nèi)部的不當(dāng)數(shù)據(jù)訪問。當(dāng)然,基于 UltraSPARC T1的服務(wù)器一定與其他基于SPARC的Solaris產(chǎn)品保證二進(jìn)制兼容和源代碼兼容,可以很好地保證投資保護(hù)。UltraSPARC T1處理器以及Sun Fire T1000 和 T2000 服務(wù)器的推出,為整個IT業(yè)界帶來了一陣清新的“綠色計算”風(fēng)潮。