服务器发展史话(一)

jiuhe123 2017-09-10 04:44:58
服务器在万维网兴起以前,处于小型机、中型机、大型机的年代。采用“主机—终端”模式来运行这些小型机、中型机、大型机。而这其中他们大都采用UNIX操作系统,通过终端登录对主机进行操作。这种结构有点类似现在服务器的远程操作,但这些在局域网里,通过终端进行操作的机器还不是现代的服务器,但在结构上与现代服务器非常类似。
现代服务器起源于互联网的大潮的兴起。互联网的发展需要大量的服务器提供支持。90年代初,互联网开始发展那会,现在统治数据中心市场的英特尔在服务器CPU领域还是一个小弟。当时英特尔只是将其PC机用的奔腾处理器略加修改就当做服务器CPU使用。1995年英特尔发布了Pentium Pro,它集成了550万个晶体管,主频有150/166/180和200MHz几种。Pentium Pro整合了高速二级缓存芯片,外部地址总线扩展至36位,处理器的直接寻址能力达到64GB。Pentium Pro的发布标志着英特尔正式进入服务器芯片领域。在此之前服务器CPU领域完全是RISC CPU的天下。1996年,RISC架构服务器占据服务器市场78%的份额,但英特尔的潜力已经开始显现。那会知名的RISC CPU架构有IBM公司的Power(苹果电脑后来一直使用Power CPU到2005年),SUN公司的SPARC,DEC公司的Alpha (世界排名第一的超算太湖之光用的申威众核处理器就是用的Alpha 架构)、MIPS公司的MIPS、HP公司的PA-RISC。与英特尔专门生产CPU不同,上述精简指令集CPU研发公司不仅仅生产CPU,自己也同时生产服务器和工作站。但是看后面的发展结果,只有采用开放战略的英特尔笑到了最后。采用复杂指令集的英特尔现在占据了数据中心芯片市场90%以上的市场份额。英特尔能够击败各大RISC处理器厂商称霸数据中心市场,主要原因在于X86服务器的低廉价格。X86服务器的兴起,大大降低了服务器产品的价格,使得小企业甚至个人用户都能买得起服务器,这就逐渐侵蚀了RISC厂商的市场份额,只有IBM依靠大型机市场还能维持POWER架构的发展。尽管X86服务器的出现大大降低了服务器的价格,对于很多企业来说全新服务器价格依旧高昂,许多中小企业更愿意购买二手服务器来搭建数据中心,九河网二手平台河马优品是国内第一家也是唯一一家二手服务器回收销售平台,所有二手服务器都经过检测质保一年。
今天上述的RISC架构公司,要么倒闭被收购,要么早就放弃了自己的RISC架构,只剩IBM固守大型机小型机领域。如今在X86服务器市场上有影响力的厂商有惠普、戴尔、思科、华为、联想、浪潮、富士通、美超微等。下面以公司时间顺序逐个介绍这些精简指令集服务器的发展史,然后再介绍X86服务器发展史。
1.DEC的Alpha小型机
DEC是小型机的发明者,发明小型机之后,很长一段时间内DEC成为仅次于IBM的电脑公司。不过DEC公司的小型机在很长一段时间内只能在局域网里提供服务,还不能算是现代服务器。直到1992年DEC公司开发了RISC芯片Alpha 21064,并基于这种芯片开发出了AXP服务器和工作站,DEC公司才进去服务器领域。Alpha 21064当时的性能非常强悍,浮点运算性能达到了每秒4亿多次,而我国1992年研制成功的银河二巨型机运行速度才10亿次每秒,可见Alpha处理器的性能是非常强的。1994年8月发表的Alpha 21164芯片,具有每秒10亿指令的处理能力,被载入了吉尼斯世界纪录。但是也正因为如此强大的性能,使得DEC的工作站和服务器价格居高不下,在与SUN公司的服务器竞争中居于下风。SUN公司生产的SPARC架构服务器价格比DEC的Alpha小型机要便宜很多。但是后来的DEC 服务器依旧没有走廉价路线,DEC长期在亏损边缘挣扎,最后于1998年被康柏电脑并购,而康柏电脑则在2001年被惠普并购。惠普对Alpha服务器的支持到2012年结束。
DEC的Alpha服务器系列型号很多,共有12个产品家族,分别是:Avanti Family、Sable Family、Mikasa Family、Noritake Family、Rawhide Family、Turbolaser Family、Lynx Family、Tsunami Family、Titan Family、Wildfire Family、AlphaServer SC、Marvel Family。其中AlphaServer SC系列不是普通的服务器,是超算,最先进的SC45最高拥有4096颗CPU,在2004年11月的世界超算排行版上排名第六。GS1280是最后一台Alpha处理器服务器,由惠普公司2004年8月16日推出,最高支持64颗CPU。

运行Red HatLinux的AlphaServer 2000

AlphaServer 2100A
2.SUN公司的Sparc服务器
SUN公司起源于斯坦福大学,1982年在斯坦福大学成立,第一台sun-1原型机用的是摩托罗拉的处理器68000,当时性能很强的一款微处理器。1985年,SUN公司投资研发自己的SPARC精简指令处理器,将工作站的性能提高了一大截,此后SPARC架构的服务器在与DEC和惠普的小型机竞争中长期占据优势,在90年代互联网的大潮里,SUN公司的服务器成了许多互联网公司的首选。SUN公司还给自己的服务器单独开发了Solaris操作系统,在当时是非常先进的UNIX系操作系统。在90年代中期,SUN公司还发明了JAVA语言,一统互联网世界。到互联网泡沫破产前夕的2001年,太阳公司的销售额高达183亿美元。互联网泡沫后,SUN公司遭受重创,销售额急剧下跌,服务器市场大量被X86服务器抢占。困境中的SUN采取了开放战略,将SPARC架构和指令集授权给其他公司,将Solaris操作系统开源。
SPARC指令集后来被富士通公司发扬光大用来生产大型机和超级计算机。当前SPARC已经发展了十个核心版本,最新的一代是富士通公司今年发布的SPARC64 XII。从1986年的第一代 SPARC V7版本开始,到1992年的V8,1995年的V9,2001年的JPS1,2001年的JPS2,再到2012年的OSA2011 ,2015年的OSA2015。目前市面上还在销售的SPARC指令集服务器只有富士通的Fujitsu SPARC M12-2服务器与Fujitsu SPARC M12-2S服务器。
SUN公司此前的SPARC服务器产品线非常多,历年累计有20条。
早期系列
E系列
Sun-4
Sun Enterprise 10000
Sun4d
F系列
Supernova (server)
Sun Fire
Sun Ultra series
Sun Fire 12K
Sun Netra
Sun Fire 15K
Sun Fire X4500
S系列
Sun Fire T2000
SPARC Enterprise
Sun Fire E25K
SPARCstation
C系列
Sun Starfire
Cray CS6400
Sun Enterprise
表格里的Cray CS6400是超算公司克雷用Alpha处理器设计的一款多处理器服务器,1993年发布,在当时性能非常强大,最高支持16GB内存。具体每一条产品线里面产品的性能参数,各位读者可以去wiki查询。

90年代的太阳工作站

Sun SPARC Enterprise M3000

Sun SPARC Enterprise M4000
后记:这篇服务器发展史话系列打算一共写四篇,精简指RISC系列两篇,X86系列两篇,中间会穿插一些技术路线分析与未来展望。
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