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探索多路至强服务器应用的瓶颈
作者:未知 文章来源:本站整理 点击数: 更新时间:2007-1-8 11:07:25

   Acer的笔记本电脑、家用电脑在广大用户中一直拥有比较好的口碑,而其服务器部门最近推出的这款型号为G900四路至强服务器,则意味着Acer意图在竞争本已是非常激烈的中高端PC服务器市场中,博出一块自己的天地。同时,《微电脑世界》评测实验室也希望借这个机会探讨一下新一代多路至强(XEON MP)服务器类产品在实际应用中的优化问题。
   初览G900

 


   这款机器的机箱设计考虑得很周到,虽然是一款塔式机型,但是高度被限制在19英寸(1英寸=2.54cm),再配合机架安装附件就能够轻易地把G900安装在标准机架上,成为一台4U的机架式服务器。同时提供了两组共4个支持热插拔的硬盘舱位,在关闭服务器前面带锁的盖板时,能够很好地避免灰尘和误操作对服务器正常运行的影响。

   近观配置


   G900送测样机配置了4颗主频为1.4GHz的Intel多路至强处理器,采用了比较常见的ServerWorks GC-HE芯片组,并且在主板上集成了1块Intel千兆铜缆网卡、1块Intel百兆铜缆网卡和1块Adaptec的Ultra SCSI 160控制器,让用户在购买最基础的配置时也能够获得足够多的特性。

   其内存部分也采用四路服务器中常见的内存板形式,通过4颗ServerWorks内存桥接芯片连接到系统总线。内存板上总共提供了12个支持ECC的DDR内存插槽,能够配制成内存冗余的方式,以便在某个内存条出现故障时,能够在不停机的情况下直接替换成备份内存条。在本次测试中,我们得到了Kingston公司(金士顿)和Transcend公司(创见)的支持,采用单条1GB的DDR ECC Registered内存条,把G900的内存容量从送测时的2GB扩大到了4GB,很大程度上避免了内存对性能的影响。

   在电源设计上,G900采用独立供电的2+1电源冗余系统,每个电源模块都有自己独立的供电路径。采用这种方式,除了能够很好地避免电源模块失效外,还能够在某一条供电线路失效时继续工作。当然,用户可以根据自己的需求,选配一个或者多个电源模块。早在2002年《微电脑世界》服务器评测专题中,Acer G700双路服务器就给我们留下了非常深刻的印象,其简洁而高效的风道设计为服务器的稳定运作创造了良好的条件,而G900也继承了这一特点。

   测前分析

   目前对于此类服务器产品的应用主要有以下几大类: 1.单进程/线程,运算密度非常大的应用。这时处理器一定是瓶颈,除了改进算法外,只能靠提高处理器主频来改善性能。科学计算、数值分析等就属于此类应用。2.磁盘访问频度高或网络吞吐量大的应用,显然升级I/O系统将会带来较大幅度的性能改善,FTP/文件服务正是此类的典型应用。3.并发线程/进程非常多的应用。此时超线程技术将成为性能提升的关键,当然,这也说明此类应用在程序并行执行过程的优化上还有待完善,要想充分发挥处理器高主频的优势,超线程技术将是我们最好的选择,而本次测试也主要集中于这类性能表现。

   这次我们并没有选择在这款服务器上运行DB2/ORACLE等大型关系数据库进行测试,因为在以往的测试中我们已经多次验证过: 新至强和超线程技术的出现,已将目前的数据库应用性能提升到了一个更高的层次,所以我们选择了另一个基于IIS动/静态网页混合访问的测试集。其中除了各种尺寸的静态网页外,还有两个静态的执行程序:send_cgi.exe是以独立可执行程序的形式运行,运行中能产生足够多的独立进程,对服务器造成负载; 另外一个isapi.dll以动态链接库的形式运行,能调用IIS所提供的ISAPI功能,以线程的形式对服务器造成负载。这个测试集虽很简单,却能够在充分发挥服务器最大整体性能的同时,很好地帮助我们发现整个服务器在不同的应用环境中,性能瓶颈会出现在哪些子系统中。

   实测表现

   首先我们看到的是对静态页面的访问(见图1),每个页面大小从500byte到5MB不等。测试结果清楚地显示,系统响应客户端的请求极限基本上将在6000TPS左右,而此时处理器资源还有非常多的空余,磁盘访问频率也相对较低,只是网络的使用率已经到了90%以上。很明显,瓶颈出现在网络子系统上。接下来我们改变页面大小,把每个页面的大小减小到10byte,响应数上升到23993TPS,此时网络子系统再次成为阻止性能发挥的瓶颈。虽然我们这里没有得到其最大并发连接数,但是足以肯定,在服务器的其他子系统没有太多负载的情况下,配备四颗多路至强处理器的G900能够承受的最大连接数在20000TPS以上。在实际应用中,如果要进一步提高响应数的话,网络接口是首先需要考虑的部分。


   接下来运行的是动态网页的破坏性压力测试,我们能够非常直观地看到,在两种测试模式中,对于用户来说,都能够得到一样的结果,但是进程和线程的表现并不完全一样。在对CGI的请求下,虽然用户增加到一定程度后就无法再响应更多的请求,但其在重负载下的响应数下降还是较为平缓的。然而采用线程的ISAPI就没有那么乐观,由于ISAPI运行时比CGI方式要复杂许多,对于处理器来说,所有的IIS线程共享一个内存地址空间,在压力上升到最高时(如图2中16个用户时所示),整个系统被太多的线程所阻塞,服务器一度失去了响应,在压力解除后才恢复响应。这也说明了即使有G900这样强大的硬件系统作后盾,如果没有采用合适的软件也无法很好地发挥服务器的性能。

 

   此外,我们还对其进行了中、轻量级的混合模式测试,但由于其对系统压力相对较小,没有造成较为显著的系统瓶颈,而且此时人们将更关心系统响应时间、服务质量等方面的能力,因而与本次所谈论的内容有所差别,同时也考虑到文章篇幅所限,这里就不再赘述,以后我们会另找机会进行探讨。

   工程师寄语

   正如您在前面看到的,不同的应用模式对服务器各子系统造成的压力也是不尽相同的,即便是采用了更高性能的多路至强处理器,也并不能保证您的系统就高枕无忧了。如何积极探索系统瓶颈,也许才是我们真正要研究的课题,而这里我们也只能是抛砖引玉,具体到实际应用,还需要用户自行分析。我们还发现在对于超线程技术的支持上,Linux类操作系统(套件)有着与微软截然不同的态度,尽管大部分用户可以通过对其kernel(内核)进行重新配置、优化,使之支持超线程技术,但它们更倾向于利用从kernel 2.5.60最新引入的原生线程技术来提升处理器利用效率,这也是本次测试最终没有选择Linux平台的根本原因。

 


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