如何有效使用OpenPower720（上）
级别： 初级
李建文 (lijianw@cn.ibm.com), 软件工程师, IBM中 国软件开发实验室 2005 年 7 月 01 日
在本文中我们将介绍 OpenPower 系列的典型机型 OpenPower720，讲解如何更加有效的使用它及其相关概念。希望通过我们的介绍，不仅使你能够更加熟练的操作 OpenPower720 服务器，而且能够更加深入的理解 OpenPower 系列硬件平台的价值所在。
2004年末IBM高调推出了OpenPower系列服务器，专为Linux系统优化设计的硬件平台。在本文中我们将介绍OpenPower系列的典型机型OpenPower720，讲解如何更加有效的使用它及其相关概念。希望通过我们的介绍，不仅使你能够更加熟练的操作OpenPower720服务器，而且能够更加深入的理解OpenPower系列硬件平台的价值所在。
OpenPower系列服务器不仅提供了大型系统的可靠性和可用性，而且还同时拥有Linux系统的灵活性和低成本。
本文分为上下两篇，分六部分全面而系统地介绍了 OpenPower。 第一部分，POWER 架构；
第二部分，如何有效使用 SMI 和ASMI； 第三部分，如何有效使用 HMC；
第四部分，如何有效使用 LPAR 和 Virtualization 技术；
主要讲述了与 OpenPower720 相关的硬件及其管理系统，通过这些部分的介绍我们可以明显的感觉到OpenPower系统与IBM大型系统之间的继承关系，相当多的IBM大型机技术被下移给了 OpenPower 服务器。
第五部分，如何有效安装红旗 Linux 系统；
主要讲述了 OpenPower 服务器唯一支持的操作系统Linux系统以及优秀的Linux分发版红旗Linux，通过这部分的介绍我们可以知道开放标准的Linux系统的灵活性和低成本带给OpenPower720服务器的价值。
第六部分，如何更新Firmware；
通过一个应用实例的讲解来结束本文。
第一部分 POWER架构
每一台标准配置的OpenPower720服务器都包含1颗、2颗或者4颗Power5 处理器。Power5处理器是基于IBM POWER体系架构的64位RISC（精简指令系统）处理器。 在本节内容中主要介绍以下几个方面： 1．POWER的历史
2．OpenPower720简介 3．服务处理器
1．POWER的历史
POWER是Power Optimization With Enhanced RISC的缩写，是最通用的几种CPU体系结构之一。POWER的历史可以追溯到IBM 801处理器体系结构之前，大约1975年前后在IBM公司的T.J.Watson研究中心，John Cocke和同事们研究有关\电话呼叫转换\的课题，这一课题中有一个目标是要求设计一款处理器，它能够在每个时钟周期内执行一条指令，从而在尽可能短的时间内处理尽可能多的电话呼叫，实现的这个处理器体系结构后来被称之为IBM 801。IBM 801几乎是第一个精简指令系统处理器，大约
120条指令，相比原有的CISC（复杂指令系统）处理器，不仅处理能力有了巨大的提升，而且功耗也更小，设计及制造成本也更低。1986年IBM推出的PC RT是第一台基于801处理器的商用计算机。 也是在1986年前后，John Cocke进入位于美国Austin到\项目中继续进行CPU体系结构方面的研究，这一项目的成果成为今天的POWER/PowerPC体系结构的基础。由于在RISC和编译器优化方面的杰出贡献，John Cocke获得了1987年的图灵奖。 1990年IBM发布POWER1，1993年发布POWER2，1998年发布POWER3。1996年出现的RS/6000 Model 595系统使用的是POWER2处理器，当时的速度是135MHz，这一系统是今天的IBM eServer pSerial服务器的鼻祖。1997年发布的RS64是第一个64位的POWER芯片，它装备在了AS/400服务器系统上，这一系统则是今天的IBM eServer iSerial服务器的前身。
1991年在进行POWER2开发工作的同时，IBM联合Motorola、Apple组成了一个PowerOpen开发联盟（即AIM联盟），共同开发基于POWER体系结构的芯片技术，并于1993年推出了PowerPC体系结构。PowerPC中的PC是指Performance Computing，PowerPC在设计之初就想使之能够在各种计算机系统中运行，事实上PowerPC也做到了这一点，基于PowerPC体系结构的处理器在服务器系统、桌面系统和嵌入式系统领域都有非常好的表现。
所有基于PowerPC体系结构的处理器都运行相同的关键PowerPC指令集，以确保在其上运行的所有软件产品都能够保持二进制的兼容性，但是芯片的实现却是由于IBM和Motorola分别独立进行的，Motorola实现PowerPC的芯片大多以MPC命名，在嵌入式系统及网络通信中有非常多的运用。而IBM的三种主要的PowerPC系统是PowerPC4xx系列、PowerPC7xx系列和PowerPC9xx系列。Apple的Power Macintosh 6100则是第一个成功的把PowerPC技术运用到桌面系统的典范之作，而2003年推出的第一款64位基于PowerPC体系架构的台式机处理器PowerPC G5，被内置在Apple Mac G5计算机中，使之成为当时\世界上最优雅且最快的个人电脑\，今天仍然有相当数量的Apple Mac桌面系统及服务器系统使用PowerPC体系架构的处理器。
说起来非常有意思，在我们为测试OpenPower720而搭建的测试环境中就有三种不同的基于POWER/PowrePC体系结构的处理器。
Power5处理器：OpenPower720的主力处理器，为Linux操作系统从而也为企业用户提供计算能力。 PowerPC405GP（PPC405）处理器：OpenPower720的服务处理器SP（Service Processor），在OpenPower720后背板上，提供整个OpenPower720服务器的管理功能，在后面我们讲解ASMI和HMC时会谈到它。
PowerPC403处理器：测试环境中交换机Cisco Catalyst 3500XL（Cisco WS-C3548-XL）的处理器，提供了网络交换及传输功能。你可以在Cisco IOS命令行接口中键入相关的命令查询到，例如： Switch>show version Cisco Internetwork Operating System Software IOS (tm) C3500XL Software (C3500XL-C3H2S-M), Version 12.0(5.2) XU, MAINTENANCE INTERIM SOFTWARE …... cisco WS-C3548-XL (PowerPC403) processor (revision 0x01) with 16384K/1024K bytes of memory. Processor board ID FAA0446F0NE, with hardware revision 0x00 …… POWER就是这样一个体系架构，它是RISC精简指令系统的卓越实现，而且横跨服务器系统、桌面系统和嵌入式系统。基于POWER/PowerPC技术的处理器运行在各式各样的计算机系统中：IBM P系列服务器系统，IBM I系列服务器系统，Apple Mac桌面系统，Cisco的交换机及路由器系统，未来Cray 的 X1 超级计算机系统，Microsoft的Xbox，任天堂游戏机Gekko，以及其它千奇百怪的计算机应用系统
可能都会有一个共同的\芯\。2004年底包括IBM、Red Hat、Sony在内的数十家厂商共同发起了
Power.org组织，旨在开发基于POWER体系结构的技术及其规范，并努力使之成为电子工业首选的开放标准硬件开发平台之一，从而形成从高端的大型服务器到低端的嵌入式消费电子的全线产品，即所谓的\（无处不在的POWER）\战略。 2．OpenPower720简介 时间进入21世纪，IBM也在不断的创新和整合中，于2001年发布了POWER4，2004年发布了POWER5，采用POWER5处理器并同时发布的服务器系列有IBM eServer iSeries i5、IBM eServer pSeries p5、IBM eServer OpenPower，POWER6预计在2006年发布。
基于POWER5体系架构的OpenPower720服务器系统具有一系列大型机级别的优良的特性，它的确可以为企业用户提供很好的可靠性和可用性。
A．同步多线程（SMT）技术，允许在每个 POWER5 核心中运行多个单独的指令序列。
B．逻辑分区（Logical Partitioning，LPAR）技术，允许将服务器系统分为多个相互独立的分区，每个分区拥有自己真实或者虚拟的硬件资源，在其上构建操作系统及应用，最终实现服务器的整合。
C．虚拟引擎（Virtualization）技术，模拟存储、网络等硬件资源，向服务器的逻辑分区中的操作系统提供一个虚拟的硬件环境。
D ．服务处理器SP（Service Processor），是OpenPower720上一个单独的处理器，它用于系统监视和故障记录。
E．IBM Chipkill内存，可以让服务器固件检测服务器中内存的问题，并可以有选择地禁用内存中有问题的部分。
F．首次故障数据捕捉（First Failure Data Capture，FFDC），软件可以使用 FFDC 来实时识别及记录一些系统故障和重要的软件事件。FFDC 还可以提供一种方法在故障之间进行关联，让软件可以从故障的现象链接到产生故障的根源上，从而促进快速定位故障的根源。
G．错误检查和纠正内存（ECC），内存卡上具有单错纠正和双错检测的 ECC 电路，可以纠正一位的内存错误。通过检测并报告超出 ECC 电路纠正能力的多位错误，双位错误检查可以帮助维护数据的完整性。内存芯片的组织方式可以确保任何特定的内存模块出现故障只会影响 ECC 字（位序列）中的一位，这样就可以在一个芯片完全不能用时，依然可以继续操作（这种技术就称为 Chipkill 恢复）。 3．服务处理器
好吧，上述广告词还是让我们留给资深的系统设计者，或者资深的销售吧。对于系统管理员，我们可能更加关心OpenPower720系统的可管理性和可服务性。这个时候我们一定不能忘记了默默工作在OpenPower720后背板上的服务处理器SP（Service Processor）。
服务处理器是一个单独的嵌入式微处理器，它实现了系统的监视和故障的记录的功能，例如在系统启动的时候所出现的各种问题。服务处理器在机器加电后就可以自动启用，接受系统管理员的命令，完成系统的设置，检测系统的各项设施并报告相关的指标或者故障。
OpenPower720的服务处理器是一个基于PowerPC 405GP（PPC405）的32位的嵌入式微处理器，它提供了两种连接方式：串口连接方式，PPC405提供了两个串口接口，我们可以通过串口线连接OpenPower720和控制台计算机，通过系统管理界面SMI（System Management Interface）设置OpenPower720相关软硬件属性，下面我们马上就可以看到这个界面。
以太网口连接方式：PPC405还内嵌了两个MAC3（Ethernet Media Access Controller3）内核，可以支持ANSI/IEEE802.3、IEEE802.3u、ISO/IEC8802.3 CSMA/CD标准的以太网连接。ASMI和HMC都将使用这种连接方式。系统电源控制网络接口：SPCN（System Power Control Network）接口是一个扩展的接口，它用于控制附属的I/O子系统的电源，对它的使用也是通过PPC405处理器进行的。 下面就是OpenPower720的服务处理器子系统的逻辑图。
由图中我们可以清晰的看到两个串口S1/S2、两个以太网口HMC1/HMC2（即
RJ45Ethernet1/RJ45Ethernet2）、两个系统电源控制网口SPCN1/SPCN2，它们均由PPC405处理器控制，在48MB的Flash ROM中灌入嵌入式操作系统，实现一个Web Server就可以向外提供基于浏览器的接口（即下文提到的ASMI），向内提供系统管理服务了。
而事实情况也是如此，请转到OpenPower720的背面，在靠近电源的地方，你就可以看到两个串口、两个标有LINK HMC1/2 Tx/Rx的以太网口、两个SPCN0/1口。现在我们就来使用这些接口。
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第二部分 如何有效使用SMI和ASMI
SMI是系统管理接口（System Management Interface），ASMI是高级系统管理接口（Advanced System Management Interface）。你可以用普通网线直接把你的PC机的以太网口与OpenPower720的HMC1或者HMC2接口相连，就可以得到ASMI的界面了。如果你用交叉的串口线连接PC机的串口和
OpenPower720的串口1，你可以得到SMI界面（System Management Interface）。ASMI和SMI的系统设置选项几乎是一致的，只是ASMI是基于浏览器的界面，而SMI是字符界面。 在本节内容中主要介绍以下几个方面： 1．SMI设置及使用 2．ASMI设置及使用
3．SMI和ASMI使用经验 1．SMI设置及使用
我们首先来设置SMI，请用交叉的串口线将PC机的串口与OpenPower720的串口1连接，然后再接通机器的电源，注意只需要接通电源就可以了，不需要按动前面板上的白色电源开关，否则有可能就不能进入SMI的界面了。在前面我们讲述服务处理器时提到只要系统接通电源，嵌入的服务处理器就会自动读取Flash中的信息完成启动。
我们使用Windows XP的超级终端进行串口的连接。
我们为该连接命名为：openpower720。
使用这台PC机的COM1口进行连接。