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2018/3/26

機架型近七成合乎全球趨勢 塔式占比偏高多節點卻偏低

伺服器構型反映主流  台灣市場重成本輕密度

郭思偉
有關伺服器的外型(Form Factor,構型)演化,這似乎是個簡單議題,但其實仍有其可談性。最早的伺服器外型其實是隨意成形,沒有明確的長寬高尺寸定義,由電腦製造商自行決定,且體積龐大,至少有一個衣櫃到多個衣櫃(佔整間房到一個樓層)般的大小。這在IDC的定義中稱之為大型系統(Large System)外型∕構型。
Large System外型打從有電腦以來便有,而後1960年代大型主機(Mainframe)、1970年代迷你電腦(Minicomputer)、1990年代UNIX伺服器(UNIX Server)等均是,至今依然存在。但由於半導體技術的進步,Large System的體積縮小,大型系統已限縮至1、2個衣櫃,小型系統已接近辦公桌旁的小櫃。

在Large System之後現身的是塔型(Tower),此詞有其淵源。1981年個人電腦誕生後,初期的電腦採偏平躺式設計,稱為Desktop,但到了80年代中期運算力更高、規格更佳的新款個人電腦問世後,電腦體積也因應膨脹,平躺設計已納不下,因而改成直立型,直立型便稱之為Tower,今日最大宗的桌上型個人電腦均採Tower外觀。

而隨著個人電腦在辦公室內的普及,企業希望個人電腦間能傳遞、分享資料,或期望有個集中統籌列印的代勞機器,因而有檔案伺服器、列印伺服器等需求,這時電腦商以原有Tower型外觀為基礎進行強化、放大,就成了塔型外型的伺服器,由其負責辦公室內檔案分享、列印等工作,而後也延伸至其他應用,如收發電子信件、資料備份等。


▲ 台灣設計的伺服器機型分類與佔比。


塔型伺服器嚴格而論也無明確長寬高定義,只是外型與塔型個人電腦相仿,但尺寸加大,如此而已,但後期也有若干塔型伺服器朝明確標準尺寸發展,如遵循機架標準,此將於後述。

機架型伺服器的演進

在塔型之後為機架型(Rack/Rack Mount),由於Internet從軍公教用途開放到民用,很快連網量激增,到1990年代後期開始有寬頻(Broadband)連網的需求,前端需要更快速度,後端也開始積極發展各種Internet服務,因此網際資料中心(Internet Data Center,IDC)在90年代末、21世紀初大幅開展。

網際資料中心內要放置諸多伺服器,且為了追求營運上的成本效益,機房空間也被要求高度講究坪效,如此若放置任意長寬高的伺服器,可容納的伺服器數將有限,因此機架伺服器開始被大幅採用。

機架有明確尺寸定義,美國電子工業協會(EIA)定義其寬度為19英吋、高度是1.75英吋,也稱為一個單位(1U),所有機架伺服器必須採行相同寬度,而高度必須以U為基本單位進行增減,如1U、2U、3U等,不會出現2.3U、1.1U等非標準高度。至於深度,由於伺服器後方需要多種接線,放置伺服器的機櫃有不同的深度,一般在80cm到120cm不等。

而隨著Internet持續發展,愈來愈多企業在電話、傳真外也需要一個網址,因此由網際資料中心提供的網站代管、伺服器代管業務,其需求愈來愈大,機房幾乎塞滿伺服器,卻仍有諸多訂單尚未滿足。

要持續滿足企業申請的伺服器代管,最直接的方式是再擴建一棟機房大樓,但成本高昂,且緩不濟急,因此有了比機架密度更高的刀鋒外型(Blade)伺服器。刀鋒外型的靈感來自於電信產業中,電信設備內所插置的單板電腦(Single Board Computer,SBC),一片電路板就是一台完整電腦,但沒有外覆的機殼機箱,且供電器、網路、散熱等設計取用自基座設備,多片單板電腦共同享用,如此可大幅減少單一電腦的體積。

由於每一片刀鋒伺服器都要插置在基座(Chassis,也有業者稱為Enclosure)上才能運作,但伺服器商對於基座與刀片間的尺寸、聯繫方式採各自為政,雖有一段時間出現統一標準的呼聲,然始終未成氣候,至今依然各行其是。因此,採行刀鋒伺服器雖可獲得更高密度放置的優點,同時也要接受較高單價(單板電腦的雜訊、散熱等設計更嚴格)、以及被單一伺服器商綁限(Vendor Lock-in)的缺點。

由於企業多不願被刀鋒基座所限,希望降低綁限度,產業也開始回應此一聲音,提出綁限度較低的伺服器外型,業界一般稱為Multi-Node,過去IDC稱此類外型為Density-Optimized,然之後也從善採行Multi-Node稱法。

Multi-Node盡可能讓每片伺服器有獨立的風扇、網路、供電器,減少基座共用度,過往一個刀鋒基座可放置8至10餘片伺服器(少數可超過20片,如最早初的RXL刀鋒伺服器可在3U高度內放置24片),但Multi-Node基座多採4片,意即僅套鎖企業用戶購買1至4台不等的伺服器,而非8至10餘台。

不過,Multi-Node與Blade一樣,除仍有基座需求外,基座與伺服器的尺寸、聯繫等也是業者各自定義,只是多數業者的Multi-Node採2U4Node作法,即基座為2U高度,但可放置4台伺服器(4個節點),此僅為產業默契。

此外,雖然Multi-Node盡可能維持系統獨立性,但各業者仍若干程度地採行基座共用設計,如此使Multi-Node與Blade間難以明確區別,因此IDC在區分Blade與Multi-Node外,也將兩者合稱Modular(模組化)外型。

模組化設計的需求偏低

最後來檢視一下台灣伺服器市場的構型趨勢,台灣近五季(CY2016Q3~CY2017Q3)機架外型伺服器均在65%以上,每出貨100台有65台為機架;其次是塔型,隨不同季約在一成至兩成間擺盪;至於模組化的Multi-Node則呈減少的趨勢,自13%、14%降至約6%,但同為模組化的Blade更少,僅在1%至2%間遊走。至於Large System已相當少量,主要在於大型主機、UNIX伺服器,以及少數極高階的x86伺服器上,台數佔比約僅0.1%、0.2%。

若與全球相比,台灣60%~70%的機架佔比是合乎世界趨勢的,但全球的塔型已降至10%~13%,台灣塔型偏高可能因素在於中小企業較多、塔型伺服器較低廉,以及台灣在地業者較擅長銷售與推展塔型機種。

相形之下,台灣採行模組化的比重較低,全球刀鋒約6%~9%,多節點約10%~12%。台灣刀鋒與全球刀鋒一致,均逐步減少中,但全球多節點出貨台數仍維持出貨動能,台灣則即便排除塔型佔比的影響,多節點機種的出貨仍缺乏增力,顯見台灣企業較不迫切追求伺服器密度,此可能來自普遍的保守穩健心態,使企業依然鍾情最四平八穩的標準機架伺服器。

<本文作者郭思偉為IDC台灣區企業應用研究部資深市場分析師>
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