所謂的高密度配置,指的是在一定的空間內,擺下更多的IT設備。常見於資料中心的作法是針對伺服器為主進行高密度配置。一般而言,企業需求、成本預算以及希望執行那些應用服務是常見的採購考量因素,在預算成本不想太高、運算能力中階以上,同時能夠節能、方便維修等條件下,多節點伺服器反而是項好選擇。
企業資料中心走向高密度配置已經愈來愈普遍。這不僅僅是因為IT系統集中化的趨勢,同時也因為成本、能源以及管理上的諸多考量。當企業需要更多的運算能量來支應更創新的應用服務,IT設備數量也將日益龐大,但資料中心空間卻是有限,要在既有的空間中安置這些設備,實現高密度配置是首要的辦法。
所謂的高密度配置,指的是在一定的空間內,擺下更多的IT設備。常見於資料中心的作法是針對伺服器為主進行高密度配置。在一台42U的機櫃中,盡可能地擺放最多台的伺服器,然而若單用1U機架式伺服器所組成的運算力尚不足以應付企業需求,特別是在大量存取運算或建置雲端平台時,企業便需要在同樣的空間中打造更密集的系統。
伺服器選項多元
基於這樣的要求,x86-based伺服器也從規格與設計上有了不同以往的選項。刀鋒伺服器(Blade Server)最先成為市場的主流。
刀鋒伺服器
概念上,刀鋒伺服器是為了在一定的空間中容納更多伺服器,並且做到簡化管理與佈線,因此,刀鋒伺服器採用模組化設計,可一刀一刀直立地部署於刀鋒伺服器機箱中,平均而言,扣掉刀鋒伺服器機箱內共用電源、風扇、背板以及交換器等空間,每1U的空間約可以容納1.43?2個伺服器單元。經過多年,刀鋒伺服器仍沒有統一的標準,各廠商的刀鋒伺服器機箱通常只能搭配自家品牌的刀鋒伺服器,但是企業不必一次在機箱插滿伺服器,可視需求擴充。
由於刀鋒伺服器機箱是部署刀鋒伺服器的必要元件,因此企業的初始成本預算比較高昂,就成本來說,滿刀的價格才能較為划算。因此,市場又推出類刀鋒型態的伺服器,又稱為多節點伺服器(Multi-node Server),早期剛推入企業市場時,是以1U的高度承載2片主機板,也有人以當時的稱呼命名為雙子星、雙胞胎,演變為「多胞胎伺服器」的稱號,不過在本文中,仍以多節點伺服器為統稱。
多節點伺服器
「成本」是多節點伺服器最主要的訴求之一,常有人把多節點伺服器戲稱為「窮人的刀鋒」。簡單地說,多節點伺服器是將原本放置單片主機板的機架式機箱規格,改為放入多片主機板來提高運算密度,目前可容納最多節點的伺服器是在4U高度的機箱內插滿8片主機板。就密度來看,平均是1U的高度可以容納2台伺服器,或者更精確地說是以2個節點(Node)來計算。
在形式上,多節點伺服器也會有機箱的設計,不過多節點伺服器的機箱較為簡單,最多就是電源以及風扇的配置,這些共用的裝置將提供給所有節點電力以及冷卻能力。在規格與整體設計上,各家做法略有不同,後續將會說明。但整體來說,多節點伺服器具有較低成本、節能省電以及彈性的擴充能力,而且最低的採購單位可以為2個節點,亦即在1U高度下即可承載2台伺服器,當企業有更多需求時,再添購即可。
微型伺服器
密度再高一點的選項,則有Intel推展的SFF(Small Form Factor)的微型伺服器。微型伺服器同樣也採取共享電源與風扇的作法,可在機箱中承載多個伺服器,目前市場上密度最高為4U高度18個節點的微型伺服器,換算下來,每1U高度可承載4.5個節點。
微型伺服器基於空間上的設限,多半都採用單顆CPU的設計,同時配合Intel低耗電處理器,雖然密度比多節點伺服器還要高,但CPU的處理運算能力卻較低。這類伺服器是以螞蟻雄兵的概念在執行運算較簡單的應用,具有高密度、低成本與節能的優勢。
iDataPlex
另一款也能適用於高密度環境部署,但卻不屬於刀鋒或類刀鋒伺服器設計概念的伺服器,應該算是IBM的System x iDataPlex。這款伺服器相當有趣,是一款半深式雙插槽伺服器,在2U的機箱中,可以承載2台伺服器,但在2U的機櫃空間卻可以放進2個2U機箱,平均下來,每1U高度的密度同樣可以承載2台伺服器。
這是因為IBM把原本標準機櫃前開門轉向改以側邊作為前門,眾所周知,機櫃深度可從60公分到90公分不等,如此寬敞的大門足以放進2個機箱,不過也因為如此,伺服器機身的長度就不能太長,所謂的「半深式」也是因此而來,在這個設計下,同樣的空間就等同了兩倍的密度。
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▲IBM把原本標準機櫃前開門轉向改以側邊作為前門,同樣的空間就等同了兩倍的密度。(資料來源:IBM) |
基本上,這款伺服器是以高運算能力為訴求,2U Flex機箱最高可達10TB儲存,而且採以水冷式散熱,機身內部有盤管讓水帶走伺服器的廢熱,若撇開水冷式設計不談,System x iDataPlex可支援的規格與一般機架式伺服器差距不多,但更多了擴充性,例如支援GPU。由於這款伺服器是以水冷式來帶走廢熱,因此針對該機櫃的冷卻設計勢必也得採以水冷式的解決方案。
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▲iDataPlex採用水冷式散熱。 |
多節點伺服器的優勢
整體而言,上述的幾款伺服器都適合打造高密度資料中心環境,每一款也都有不少產業採用,想要以單純的條件來區分並不容易,光是在適合雲端環境的條件下,不管刀鋒伺服器、多節點伺服器、微型伺服器、iDataPlex,還是普通機架式伺服器,全都一體適用;而若是以網站經營來說,企業很有可能採用一般機架式伺服器、多節點伺服器或微型伺服器。
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▲新杰資訊總經理文炫傑指出,相較於刀鋒伺服器,多節點伺服器管理更為簡單。 |
新杰資訊總經理文炫傑指出,企業需求、成本預算以及希望執行那些應用服務是常見的採購考量因素,在預算成本不想太高、運算能力中階以上,同時能夠節能、方便維修等條件下,多節點伺服器反而是項好選擇。他指出,相較於刀鋒伺服器,多節點伺服器管理更為簡單。「刀鋒伺服器的價值在於密度,但維護上卻有其限制,因為所有的背板與模組共用,一旦環節出現問題,IT人員在除錯的過程中相對會增加很多變異數。因為不只是刀鋒本身會出錯,背板與模組也有可能故障,在維護上相對增加了風險。」
他提到,若是從擴充性來比較,這兩者同樣都具有橫向擴充能力,然而正因為刀鋒機箱的設限,反而降低了彈性。「倘若企業總共需要16台伺服器,但刀鋒伺服器在7U高度下只能承載14片刀鋒,那麼企業該如何部署?一台伺服器機箱不夠,佈建兩台伺服器機箱卻又太多餘。而多節點伺服器最低就是在1U高度下承載2台伺服器,企業在擴充時反而更具彈性。」