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半導體技術持續(xù)改變服務器

2015-05-08

      對信息產(chǎn)業(yè)稍有了解者多半都知道,服務器是最理智購買的產(chǎn)品之一,筆者也時常以服務器出貨成長率為風向指標,借此了解總體經(jīng)濟是否改善、復蘇?一旦服務器出貨增加,肯定是復蘇成長。不過,近幾年來多數(shù)時候,服務器的出貨成長率低迷,多在個位數(shù)的年增率,甚至部分機構的調(diào)查還出現(xiàn)微幅衰退。

  雖然服務器需求疲軟,甚至平均售價大幅降低,意味著服務器業(yè)者的利潤愈來愈少,如此就一般的在商言商角度,在利潤愈來愈少下,未來投入新技術的研發(fā)也會連帶減少。然而,服務器實際上卻出現(xiàn)“市場低迷,但技術卻仍持續(xù)變化”的特殊情形。

  第一個變化是內(nèi)存容量愈來愈大,過去的企業(yè)數(shù)據(jù)庫要倚賴硬盤來儲存、運作,而今部分情況下,有可能完全用內(nèi)存來儲存、運作。好處是內(nèi)存比硬盤快速,存取執(zhí)行等運作上更有效率,許多數(shù)據(jù)庫軟件業(yè)者紛紛提出In-Memory Database的新概念,包含IBM、Microsoft、Oracle等三大廠也不缺席。當然,完全用內(nèi)存也有風險,系統(tǒng)一旦出問題數(shù)據(jù)將會消失,因此還是會盡可能回寫硬盤,以策安全。

  第二個是NAND Flash的固態(tài)硬盤出現(xiàn),使儲存設備有了新的快取空間,使儲存效能提升,且相同的,在小容量需求下可以完全取代硬盤,許多刀鋒服務器、超密度服務器都已改用固態(tài)硬盤取代傳統(tǒng)機械式硬盤,而儲存設備大廠EMC、NetApp、HDS等也同樣善用此新作法。

  第三是GPGPU的繪圖芯片可用來加速科學運算,GPGPU內(nèi)有許多浮點運算單元,除用于繪圖外也可用于其他計算,最初用于高效能運算領域,現(xiàn)在也有許多服務器開始采用,知名的即是Intel Xeon Phi與NVIDIA Tesla。

  第四是FPGA的加速運算,同樣初期用于高效能運算,用于將例行運算以邏輯電路方式執(zhí)行,比起純軟件執(zhí)行方式快上50-100倍,現(xiàn)在網(wǎng)際數(shù)據(jù)中心也開始運用FPGA來加速機房運算與傳輸,如Microsoft、Baidu等,而FPGA的主要業(yè)者自然是Altera、Xilinx。

  第五是以3D迭裝方式加速內(nèi)存?zhèn)鬏敚鏜icron發(fā)起,Samsung響應的HMC技術,將多個內(nèi)存裸晶以硅穿孔(TSV)方式連接,以獲得更快速、更省電的內(nèi)存,使服務器能加速運算,目前Intel、Fujitsu合作的新一代超級計算機已確定實行此種技術,若技術可行將擴大實行,目標是適用于所有的服務器,成為DDR4 SDRAM外的另一選擇。

  第六則是ARM架構的服務器處理器開始展露,如何用更簡單的架構來滿足運算需要,同時達到更整合、更省電、更低廉的目標,目前有AMCC、AMD等業(yè)者投入,Qualcomm也在去(2014)年11月宣布投入。

  更有趣的是,為了更適用于各種使用情境,業(yè)者也嘗試將ARM與x86融合,例如AMD下一代將推出同時具有ARM與x86核心的處理器,服務器業(yè)者HP則早已推出Moonshot系統(tǒng),允許同一系統(tǒng)內(nèi)同時使用ARM與x86架構芯片。

  上述的變革,來自半導體的架構、制程、封裝等改變,連帶影響服務器、超級計算機改變,但其實還有影響更大的,即虛擬機、云端等軟件技術,現(xiàn)在已有所謂的軟件定義網(wǎng)絡、軟件定義儲存等,后續(xù)也將有愈來愈多以“軟件定義”為名的概念及發(fā)展,以持續(xù)沖擊服務器、超級計算機,甚至整個信息機房,且讓我們拭目以待。


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