戴爾伺服器技術掌門人深入剖析，新世代伺服器5大關鍵趨勢

最近幾年企業開始採用混合雲、越來越多企業上雲端，加上Container容器應用盛行，以及Serverless無伺服器運算架構出現，都重新定義資料中心IT架構未來的發展，這類的IT架構出現，也影響了做為IT基礎設施底層的伺服器發展，甚至是開始採用新的設計思維，來打造下一代伺服器。長年觀察伺服器架構及技術發展的戴爾（Dell）全球伺服器技術掌門人Robert Hormuth也提出了接下來會影響伺服器重要發展的5大關鍵趨勢。

關鍵趨勢1：超融合基礎架構變成企業實現SDDC的基礎

今年在Dell任職滿10年、去年才剛接任戴爾伺服器解決方案事業群全球技術長的Robert Hormuth，過去參與過多項Dell伺服器設計與架構研發，並主導高階伺服器產品開發及驗證。未來不只要負責規畫全球Dell伺服器產品的技術藍圖，更要率領CTO團隊開發下一代伺服器架構與技術。

Robert Hormuth表示，軟體定義資料中心（SDDC）興起，逐漸成為企業IT發展目標，而要實現SDDC環境，在IT基礎架構上必須擺脫傳統疊床架屋式的作法，新一代資料中心強調的是完全由軟體來驅動，可快速布建、靈活擴充的動態IT環境，因應這類型需求產生，也促使伺服器應用發展出現不一樣新型態，超融合基礎架構（Hyper-converged Infrastructure，HCI）就是其中之一。

HCI主要是利用將通用伺服器硬體、儲存及網路單元整合，全部集縮在一個機箱，再搭配虛擬化、軟體定義化、分散式儲存架構，來建構出一個完全依靠軟體驅動，更方便快速部署、彈性擴充的高密度IT基礎設施。HCI也是過去2年最熱門、成長最快的新興IT領域之一。越來越多企業開始採用HCI架構，以提供建置IT環境所需的硬體資源及叢集擴充能力。

隨著SDDC風潮盛行，Robert Hormuth表示，這將使得HCI對於企業IT架構的影響變得越來越重要，「甚至成為想要打造SDDC的企業，未來都必須具備有的下一代IT關鍵基礎架構。」他說。

雖然HCI是實現SDDC的新一代IT架構關鍵，不過Robert Hormuth指出，很多人都誤解了軟體定義的真意。他表示，軟體定義真正目的是要讓硬體標準化，變成一種大家可以直接在架上購買就能用的現成商品。讓硬體變成是如同積木（Build Block）一樣的組合，企業可像堆疊積木般，組成適合不同應用情境的叢集。而靠著更多硬體標準化，搭配虛擬化軟體，再加上應用就會促成下一代資料中心的興起。

不過Robert Hormuth也直言，現階段，HCI叢集擴充的規模仍有限，他解釋，這是因為隨著叢集規模變大，不同機箱節點和節點之間連接和傳輸也將變得更加複雜，而容易造成伺服器I/O產生存取延遲與傳輸頻寬不足的問題，因此，若要維持系統一定效能，利用HCI布建的叢集規模就不能太大。若以搭配VMware分散式儲存軟體VMware vSAN （前身為Virtual SAN）來看，目前最多能提供每個叢集上限，最大支援64個HCI節點。

Robert Hormuth也表示，隨著伺服器CPU運算效能提升、I/O技術進步，以及更高速網路介面出現，將使得HCI叢集所帶來的I/O頻寬和延遲問題，將逐步獲得改善，他並表示，目前Dell在HCI產品發展上，將持續朝向增加HCI節點擴充能力為目標，以讓更多不同類型應用的運算工作，未來都能放在HCI叢集環境來實作。

關鍵趨勢2：挑戰通用伺服器的AI專用伺服器現身

除了因應SDDC而發展出伺服器應用新型態，做為需要大量資料分析運算的AI人工智慧及深度學習應用的需求興起，近來，另一種專門提供AI優化或AI專用的伺服器應用形式也開始出現。Robert Hormuth表示，目前在伺服器運算加速部分，其實已有不少現成的伺服器產品，能使用在如機器學習或深度學習的應用，例如在伺服器內部CPU配置上，可以選擇加入如可程式化硬體運算技術（FPGA）或搭配GPU，來做為加速AI應用的使用，或是能採用如HPC這類以高效能運算應用為主的特殊伺服器，或是也有科技公司專為AI應用設計客製化晶片，如Google的機器學習專用晶片TPU等。

Robert Hormuth表示，隨著AI應用市場的起飛，可以想見，未來將有更多可供不同類型的AI應用或深度學習用的AI專用伺服器推出，例如英特爾今年即將有多款可以當作AI應用加速的特殊Xeon伺服器核心處理器亮相，可供機器學習或類神經網路訓練之用。「當開始有更多AI專用伺服器出現，也將影響未來通用伺服器的發展。」他說。

關鍵趨勢3：NVMe高速傳輸介面3年後全面普及

除了針對不同應用需求帶動伺服器新進展外，在伺服器I/O技術方面，為迎合新一代資料中心走向超高速儲存應用時代，也開始有了更關鍵的新發展。

以高速I/O介面來說，目前伺服器市場上，有越來越多伺服器廠商推出的新款伺服器，都開始支援新一代高速傳輸介面NVMe。

NVMe是由英特爾、Dell、EMC及Cisco等廠商共同發起，用來統一PCIe儲存裝置的標準，以解決過去PCIe裝置缺乏統一標準所衍生的亂象，讓企業未來更容易擴大採用

Robert Hormuth雖然肯定NVMe將成為下一代伺服器儲存介面的新主流。不過就他觀察，目前NVMe生態系還在發展中尚未成熟，例如現在才剛剛開始看到伺服器市場上出現支援雙埠（Dual Port）高可用配置的NVMe SSD，以便應用在如資料存取管理、HA備援等的使用。不過，Robert Hormuth還是給出一個他認為伺服器市場會普遍採行NVMe的時間表，「以NVMe生態系發展來看，若要開始全面普及，最快時間會是在2020年。」他表示。

Robert Hormuth也談到，目前伺服器I/O市場，雖然仍以SAS高速傳輸介面為主流，不過3年後，NVMe將會取代SAS成為市場新主流，至於和NVMe一樣都以PCIe為基礎的SATA 介面，Robert Hormuth則表示，未來SATA仍然會存在，只是會以運用在更大容量的傳統硬碟的使用為主，至於SSD的趨勢未來將往NVMe靠攏。

關鍵趨勢4：新記憶體加速存取機制出現

除了在高速I/O介面有新發展外，在高速儲存裝置部分也開始出現不一樣新變化，例如英特爾前不久推出採用3D XPoint記憶體技術而打造的Intel Optane記憶體模組，開始先用在商用PC市場，以便於縮短開機時間及加快檔案開啟速度。英特爾年底前預計還會推出一款Optane SSD固態硬碟。據英特爾表示，這款Optane SSD未來將提供2種使用方式，一個是當作儲存媒體加快取使用，另一種是做為記憶體配置的延伸，能利用軟體定義記憶體技術，將Optane SSD與DRAM組成一個更大記憶體資源池，能夠突破現有伺服器原本的系統記憶體最大容量上限，大幅增加系統記憶體空間，以提高伺服器運算承載效能，或做為未來更多虛擬化應用的使用。

Robert Hormuth表示，如Intel Optane這類新記憶體技術的出現，將替傳統RAM和儲存之間，帶來新的記憶體加速存取機制。以Optane SSD來說，就被當作是一種儲存等級記憶體（Storage Class Memory），有別於傳統的NAND Flash和DRAM，存取速度會更快。

Robert Hormuth也說，Optane SSD無疑是記憶體存取層級，可以被歸類在記憶體運用範疇，他並表示，Optane SSD產品推出後，將來在伺服器應用上，一開始可能會先被當作DRAM這個層級的記憶體來使用。

即使如此，Robert Hormuth也坦言，現階段很難想像Optane SSD會有取代DRAM的這一天到來。他說，DRAM特性是存取速度快、低延遲，而且不會磨損壞掉，至於採用NAND Flash或是3D XPoint技術的 Optane SSD都會因為需要傳輸數據，使用時還是會出現磨損而導致長久下來硬碟故障無法使用。

關鍵趨勢5：下一代伺服器設計方向焦點是動態IT架構

在伺服器I/O技術發展之外，隨著雲端運算崛起、Container容器技術火紅，再加上Serverless無伺服器運算架構出現，這些新的IT架構也將影響伺服器設計的演進。Robert Hormuth也以Container來舉例，他說，現在一些企業開始利用容器架構來搭建微服務（Microservices）。微服務是由許多小型的服務組合而成，這當中會有很多複雜訊息傳遞，所以一旦伺服器I/O若無法跟上就會影響到服務正常運作，因此未來新一代伺服器，會更加需要採用新的伺服器I/O技術，盡可能提高每秒I/O處理效能，以因應微服務帶來更快速大量應用需求的出現。

Robert Hormuth還指出，新一代伺服器的設計，必須要以發展動態IT架構的思維來設計，像是在新的伺服器架構所採用的CPU，未來將開始轉往以SoC（系統晶片）為中心的設計方向來發展，例如在CPU內可以高度整合I/O，藉此減少I/O存取延遲等。

不只新的IT架構會影響了未來伺服器設計的演進，甚至IT維運上，也開始出現了不一樣的伺服器設計新方向，例如，Dell去年針對企業超大規模資料中心維運，曾公開展示一個能直接在伺服器內結合液冷散熱的新技術（代號Triton），可以利用更有效的方式幫助CPU散熱，來達到比傳統空氣冷卻更直接的冷卻效果。

除了結合冷卻技術幫助處理器散熱的新設計外，Robert Hormuth也提到他們不久前推出的新一代模組化伺服器 Dell DSS 9000，同樣也是針對超大型資料中心而設計，以達到更高密度的運算及儲存資源配置。

除此之外，Dell也是臉書力推Open Rack架構的OCP（Open Compute Project）聯盟早期成員之一。

Robert Hormuth也表示，未來希望能夠仿效OCP伺服器的設計精神，創立新的業界標準，可以提供企業更多選擇，未來能快速、更有彈性，來搭配使用不同家伺服器廠商的產品。不只在硬體設計走向開放，在伺服器管理上，也擁抱了通用機房管理標準Redfish，例如，Dell新款13代主流2路PowerEdge伺服器推出時，在提供管理的虛擬控制臺iDRAC上，也正式支援了Redfish 1.0版。

 CTO小檔案 

●　學歷：美國德州大學奧斯汀分校電子與資訊工程學士

●　經歷：自2007年加入Dell，參與過多項Dell伺服器設計與架構研發，過去也曾任職於Intel及美國國家儀器從事相關硬體設計，2016年正式接掌成為Dell伺服器事業群CTO，未來將率領團隊打造Dell下一代伺服器架構與技術，目前同時也身兼Dell副總裁一職

 公司檔案 

Dell Technologies

●　總部：美國德州Round Rock城

●　成立時間：1984年

●　主要業務：個人電腦及筆電、伺服器、儲存、IT服務

●　網址：www.dell.com

●　創辦人： Michael Dell

●　總裁兼執行長：Michael Dell

●　員工數：約10.1萬人（2016年）

●　年營收：約549億美元（2016年）

 公司大事記 

●　1984年：Dell成立

●　1994年：第一臺Dell PowerEdge伺服器原型亮相

●　1996年：推出第一代Dell PowerEdge伺服器

●　2002年：在臺成立戴爾臺灣研發中心

●　2006年：收購遊戲PC製造大廠Alienware

●　2007年：以14億美元併購網路儲存技術業者EqualLogic，布局iSCSI資料儲存市場

●　2009年：以39 億美元買下資訊服務廠商Perot Systems

●　2010年：併購資料儲存廠商3PAR

●　2013年：公司私有化，不再上市

●　2014年：推出第一代XC系列超融合應用伺服器

●　2015年：成立物聯網部門，推出首款IoT閘道器

●　2016年：重砸670億美元天價正式合併儲存大廠EMC、將公司重新更名為Dell Technologies、將旗下軟體技術部門出售日本NTT Data