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Data-Centric高峰會直擊 英特爾打造運算新時代

2018-09-05
今年8月,本刊編輯專程採訪了英特爾在美國加州聖塔克拉拉(Santa Clara)舉辦的「以資料為中心創新高峰會(Data-Centric Innovation Summit)」,會中由英特爾執行副總裁暨資料中心事業群總經理Navin Shenoy揭露未來的策略與產品細節。

至於在運算部份,Navin Shenoy則是公布了Intel Xeon下一代產品Cascade Lake的產品細節,除了引入Intel Optane DC持久記憶體之外,預計將會搭載Intel DL Boost功能,透過AI加速器,影像識別速度能夠比2017年推出的Xeon Scalable處理器快上11倍。另外,英特爾也預計在2019年推出新一代平台Cooper Lake,具有新的Intel DL增強功能(BFloat 16),以提高人工智慧/深度學習訓練性能。


▲ 美超微在快閃記憶體高峰會中展出了1U高度可提供1PB容量的NVMe全快閃儲存伺服器。

快閃記憶體高峰會合作夥伴站台

▲現場人員正在解說英特爾EDSFF固態硬碟。
以資料為中心的創新高峰會發表當天,同樣在美國加州聖塔克拉拉還有一場快閃記憶體高峰會(2018 Flash Memory Summit)正在舉行,英特爾在這場高峰會中也有展區,現場也邀約了許多合作夥伴一同展示架構設計。例如,美超微(Supermicro)在快閃記憶體高峰會中展出了1U高度可提供1PB容量的NVMe全快閃儲存伺服器,搭載32個英特爾EDSFF固態硬碟,將可提供到1,300萬IOPS,無論是在密度或性能方面都將比以往更優化。而且EDSFF固態硬碟也能熱插拔,維護相對容易。

另外,VMware vSAN現也已支援Intel Optane以及3D NAND固態硬碟。在展區中展示的是英特爾如何讓vSAN全快閃架構展現出更高的效能。在vSAN的設計中,資料會先寫入快取層,然後再往下分散到容量層,因此在快取層使用的固態硬碟必須要有低延遲以及高耐用性,在這方面,vSAN將搭配Intel Optane SSD DC P4800X來加以實現。由於容量層負責所有的資料讀取,因此儲存容量要求較高,但同時也要兼具有成本效益,這時就由Intel 3D NAND固態硬碟來提供讀取服務。根據英特爾與VMware的聯合測試,採用Intel Optane SSD DC P4800X,可將IOPS提升2.5倍,同時硬碟的延遲也將降低2.5倍。


▲ VMware vSAN現已支援Intel Optane以及3D NAND固態硬碟。


▲ 加裝鐵條預防機櫃倒塌。

高效設計創新節能

▲ Intel IT技術長Shesha Krishnapura正在解說伺服器的模組化設計。
從這兩場高峰會中,不難感受到英特爾從「以PC為中心」轉變為「以資料為中心」的策略與決心,不過當科技飛速進步,更多的運算力、儲存容量以及網路傳輸湧進資料中心,同時也帶來了另一項節能挑戰。資料中心該如何在具備高效、可擴展性以及耐用性的同時,又能夠達到節能的目標?位於聖塔克拉拉,英特爾舊晶片製造工廠Santa Clara D2內的熱資料中心或許能夠給出一些解答。

D2資料中心是一個典型超高密度的應用環境,一般標準機櫃通常是42U高度,但Intel將機櫃高度提升到60U的高度,並且佈滿伺服器,可以想見密度有多驚人,甚至需要加裝鐵條以預防機櫃倒塌。在D2資料中心的規劃是以模組為單位,每個模組有144個機櫃,提供5MW的供電負載,平均每個機櫃耗電量可上看43kW。但令人難以想像的是,這樣超高密度的機房,PUE值竟然只有1.06。

當然,這是經過一番努力才達到的成效,在1990年之前,D2資料中心的PUE值也曾高達到2以上,換句話說,耗損或浪費的電量與IT設備運轉所需的用電量一樣高。不斷的改善後,到了2013年進入第3代資料中心採用風側自然冷卻(Free Air Cooling)以及冷熱空氣隔離後,PUE值降低到1.06。2015年進一步改採封閉式耦合製冷設計(Close-Coupled Cooling Design),PUE持續維持在PUE 1.06。其主要的運作機制是藉由冷熱空氣隔離所產生的正負壓,讓風流自然地形成對流,也因為如此,資料中心內的溫度比起一般的資料中心來說相對會來得高出許多,在參訪當天,冷通道約莫近30℃,熱通道的溫度則是到達40℃左右。這也難怪Intel稱D2資料中心為熱資料中心,但由此也可顯見半導體零組件對於耐熱設計的顯著進步。


▲ 封閉式耦合製冷設計主要的運作機制是藉由冷熱空氣隔離所產生的正負壓,自然地讓風流對流。

當然,資料中心的節能設計需要所有環境的共同努力,伺服器也不能置身其外,Intel IT技術長Shesha Krishnapura也特別解說伺服器的節能概念,過往的伺服器設計因為沒有模組化設計,因此只能整機汰換,隨著技術的進步,現今已能實現將子系統的模組個別更新,包含處理器與記憶體、輸入輸出(I/O)、機箱,儲存和電源/散熱等設備都能獨立升級,各個組件都可以在最理想的時間進行更新,充分發揮逐代改良的性能與效率。


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