半导体技术持续改变服务器

    对资讯产业稍有了解者多半都知，伺服器是最理智购买的产品之一，笔者也时常以伺服器出货成长率为风向指标，藉此以了解总体经济是否改善、复苏？一旦伺服器出货增加，肯定是复苏成长。不过，近几年来多数时候，伺服器的出货成长率低迷，多在个位数的年增率，甚至部分机构的调查还出现微幅衰退。



虽然伺服器需求疲软，甚至平均售价（ASP）大幅降低，意味着伺服器业者的利润愈来愈少，如此就一般的在商言商角度，在利润愈来愈少下，未来投入新技术的研发也会连带减少。然而，伺服器实际上却出现“市场低迷，但技术却仍持续变化”的特殊情形。

第一个变化是记忆体容量愈来愈大，过去的企业资料库要倚赖硬碟来储存、运作，而今部分情况下，有可能完全用记忆体来储存、运作。好处是记忆体比硬碟快速，存取执行等运作上更有效率，许多资料库软体业者纷纷提出In-Memory Database（IMDB）的新概念，包含IBM、Microsoft、Oracle等三大厂也不缺席。当然，完全用记忆体也有风险，系统一旦出问题资料将会消失，因此还是会尽可能回写硬碟，以策安全。

第二个是NAND Flash的固态硬碟（SSD）出现，使储存设备有了新的快取空间，使储存效能提升，且相同的，在小容量需求下可以完全取代硬碟，许多刀锋伺服器、超密度伺服器（Ultra Dense Server）都已改用固态硬碟取代传统机械式硬碟，而储存设备大厂EMC、NetApp、HDS等也同样善用此新作法。

第三是GPGPU的绘图晶片可用来加速科学运算，GPGPU内有许多浮点运算单元，除用于绘图外也可用于其他计算，最初用于高效能运算（High-Performace Computing）领域，现在也有许多伺服器开始采用，知名的即是Intel Xeon Phi与NVIDIA Tesla。

第四是FPGA的加速运算，同样初期用于高效能运算，用于将例行运算以逻辑电路方式执行，比起纯软体执行方式快上50-100倍，现在网际资料中心（Internet Data Center）也开始运用FPGA来加速机房运算与传输，如Microsoft、Baidu等，而FPGA的主要业者自然是Altera、Xilinx。

第五是以3D叠装方式加速记忆体传输，如Micron发起，Samsung响应的HMC技术，将多个记忆体裸晶以矽穿孔（TSV）方式连接，以获得更快速、更省电的记忆体，使伺服器能加速运算，目前Intel、Fujitsu合作的新一代超级电脑已确定采行此种技术，若技术可行将扩大采行，目标是适用于所有的伺服器，成为DDR4 SDRAM外的另一选择。

第六则是ARM架构的伺服器处理器开始展露，如何用更简单的架构来满足运算需要，同时达到更整合、更省电、更低廉的目标，目前有AMCC、AMD等业者投入，Qualcomm也在去（2014）年11月宣布投入。

更有趣的是，为了更适用于各种使用情境，业者也尝试将ARM与x86融合，例如AMD下一代将推出同时具有ARM与x86核心的处理器，伺服器业者HP则早已推出Moonshot系统，允许同一系统内同时使用ARM与x86架构晶片。

上述的变革，来自半导体的架构、制程、封装等改变，连带影响伺服器、超级电脑改变，但其实还有影响更大的，即虚拟机器（VM）、云端（Cloud）等软体技术，现在已有所谓的软体定义网路（SDN）、软体定义储存等，后续也将有愈来愈多以“软体定义”为名的概念及发展，以持续冲击伺服器、超级电脑，甚至整个资讯机房，且让我们拭目以待。