英特爾加速資料中心轉型大揭密，導入解構式伺服器、提高SLA及資源使用率，10多年來節省114億美元

英特爾IT近期發表白皮書，揭露自家資料中心轉型策略及成果，英特爾整併全球資料中心數量，從152個減少至53個資料中心，並透過5個策略優化資料中心營運，並達到節能、控制成本的目的，從2010年至2024年共計節省約114.1億美元。

英特爾IT產業合作總監暨區域發言人邱天意表示，回顧英特爾全球資料中心發展策略，2000年以前，可以說是「有需要就建的資料中心戰國時代」，一方面是資料中心大舉擴張，另方面則是大型主機式微，從2006年開始，英特爾建立資料中心團隊，對於資料中心管理開始有中心發展戰略，追求標準化設計、成本控制，並啟動全球資料中心的整併行動。

從2006年到2010年，英特爾不斷調整優化資料中心的營運效率，如同其他企業一樣，推動虛擬化提高資源的利用率，建置企業私有雲，同時也汰舊換伺服器等設備，以導入更具能源效率的機器，隨著資料不斷增加的儲存系統也不斷最佳化調整，追求IT永續。2010年到2023年之間隨著業務聚焦重點轉移，不斷調整優化資料中心的資源使用及能源效率。

「從2010年到2024年，英特爾IT總共節省約114億美元的成本」，邱天意說。

英特爾如何做到這件事？

英特爾現在在全球15個地點、53座資料中心，總電量為133MW，包含46.4萬臺伺服器，高達1043PB的儲存系統，接近90萬個網路埠，其資料中心PUE值最低達到1.06。

在資料中心管理上，他們在2006年先將全球資料中心畫分為「DOME」四種不同領域，這四種領域的資料中心各有不同的工作負載需求。(下圖簡報來源：Intel)

其中「D」代表Design/HPC，為英特爾晶片設計、量產前的工作負載，這部分的運算工作負載占英特爾96%的伺服器；而「OE」則代表一般辦公室或企業營運的Office&Enterprise，這類運算負載為典型的IT運算，要求較高的SLA，但僅占3%伺服器；「M」代表Manufacturing Fab/ATM，主要為支援工廠自動化的工作負載，大多位於工廠附近或周邊，僅占1%伺服器。

3戰略目標優化資料中心、降低服務的單位成本

英特爾IT分享資料中心的3個核心戰略目標，第一個戰略是採用最佳可實踐模型。

邱天意表示，最佳可實踐模型指在沒有預算、人員限制下，所能夠建構的最佳資料中心，以最佳資料中心為目標，比較和現有資料中心間的落差，目標為縮短兩者間的差距。這麼做的好處是讓英特爾IT能掌握改進方向，評估各種ROI來運用革新性方法逐步改善。

第二個戰略是擬定KPI目標。英特爾IT訂立3個KPI目標，首先是訂立適當夠用的SLA服務品質，而非追求最高的SLA，其次是降低每個服務的單位成本，每年目標是減少10%，最後是所有的資源使用率要提升到80%以上。這3個KPI目標彼此相互影響，需找出兼顧3個KPI的平衡點。

第三個戰略是訂出優化的範圍，從TCO角度來看資料中心，除了運算、儲存、網路，還有人員薪資、資料中心設施、作業系統授權及管理，共6個構面來看資料中心的TCO成本，由IT與財務部門共同擬定服務單位成本(Cost per Service Unit)的計算方式，並進行調整改善。

英特爾結合6個構面的資料中心TCO成本，再除以特定的DOME領域的服務單位數量，來計算出服務單位成本，例如在「Design」晶片設計領域計算每個EDA-MIPS的單位成本，而在「Office & Enterprise」以OS授權數量計算成本。

「利用服務單位成本才能衡量每年是否達到每年降低10%成本的目標」，邱天意說。結合DOME及服務單位成本的概念，檢視每個領域類型的資料中心的成本結構組合，以2024年的晶片設計領域資料中心為例，成本占比較大的是「設施」(36.8%)、「伺服器群」(35.5%)，可以從成本占比較大的方面著手，結合每年成本的變化，檢視如何進一步改進。

5策略提升資源使用率、運作效率

英特爾IT也分享5個節省成本、提高效率的策略，包括伺服器設計、採用分層式儲存、提高網路效率、提升設施效率、改善運作效率。

在伺服器方面，英特爾IT研發一種解構式伺服器(Disaggregated Server)專利，他們在資料中心內採用刀片式伺服器，提來密度，並將伺服器內的CPU及DRAM獨立出來，汰換伺服器時只要更換CPU及DRAM，保留網路卡、硬碟等其他組件，和傳統汰換整臺伺服器的作法相比，可節省約44%成本。

「英特爾可能2年更新CPU，只更換CPU及DRAM，更換CPU就能達到最新的效果」，他說。由於只更換CPU及DRAM，保留其他仍能繼續使用的伺服器組件，除了節省約44%成本，也能縮減77%的汰換時間，以及相關的運輸費用、電子廢棄物處理成本。

英特爾從2016年左右開始導入解構式伺服器設計於自家資料中心，目前在全球超過46.4萬臺伺服器中，已有約39.5萬臺採用解構式設計。

在儲存系統方面，採用分層式儲存(Tiered Stoage)，依照性能、容量、成本畫分為4層式的分層式儲存架構，兼顧SLA、資源的利用率，並根據內部需要評估後，相較於縱向(Scale-up)儲存，英特爾IT認為橫向(Scale-out)儲存易於擴充容量資源，更適合英特爾，並透過加速儲存系統的汰換，採用更具能源效率的設備，並通過重覆資料刪除、壓縮等技術。

邱天意表示，運用重覆資料刪除、壓縮等技術，曾經在一年成功縮減約220PB的資料量，透過上述種種方法優化資源使用率，我們將儲存資料的使用率從46%提高到80%，未來的目標是提高至85%。

在網路方面，英特爾約從2010年開始導入GbE級的網路設備，現在GbE級使用比重，在過去15年比重提高到66%，未來目標為提高至80%。

另外，2016年英特爾測試導入40GbE，但是當時100GbE逐漸興起，觀察到逐漸成為主流，隨後於2019年導入100GbE，到2024年100GbE網路埠已達到將近9.5萬個，其中86%採用SDN，透過SDN來實現自動化部署網路。

在提升資料中心的設施效率上，英特爾在2003年全球擁有最多152個資料中心，到2025年已減少為52個資料中心，資料中心總空間面積也減少18%，儘管資料中心數量整併，但整體資料中心電量增加到133MW，資料中心數量減少，但是電量提升，意謂著更密集、高效率的能源使用。

英特爾也設法降低資料中心PUE值，最低可達到PUE 1.06。邱天意指出，英特爾將總部附近一座老舊工廠改建為大型資料中心，該資料中心部署幾十萬臺伺服器，為了解決散熱問題，內部採用閉循環蒸發冷卻技術，由再生水、外部的冷卻塔，經過熱交換，將熱水冷卻後，再送到機房內的熱通道，協助伺服器散熱。

邱天意表示，儘管採用傳統的氣冷方式，但是英特爾做了很多實驗，測試提高機房內的作業溫度，因此即使是機房內的冷通道，工作人員需要穿短袖，不像傳統機房溫度如同冷氣房，人員需要穿著保暖的衣物才能作業。經過測試，提高機房內的作業溫度的伺服器故障率，並沒有和調低溫度機房的故障率相差太多。

英特爾資料中心內採用高密度的刀片式伺服器，一個機櫃能容納約200臺伺服器，高密度、高效率伺服器群；根據英特爾的統計，2012年到2024年，相較傳統的資料中心，估計省下約19億千瓦小時的電力。

在改善營運效率方面，英特爾在晶片製造最後過程Tapeout，這個階段相當重要，且需要大量算力資源進行模擬，英特爾內部研發HPC方案支援Tapeout的運算需求，發展至今已進入第7代HPC，製程從早期45奈米發展至採用Intel 20A或18A製程。

邱天意指出，英特爾發展的歷代HPC採用新技術，以提升運算能力，來支援Tapeout的運算需求，從2005年到2024年，計算處理量增加了631倍，Tapeout過程中因運算產生的影響也減少322倍，到2024年幾乎沒有受到運算的影響，Tapeout順利進行代表能更快的投入晶片生產。

英特爾IT團隊也從2010年問自己一個問題，除了不斷改進自家資料中心資源使用率，優化資料中心運作效率，自行維運管理資料中心和雲端服務相比差別在哪？

他們從2010年開始比較相同算力資源條件下，自行維運管理資料中心的單位成本，和改用雲端服務的單位成本相差多少，根據英特爾IT的統計，英特爾自行維運管理資料中心的單位成本，如果將2010年定為基期(100%)，2024年單位成本已降到4%，雲端服務在此期間單位成本也不斷降低，從2010年的186%降到2024年的19%，明顯雲端維運管理的單位成本降低許多，但英特爾自己維運管理資料中心單位成本降到4%，兩者成本相差5倍。

儘管這幾年下來，外部雲端服務愈來愈成熟，其使用單位成本顯著下降，吸引愈來愈多企業選擇上雲，但邱天意表示，對於從事晶片設計的英特爾而言，從單位成本的比較來看，自行維運管理資料中心的單位成本仍低於雲端服務，自行維運仍有比較高的性價比，身為晶片設計業者也希望能內部管理資源，未來英特爾IT會持續優化調整，保持成本的競爭力。

優化資料中心資源，服務全球晶片設計團隊

在晶片技術不斷改進，市場競爭激烈下，邱天意也分享英特爾IT自行維運管理資料中心，如何支援全球晶片設計團隊改進服務體驗，他以過去汰換伺服器為例，以往需要十幾天才能完成部署，現在則只要1天就能完成部署，一方面歸功於英特爾標準化伺服器機架設計，在伺服器送交之前，網路及供電、合作廠商都事先準備好，將部署自動化完成，對於一年有好幾萬臺伺服器部署上線的英特爾來說，愈快完成部署，就能讓全球的晶片設計團隊及早使用。

此外，晶片設計師可能要透過WAN遠端存取資料中心資源，可能影響使用者體驗，英特爾IT也針對遠端WAN存取服務進行優化，例如透過改善TCP等措施，來提升4倍的資料傳輸率，改善遠端存取資料中心資源的使用體驗。