伺服器廠商Dell在2014年底,推出了融合基礎架構(共用基礎架構,Shared Infrastructure)平臺的PowerEdge FX2伺服器,它是一款可安裝在標準機櫃上的2U機箱,且機箱前端可安裝2臺到8臺節點模組。

這種機構設計,很容易讓人將它與雙胞胎伺服器聯想在一起,但是實際上,FX2除了前方的模組化節點設計,機箱後端還採用了網路聚合模組,並融合了刀鋒伺服器所特有的機箱管理控制器(Chassis Management Controller,CMC),搭配5款伺服器或儲存節點模組,不只可提升實體伺服器密度,且系統建置彈性很高,也與它的名稱相呼應:FX2──Flexible 2U。

有別於雙胞胎伺服器,機箱提供電源與網路等共用模組

前面提到,FX2與雙胞胎伺服器在外觀上很類似,但是主要的差別,在於前者提供了伺服器與儲存節點等模組,企業可隨環境需求搭配不同的節點模組,同時降低管理的複雜度。

多數的雙胞胎伺服器,除了機箱上的電源供應器模組共用之外,每個伺服器節點都是各自獨立的,一臺伺服器該擁有的元件,每一個節點都有,包括處理器、記憶體、硬碟、PCIe插槽,以及連接埠等。因此,我們也可將雙胞胎伺服器,當做多臺獨立的小型伺服器,並且將它們排放在同一個1U、2U或4U等不同大小的機箱中,提高相同機架空間內的伺服器密度。

在這樣的概念下,Dell PowerEdge FX2提高實體伺服器密度的特性,再加上採用機架式2U尺寸,乍看之下確實與雙胞胎伺服器相像。

FX2與雙胞胎伺服器除了外觀與具有多節點的特性相似之外,它們本質上仍有很多差異,例如FX2可安裝伺服器節點之外,也能搭配儲存節點,為伺服器節點擴充硬碟儲存容量、提供整合的管理介面;另一方面, FX2的伺服器節點上,僅有硬碟、處理器與記憶體等元件,其餘的散熱風扇、PCIe插槽、網路埠,以及電源供應器等,都是在FX2機箱上,因此,每個節點都必須與機箱結合,才會取得一臺伺服器完整的功能,並不像雙胞胎伺服器每節點都是獨立,甚至有些節點不必裝在機箱內,只要連接電源供應器即可運作。

 

FX架構是整合運算、網路與儲存的融合產品

從原廠的簡報中我們可以看出,Dell PowerEdge FX2的設計概念與產品特色,是將Dell旗下的標準機架式伺服器、網路、儲存,甚至刀鋒伺服器等產品特色整合在一起,因此一個2U尺寸的FX2機箱,可提供多種伺服器節點、儲存節點、網路模組、模組化PCIe插槽,以及機箱管理模組等,可以說是Dell各系列的集大成者。

 

提供多種尺寸與架構的節點模組,建置彈性相當高

FX2的節點類型,依尺寸來分,一共有四分之一寬、半寬與全寬等共3種尺寸,它們的高度全部都是1U高,且不同尺寸的節點都可以互相搭配,並安裝在2U高的FX2機箱中。可安裝的節點數量方面,在整臺FX2機箱都裝滿的情況下,最多可安裝8臺四分之一寬的模組,最少則是2臺全寬的模組。如果是3種尺寸的節點混搭,則有3到7節點等組合,系統的建置時的彈性與變化相當高。

在可安裝與更換的節點上,FX2一共有4臺伺服器節點、1臺儲存節點,3款網路聚合模組(I/O Aggregator,IOA),另外還有與刀鋒伺服器一樣的機箱管理控制器(Chassis Management Controller,CMC)等,可搭配的模組項目相當多。

在2014年底FX2發表的時候,Dell發布了機箱、CMC機箱管理控制器與3款網路聚合模組,也同時推出了2個伺服器節點──2路架構的FC630,以及將4臺獨立的伺服器融合在同一片主機板的FM120x4。而其他的節點模組,原廠也預計在2015年3月推出。

令人驚喜的是,在Dell台灣分公司所實際展示的配備中,我們看到的FX2機箱僅安裝2個節點模組,其中一個模組就是FC630,而另一模組出乎意料的並不是已推出的FM120x4,而是尚未推出的儲存模組FD332,我們也因此得以搶先全球用戶目睹。

 

FX2可內接多種伺服器與網路模組

Dell PowerEdge FX2可以搭配的節點與模組,一共有6款,包括FC630、FM120x4、FC430與FC830等4款伺服器節點,以及FD332儲存節點,以及FN IOA網路聚合模組(I/O Aggregator,IOA)。其中,FC630、FM120x4伺服器節點,以及FN IOA模組已經在2014年底推出,而FC430、FC830伺服器節點與FD332儲存模組則預計在2015年3月推出。

 

半寬並內建24記憶體插槽的2路Xeon E5 v3伺服器節點:FC630

FC630節點內建了2個Intel Xeon E5-2600 v3系列處理器插槽,而該系列處理器最高可提供18核心或3.5GHz時脈;另外還有24個DDR4記憶體插槽,最大容量可達768GB;它的前方面板可安裝2臺2.5吋硬碟,或是8臺1.8吋固態硬碟。除了支援傳統硬碟與固態硬碟之外,它還可安裝最新的NVMe PCIe SSD ,選擇相當多元。

以2路架構伺服器而言,FC630可安裝的硬碟數、處理器型號與記憶體容量等核心規格算是相當標準。特別的地方,就在於它的尺寸只有1U高,寬度也只有一般伺服器的一半,因此在全部都搭配這個伺服器節點的時候,一臺FX2機箱最多可安裝4臺FC630。

這樣的伺服器密度,與2U尺寸可安裝4節點的雙胞胎伺服器相當,不過一般雙胞胎伺服器極少內建24記憶體插槽,我們研判FC630可內建如此多的插槽,原因就在於FX2機箱已經整合了其他的其他元件模組,包括電源、網路與PCIe介面等,因此1U半寬的FC630,整臺節點的內部空間,不需挪出空間安裝其餘的元件,可以全部給處理器與記憶體使用,因此可容納如此多的記憶體插槽。

而這個伺服器節點在Dell的產品定位中,適合用來建置虛擬化環境,執行商業智慧,或是資料庫及雲端建置等應用情境。

 

內建24記憶體插槽的2路伺服器節點:FC630

目前已經推出的FC630,是半寬1U高的伺服器節點,本身是一臺搭配2顆Xeon E5-2600 v3系列處理器的2路架構伺服器,內建24個DDR4記憶體插槽,最大容量為768GB,而節點前端面板還可安裝2臺2.5吋硬碟、8臺1.8吋固態硬 碟,除此之外,這些硬碟插槽還可支援SATA、SAS等介面規格,以及NVMe PCIe SSD。

透過機箱管理控制器CMC的協助,用戶最多可串接20臺FX2機箱,1座機櫃下,而且在所有FX2機箱都裝滿4臺FC630伺服器節點的時候,可建置多達80臺FC630的2路伺服器。

如果以處理器以及核心的數量來看,1臺FX2機箱可以擁有8顆Xeon E5-2600 v3處理器,以這個系列處理器最多內建18核心來計算,則可擁有多達144個處理器核心,而在20臺FX2機箱(CMC最大可管理數量)的時候,核心數量達2880個。

 

半寬且內建4臺獨立Atom伺服器節點:FM120x4

另一個與FC630同時推出的節點,就是尺寸同樣是1U半寬的FM120x4,這個節點模組採用4顆Intel Atom C2000系列處理器,最多為8核心,並內建了8個DDR3記憶體插槽,而節點的前方面板則可安裝4臺2.5吋或8臺1.8吋固態硬碟。

看到這裡,可能許多人對這些規格會感到困惑,這是一臺4路Atom伺服器嗎?實際上它的配置是這麼做的:每一個FM120x4節點都內建了4臺獨立運作的伺服器模組,每一模組都配置了一顆Atom C2000處理器與2個記憶體插槽,只不過它們是整合在同一張主機板上,以達到高密度的系統單晶片(ultra-dense system-on-a-chip,SoC),是相當特別的設計。

乍看之下,會覺得採用Intel Atom C2000處理器的FM120x4節點,在規格上遠不如其他2路架構伺服器的節點,但這個節點之所以這樣配置,並不是強調單臺伺服器的強悍運算效能,而是以「量」取勝。

為什麼這麼說呢?以一臺FX2機箱最多可安裝4臺FM120x4伺服器節點來看,在2U尺寸的空間中,就可以有16臺實體伺服器,或是16顆處理器,搭配Atom系列最多8核心的處理器來算,2U空間就可擁有128核心,這樣的運算密度相當驚人。

再進一步看,以一個機櫃安裝20臺FX2機箱來計算,此時,最多可擁有320臺實體伺服器(16×20)、320顆實體處理器,或是2,560個處理器核心(8×320),數量相當多。

也因為這高運算密度的特色,FM120x4伺服器節點在原廠的定位中,主要是用於建置微型伺服器,適合大規模網站託管,以及批量分析(batch data analystics)等微型處理應用。

四分之一寬的2路Xeon E5 v2伺服器節點:FC430

在Dell未來會推出的節點模組方面,還有尺寸只有四分之一寬的FC430與全寬的FC830,以及用於儲存擴充的FD332儲存模組等,因此一共有5款伺服器與儲存節點模組。

其中FC430最大的特點,就是它的尺寸和前面提到的FC630或FM120x4一樣都是1U高,不過它的寬度卻只有四分之一寬,同時仍是內含2顆Intel Xeon E5-2600 v2系列處理器的2路伺服器。

其實這種小尺寸的節點設計,Dell在刀鋒伺服器M1000e搭配的M420伺服器節點就已採用,而它們之間的差別,就在於FC430使用的處理器是IvyBridge架構的Intel Xeon E5-2600 v2系列處理器,而M420則是使用Xeon E5-2400系列處理器,同時,記憶體插槽也較多,M420為6個,FC430則增加為8插槽,運算效能提升相當明顯。

從處理器數量的角度來看,1座刀鋒伺服器10U尺寸M1000e機箱,最多可安裝32臺M420伺服器節點,而在同樣是10U機架空間的情況下,如今可安裝5臺FX2機箱、40臺FC430節點(8×5)。

如果以核心數量來計算,兩者差異更大。M420所用的E5-2400系列處理器,最多內建8核心,而FC430用的E5-2600 v2,最多則是12核心。換句話說,同樣是10U的機架空間,32臺M420一共有512個處理器核心(8×2×32),而5臺全部搭配FC430節點的FX2機箱,處理器核心數量達驚人的960個(12×2×40),數量將近刀鋒伺服器的2倍。

若以一個機箱管理控制器可連接20臺FX2機箱的數量來計算,全部搭配FC430伺服器節點的話,一共有160個伺服器節點(8×20),處理器數量達320個(2×160),最多可達3,840核心(320×12),如果再以超執行緒數量計算,更多達7,680執行緒,不論是伺服器密度,或核心數量都相當可觀。

而這個伺服器節點的產品定位,主要是用在高效能運算環境(High Performance Computing,HPC)。

全寬的4路Xeon E7伺服器節點:FC830

在FX架構的全部伺服器節點中,FC830是唯一採用全寬的規格,也是唯一4路架構的節點,並內建48個記憶體插槽。而它搭配的處理器規格,由於該節點尚未推出,目前沒有太多資訊,因此只知道FC830採用Intel Xeon E7系列的4路架構處理器,儲存方面則跟其他伺服器節點一樣,都有2種硬碟尺寸選擇,可採用8臺2.5吋硬碟,或16臺1.8吋固態硬碟。而它的產品主要是針對資料庫應用,而且推出時間有可能會等Intel推出Xeon E7-4600 v3系列之後,FC830才會跟著推出。

半寬且可安裝16臺硬碟的儲存節點:FD332

FX2可搭配的節點類型,除了前述的FC630、FM120x4、FC430與FC830之外,另外還有一個專門用於伺服器儲存擴充的FD332,它和FC630或FM120x4一樣,都是1U高的半寬節點,一共可安裝16臺2.5吋硬碟,這個節點目前還沒有正式推出。

根據Dell提供的資訊,以及我們現場所看到的狀況來看,這個儲存模組可以像抽屜一樣從FX2的機箱內部拉出,而不會中斷它與機箱或伺服器模組的連接,而內接的硬碟則安裝在節點兩邊,一邊可安裝8臺。要取出單一硬碟的時候,只要按下節點上方與硬碟相對應的按鈕,就會彈出拉柄,接著,我們可將單一硬碟取出,操作上相當的便利。

而且,一般而言,儲存節點都是用在單一伺服器節點的儲存容量擴充,但是FD332還可以同時提供儲存容量給2臺不同的伺服器節點,每臺伺服器節點可對應FD332中的8臺硬碟。

舉例來說,在FX2的機箱正面,我們可以在上排安裝1臺半寬的FC630,以及2臺1/4寬的FC430,而下排的兩插槽則裝上2臺FD332。在這樣的排列下,一臺FC630可以對應到一臺FD332,並完整存取它的16臺硬碟,使用上就像連接了1組JBOD;而2臺FC430則是共用另一臺的FD332,並分別可讀取8臺硬碟,使用上的彈性相當高。

 

可安裝16臺硬碟的儲存節點:FD332

在FX2的所有節點中,FD332是唯一的儲存節點,它和FC630、FM120x4一樣,都是半寬的尺寸,一共可安裝16臺2.5吋硬碟。一般而言,儲存 節點都是用在單一伺服器節點的儲存容量擴充,但是FD332還可以同時提供儲存容量給2臺不同的伺服器節點,每節點可對應8臺硬碟。

舉 例來說,我們可以在FX2的機箱上排,安裝1臺半寬的FC630,以及2臺1/4寬的FC430,而下排的兩插槽則裝上2臺FD332。在這樣的排列下, 一臺FC630可以對應到一臺FD332,並完整存取它的16臺硬碟,使用上就像連接了1組JBOD;而2臺FC430則是共用下排的FD332,並分別 可讀取8臺硬碟,使用上的彈性相當高。

雖然FD332尚未推出,不過我們仍取得原廠測試的工程機,也因此照片中,你看得到上頭仍貼著測試機的相關資訊。

 

提供類似刀鋒伺服器的整合式機箱管理介面

實際上,FX2除了可安裝多臺伺服器節點之外,它還採取共用的網路模組、電源,以及機箱管理控制器(Chassis Management Controller,CMC)等,提供了機身前端伺服器模組這些共用的基礎架構。

實際上,採用共用基礎架構的產品早有前例,Dell以前就有刀鋒伺服器與VRTX。這些融合(共用)基礎架構的產品特點與目的,就是將原本獨立且分散的各元件整合,例如伺服器、儲存與網路等,彙整在10U尺寸的機箱(M1000e刀鋒)、直立的5U尺寸機箱(VRTX),或是機架式2U尺寸的FX2機箱中。同時,它們還可透過整合的管理介面,同時控管同系列的所有機櫃或機箱。除了降低系統建置成本、困難度,還可利用一對多的方式,簡化管理複雜度。

在FX2的機身背面,和M1000刀鋒伺服器機箱類似,也都是採用模組化的設計,可安裝1張機箱管理控制器CMC卡、2張網路模組,內建8個PCIe 3.0插槽,可安裝8張半高的PCIe介面卡、採用2臺1100瓦或1600瓦的電源供應器。而FX2機身的內部,則有12臺風扇,介於前方的伺服器模組插槽,以及機身後方的PCIe插槽之間。

FX2機箱內部,因為採用融合式的架構,伺服器節點由機身前端抽取,機身後方則有PCIe、FN IOA與電源供應器等模組插槽,至於散熱風扇,則是安裝在伺服器節點,以及後方背板的中間。

這臺伺服器一共內建了8臺支援熱抽換的散熱風扇,包括2臺2U高的大風扇,以及6臺分成前後兩排的小風扇,在散熱的設計上與一般伺服器不一樣。

 

散熱風扇採用2種尺寸,提供PCIe介面穩定散熱能力

FX2的2U尺寸機箱內,一共可安裝8臺、2種不同尺寸,且全都支援熱抽換的散熱風扇。直徑較小的6臺風扇分成前後兩排,並設計在8個PCIe插槽前方,可達成風扇備援的作用,穩定安裝的PCIe介面卡溫度;而2臺直徑將近2U高的大風扇模組,則位於機身兩側,主要用於電源供應器、CMC與FN IOA模組的散熱,設計上相當特別。

 

作為設備控制核心的機箱管理控制器:CMC

在FX2的機身背面,安裝了1張用於管理機箱,以及全部內接伺服器節點CMC管理模組,而這個管理模組也可以透過串接的方式,同時管理多達20臺FX2融合架構伺服器。操作上,和M1000e刀鋒伺服器一樣,IT人員可登入其中的網頁操作介面,同時監控與管理機箱與全部的節點,整體的操作,和刀鋒伺服器的CMC管理介面沒有什麼分別,管理上相當方便。

具有多種連線方式組合的網路聚合模組:FN IOA

在網路的部份,一臺FX2機箱背面,可安裝2個FN IOA網路聚合模組,提供全部伺服器節點的連網功能。

目前Dell一共提供了3種FN IOA模組,包括FN410S(4個SFP)、FN410T(4個10GbE),以及FN2210S(2個光纖、2個SFP),提供伺服器模組共用。

而且這些模組的網路埠,並不像PCIe介面需對應到特別的伺服器節點,而是將這些節點的網路,全部融合在一起。我們可以將FX2的網路,想像同一機箱內的伺服器節點都在相同網段之內,透過FN IOA與外部其他網路設備連接,因此,單就FX2的網路設定方面,IT人員不必透過管理模組逐一設定,指定每個節點使用的網路埠。

使用模組化設計、可從機身後方抽出的擴充介面:PCIe模組

前面提到的各種伺服器節點,都內建了處理器、記憶體與硬碟等主要元件,不過它們並沒有任何PCIe介面插槽,因為這個介面全部內建在FX2的機身內。

一臺FX2機箱一共內建了8個PCIe 3.0插槽模組,可安裝的尺寸為半高半長。而我們會將PCIe插槽稱為模組,是因為這些PCIe插槽並不是固定在FX2機箱內部,而是可以從後方逐一抽出的模組化設計,而安裝PCIe介面卡的時候,只要從後方將模組取出,裝上介面卡後,再鎖回機身即可。

另外,FX2的PCIe插槽與機身前方的伺服器節點,彼此之間有固定的對應位置,例如機身正面左上角的半寬節點,就對應到第1與第2個PCIe插槽,並不是任意找一個PCIe插槽,安裝上介面卡之後再來設定。

比刀鋒伺服器更容易納入既有環境

從伺服器的密度來看,FX2可搭配的伺服器節點數量從最少2臺到最多8臺,而2U的機箱空間可擁有最多16顆處理器、192個處理器核心,再加上這些伺服器節點適用多種情境,包括虛擬化、網站代管、高效能運算與資料庫等情境,可明顯看出FX架構的FX2機箱,雖然只有2U尺寸,但是應用彈性卻相當高,不輸10U尺寸的刀鋒伺服器。

從機房系統建置的角度來看,雖然FX2不像刀鋒伺服器,擁有伺服器、儲存與完整的網路模組等,1座M1000e就可稱得上是一個微型機房,但是FX2所欠缺的網路或iKVM等功能,卻讓它更容易與既有的機房環境整合,而不必在增添設備的時候,捨棄現有的設備,且FX2機箱的尺寸只有2U,在相同的機房空間內,機架空間的應用彈性比刀鋒伺服器靈活許多,對既有的機房環境來說,接受度相對高。

FX2機箱與共用模組規格

FX2 的機身背面,和M1000e刀鋒伺服器機箱類似,也都是採用模組化的設計,可安裝1張機箱管理控制器CMC卡、2張網路模組,並且內建8個PCIe 3.0插槽,可安裝8張半高PCIe介面卡,以及採用2臺供電量高達1100瓦,甚至1600瓦的電源供應器,以提供搭配的2臺、4臺,甚至8臺節點模組 的用電量。而FX2機身的內部,則有8臺風扇,且因應機身內部的特殊結構設計,分成2種不同尺寸,包括2臺2U高的大風扇,以及6臺分成前後兩排的小風 扇,置於前方的伺服器模組插槽,以及機身後的PCIe插槽之間。

 

架構管理核心:機箱管理控制器CMC

每 一臺FX2都可安裝1張用於管理機箱,以及全部內接伺服器節點的機箱管理控制卡CMC。就和M1000e刀鋒伺服器一樣,IT人員可登入其中的網頁操作介 面,同時監控與管理機箱與全部的節點,整體的操作,和Dell刀鋒伺服器的CMC管理介面幾乎沒有分別。另外,這個CMC管理模組也可以透過串接的方式, 同時管理多達20臺FX2融合架構伺服器。

 

網路聚合模組:FN IOA

在網路的部份,FN IOA網路聚合模組提供了3種模組,包括FN410S(4個SFP)、FN410T(4個10GbE),以及FN2210S(2個光纖、2個SFP)等三種,提供機身前端的伺服器模組共用。

而且這些模組的網路埠,並不像PCIe介面需對應到特別的伺服器節點,而是將這些節點的網路,全部融合在一起。因此,IT人員不必透過管理模組逐一設定,指定每個節點使用的網路埠。

 

介面擴充模組:PCIe模組

FX2 的機身後方,一共內建了8個PCIe 3.0插槽模組,可安裝的尺寸為半高半長。我們會將PCIe插槽稱為模組,是因為這些PCIe插槽並不是固定在FX2機箱內部,而是可以從後方逐一抽出, 在安裝PCIe介面卡的時候,只要從後方將模組取出,裝上介面卡後,再鎖回機身即可。

另外,FX2的PCIe插槽與機身前方的伺服器節點,彼此之間有固定的對應位置,例如機身正面左上角的半寬節點,就對應到第1與第2個PCIe插槽,並不是任意找一個PCIe插槽,安裝上介面卡之後再來設定。

所以,千萬不要因為FX2的PCIe介面採模組化設計,就認為可以任意安插介面卡,甚至以為它支援熱抽換。

 

產品資訊

Dell PowerEdge FX2

●建議售價:廠商未提供

●原廠:Dell

●網址:www.dell.com.tw

●電話:0080-1863051

●管理模組:CMC

●伺服器節點:FC630、FM120x4、FC430、FC830

●儲存節點:FD332

●網路聚合模組:FN410S(4個SFP)、FN410T(4個10GbE),以及FN2210S

●FX2機箱尺寸:2U

●內接節點數量:2至8節點


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