今年6月,Dell為其VxRail超融合伺服器家族,新增了一個加固的D系列,用於因應各式生產應用現場環境的嚴苛作業需求。(圖片來源/Dell)

從資料中心應用起步,超融合系統的應用場域,正逐漸的從核心端往邊緣端擴展,除了遠端與分支辦公室(ROBO)之外,現在還進一步往更邊緣端的生產應用現場邁進。

隨著物聯網、生產智慧化等應用的持續擴展,越來越多資料是在生產應用現場等「邊緣(Edge)」環境所產生,因此企業也越來越需要將資料處理與管理的基礎設施,部署到這類邊緣環境中,以便就近處理與分析資料。

以往,企業多半是以工業電腦來因應生產現場的IT應用需求,但工業電腦基本上只是一般商用電腦或伺服器的加固版本,只提供了最基本的硬體資源,而缺乏完整的軟體底層服務,也因此制約了應用範圍。

相較下,超融合系統則透過軟體定義化方式,同時整合了硬體與軟體資源,在一臺機箱內便可提供完整的IT基礎設施服務,應用涵蓋面遠大於工業電腦,還能透過底層的儲存平臺,提供完整的資料保護功能、高可用性,與靈活的擴展能力。

適應邊緣環境的加固型超融合系統

對於IT設備來說,生產應用現場是個相當嚴苛的運行環境,往往缺乏專門的機房,而必須將設備直接部署在的生產廠房,甚至是戶外環境或移動載具上(如車輛、船隻或飛機等),不僅設備部署空間有限,還必須承受極端的溫度、濕度、氣壓與震動。

因此,超融合系統若要能應用於生產現場這類邊緣環境,便需要「加固(Ruggedized)」,以承受這類場域的嚴苛環境,由此也誕生了「加固型超融合系統」 這個新的產品類型。

加固型超融合系統其實就是超融合系統平臺,與加固型伺服器的組合,結合了超融合系統平臺的軟體服務能力,以及加固型伺服器的惡劣環境運作能力,藉此將資料中心等級的IT基礎設施服務,帶進了第一線的生產應用現場。

比起一般的超融合系統,加固型超融合系統多了兩項特性:

其一,是符合軍規標準的惡劣環境運行能力,目前多是以美國國防部的MIL-STD-810G軍規標準為基準,舉例來說,一般商規電腦允許的環境溫度、濕度與海拔高度是10~40℃、10~90%濕度與8000呎以下,而軍規標準則要求能在0~50℃、5~95%濕度與10,000呎以上的環境中運作。

為了符合更寬廣的運作環境要求,「加固型」超融合系統,是由加固的伺服器硬體,與超融合軟體平臺結合而成,可透過強化的機殼設計,提供容忍極端溫度、濕度、氣壓,以及抗震與電磁屏蔽的能力。

其二,是「SWaP最佳化」,也就是空間、重量與電力(Space, Weight and Power)的節省,以提高部署彈性,適應沒有專門設備空間的生產環境。舉例來說,一般超融合系統多是採用26~31吋深度的標準機架式機箱,而加固型超融合系統,則大多採用更短的18吋或20吋深度機箱,以便縮小體積。

浮上檯面的加固型超融合產品

加固型的超融合系統,是這3、4年才出現的新類型產品,最早大約是在2016~2017年左右,開始有專門提供加固與工業電腦的廠商,如Crystal、Mercury Systems,與超融合平臺廠商Nutanix合作推出加固型超融合系統,後來有些獨立超融合平臺廠商如Pivot3,以及一線大廠如Dell,也陸續投入這個領域。

接下來,我們將目前較具代表性的加固型超融合產品分為3組,介紹於後。

Nutanix平臺的加固型超融合系統

3款基於Nutanix AOS平臺的加固型超融合系統:KLAS Telecom的Voyager TDCS(圖左),Mercury Systems的Hyper-Unity(圖右),Crystal的RS2616PS18(圖下),均擁有強化機殼,符合MIL-STD-810G軍規標準。圖片來源/KLAS Telecom、Mercury Systems、Crystal

從2016年起,超融合平臺大廠Nutanix便先後與多家工業電腦與軍用電子廠商合作,推出基於Nutanix AOS超融合軟體平臺的加固型超融合系統。

首先,是Nutanix於2016年7月與香港工業電腦廠商Crystal合作,推出的加固型超融合系統,由Nutanix AOS超融合平臺,Crystal的RS2616PS18加固型2U伺服器,加上Brocade ICX交換器組成,採用Intel Xeon Scalable處理器,每臺機箱可提供16或24臺SSD的儲存容量。

接著,Nutanix又在2017年2月,與美國航太電子廠商Mercury Stsyems合作,發表基於Mercury Systems加固伺服器的Hyper-Unity超融合系統,可選擇Mercury Systems的RES-1U、RES-HD或HDversa加固伺服器,採用全快閃組態,提供3~12節點的擴充性,若搭配更大型的交換器,則系統擴充規模還能達到16或96節點。

在2017年稍晚,Nutanix另外與美國軍用通信設備廠商KLAS Telecom合作,推出Voyager戰術資料中心系統(Tactical Data Center system),由Nutanix AOS軟體平臺,結合KLAS Telecom的VoyagerVMX運算模組而成,每個模組都搭載了Intel Xeon-D處理器與2臺SSD。

Pivot 3 Acuity平臺加固型超融合系統

   

Pivot 3的Intelligent Edge Command and Control加固型超融合系統,採用Poivot 3的Acuity平臺,可擴充到4節點。圖片來源/Pivot3

身為超融合系統先驅之一的Pivot 3,曾以他們專屬的Acuity平臺為基礎,在2018年8月發表稱作Intelligent Edge Command and Control的加固型超融合系統,基本單元是縮短規格的1U Acuity超融合伺服器,採用NVMe SSD,最大可擴充到4節點,安裝在1個可攜行的加固機箱內。

不過,隨著Pivot3在2020年初全面調整營運方向,這款加固型超融合產品的情況,也跟著陷入不明朗的狀態。

Dell VxRail D系列

VxRail D是加固型超融合系統,擁有比其他VxRail機型更寬廣的操作容許範圍,適用於更極端的溫度、溼度與震動環境。圖片來源/Dell

不久前的6月,Dell為其VxRail超融合伺服器家族,新增了一個加固的D系列,用於因應各式生產應用現場環境的嚴苛作業需求。

比起其他VxRail機型,VxRail D採用了加固的縮短型1U機箱,擁有符合MIL-STD-810G軍規認證的惡劣環境運行能力。舉例來說,其他VxRail機型的運作溫度是10~30℃,儲存裝置溫度容許範圍是-40~65℃,操作高度上限為1萬呎,而VxRail D則分別擴展到5~45℃、-40~70℃與1.5萬呎,可以因應更寬廣、更嚴苛的部署環境。

伺服器的加固

一般的商規電腦與伺服器,是設定在擁有完善環境控制的機房中運行,但還有許多不具備環境控制的現場環境,也同樣需要部署電腦與伺服器,需要經過加固(Ruggedized)的電腦,來滿足這類環境的需求。

電腦設備加固的方式可分為2種:

(1)2次加固或後天加固,直接取用整套商用電腦,沿用處理器、主機板、電源等大部分元件與結構,只重新設計機殼,透過強化的機殼,來提供一定的抗惡劣環境能力。這類型加固工程較簡單,成本僅比純商規電腦高30%~1倍左右,但不能用於較嚴苛的環境。

(2)1次加固或先天加固,只保留商用電腦的核心元件(如處理器),其餘包括機版、邏輯電路佈置以及所有電子元件,都依照加固規範的要求,重新設計與選用。這類型加固工程較為複雜,成本比純商規電腦高出5~10倍以上,但可靠性與抗惡劣環境性能可以滿足較高的需求。

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