Data centers de hiperescala: o futuro da computação

Nunca houve uma necessidade maior de infraestrutura de computadores e data centers do que hoje, com bilhões de pessoas e dezenas de bilhões de dispositivos online. O que está permitindo que as empresas aumentem suas operações mais rapidamente do que nunca? Data centers que são hiperescala.

Qual é a definição de um data center em hiperescala?

Os data centers tradicionais são edifícios centralizados que abrigam dados e aplicativos vitais para as empresas. Eles armazenam dados e fornecem aos usuários acesso a recursos utilizando sistemas e equipamentos de computação e rede.

Os datacenters de hiperescala são substancialmente maiores do que os datacenters comuns, com a capacidade de armazenar milhões de servidores e máquinas virtuais. Eles fornecem uma infraestrutura altamente responsiva, escalável e econômica que simplifica e agiliza os processos corporativos. À medida que os requisitos de uso e armazenamento de dados das empresas crescem, os data centers de hiperescala se tornarão cada vez mais importantes.

Arquitetura

Os data centers de hiperescala têm pelo menos 10.000 pés quadrados de tamanho e hospedam mais de 5.000 servidores conectados por redes de fibra de altíssima velocidade. Em Fort Worth, Texas, o quinto data center em hiperescala do Facebook consistirá em cinco prédios, totalizando mais de 2,5 milhões de pés quadrados.

Os data centers de hiperescala empregam uma nova arquitetura de servidor que possui racks maiores que podem conter mais componentes e são facilmente intercambiáveis ​​para permitir flexibilidade. Isso permite que os servidores tenham várias fontes de alimentação e discos rígidos, por exemplo, e provedores de hiperescala, como Facebook e Google, podem criar supercomputadores para atender às suas demandas.

Tráfego

O dimensionamento é usado em data centers de hiperescala para aceitar, processar e rotear o tráfego. O dimensionamento horizontal para ampliar o número de máquinas e o dimensionamento vertical para melhorar a potência das máquinas já em uso são exemplos disso.

Automação

Um data center em hiperescala permite que as empresas controlem todas as áreas de produção por meio de automação constante. Isso envolve o gerenciamento de sites de alto tráfego e cargas de trabalho complexas, como criptografia, sequenciamento genômico e gráficos tridimensionais que exigem processamento especializado.

O tamanho da hiperescala

A capacidade de um sistema de computador de se adaptar à demanda crescente é chamada de “hiperescala”. Os computadores dependem dos recursos de um único nó ou de um grupo de nós. O aumento do poder de processamento, memória, infraestrutura de rede ou recursos de armazenamento geralmente é o resultado do dimensionamento de algum aspecto do nosso sistema de computador.

O objetivo do dimensionamento é continuar construindo um sistema estável, seja esse sistema baseado na nuvem, big data, armazenamento distribuído ou uma mistura dos três, como está se tornando mais comum nos dias de hoje. Claro, “hiper” significa “extremo” ou “excessivo”. Hiperescala não é apenas ser capaz de escalar, mas ser capaz de escalar de forma massiva e rápida.

Frequentemente, concebemos o “scaling up”, que é uma estratégia arquitetônica vertical que envolve a adição de energia adicional aos dispositivos existentes. No entanto, "escalar" ou usar uma estratégia horizontal, como aumentar o número geral de dispositivos em seu ambiente de computação, é outra técnica para aumentar a capacidade.

As empresas lidam com o hiperescalonamento em três áreas: a infraestrutura física e os sistemas de distribuição que suportam os data centers, a capacidade de dimensionar tarefas de computação (ordens de magnitude, tanto no desempenho geral quanto no avanço do status quo da empresa) e o poder financeiro e as fontes de receita de empresas que exigem tais sistemas de hiperescala.

O renascimento da hiperescala

À medida que nosso mundo cresce tecnologicamente mais avançado, a demanda por serviços de armazenamento e computação aumentou, assim como as necessidades de instalações para atender a essas demandas.

A infraestrutura de TI em grande escala foi necessária por dois desenvolvimentos. Quando as plataformas de computação em nuvem se tornaram populares no final dos anos 2000, elas serviram como agregadores de demanda para empresas que desejavam migrar suas cargas de trabalho de TI locais para a nuvem. Os usuários podem fornecer recursos e crescer rapidamente usando plataformas em nuvem, o que pode ser feito remotamente e quase instantaneamente. Esses provedores de serviços podem então estimar a demanda futura e “comprar a granel” para satisfazê-la.

Além disso, o rápido surgimento de SaaS, streaming e mídia social impulsiona o setor. Para atender às demandas de seus consumidores, todos esses três tipos de negócios exigem grandes quantidades de armazenamento, computação e largura de banda.

Data centers corporativos versus hiperescala

Um data center, ou qualquer estrutura que abrigue sistemas de computador e componentes relacionados, como sistemas de armazenamento e telecomunicações, está no centro da maioria das empresas. Essas configurações também possuem redundâncias em caso de falha de energia, variáveis ​​ambientais ou sistemas de segurança. O tamanho da sua organização e o tamanho do seu poder de computação determinam o tamanho e o número de data centers necessários, no entanto, é normal que um único data center para uma empresa de grande porte consuma a mesma quantidade de eletricidade que uma cidade pequena. Também é muito incomum que uma empresa precise apenas de um ou dois desses data centers.

É preciso muito esforço para manter um data center de negócios funcionando sem problemas. Você está mantendo continuamente o ambiente do data center para garantir um comportamento uniforme da máquina, definindo um plano de patches que permite patches consistentes, minimizando o tempo de inatividade e lutando para resolver qualquer tipo de falha inevitável.

Compare e contraste uma pequena empresa com um Google ou IBM. Embora não haja uma definição única e abrangente para HDCs, sabemos que são instalações substancialmente maiores do que os data centers empresariais tradicionais. Quando um data center tem mais de 5.000 servidores e cobre mais de 10.000 pés quadrados, é considerado “hiperescala”, de acordo com a empresa de pesquisa de mercado International Data Corporation. Claro, esses são os locais que atendem apenas aos critérios para um HDC. Centenas de milhares, se não milhões, de servidores estão alojados em alguns data centers de hiperescala.

Mas, de acordo com a IDC, há mais coisas que distinguem esses tipos de instalações. Aplicativos greenfield — projetos sem limitações — exigem uma arquitetura que permita uma expansão homogênea de data centers em hiperescala. Acrescente a isso uma infraestrutura massiva que está se tornando progressivamente desagregada, com maior densidade e eficiência energética.

As empresas de hiperescala que dependem desses data centers também têm requisitos de hiperescala. Embora a maioria das empresas comerciais possa contar com equipamentos de prateleira de fornecedores de tecnologia, as empresas de hiperescala devem personalizar praticamente todos os componentes de seu ambiente de computação. Adicionando recursos especializados em tamanhos enormes, personalizando cada elemento da experiência de computação e ajustando cada configuração Ninguém pode fazer isso melhor do que a corporação pode fazer por si mesma nessa magnitude. A despesa dessas demandas é o que determina quem é elegível para se juntar ao clube hiperescala.

É claro que o preço pode ser uma barreira de entrada para organizações que administram data centers em hiperescala, mas não é o problema. Automação é isso.

As empresas que constroem hiperdata centers concentram-se em automatizar, ou “auto-recuperação”, uma palavra que implica um ambiente no qual ocorrem falhas e atrasos inevitáveis, mas o sistema é tão bem controlado e automatizado que se ajustará ao próprio direito . Essa automação de autorrecuperação é crucial, pois promove grande eficiência de dados.

Que tipos de pessoas usam hiperescala?

Atualmente, os provedores de hiperescala possuem e administram três vezes mais data centers de grande escala do que em 2013. Não é difícil adivinhar quais empresas estariam no topo dessa lista.

Amazon, Microsoft, Google e IBM têm data centers de hiperescala em todas as principais áreas do globo, com Facebook, Apple, Oracle e Alibaba, o gigante chinês da nuvem, não muito atrás.

A qualquer momento, esses A-listers podem derrubar mais de 70 megawatts e centenas de milhares de pés quadrados.

As empresas com requisitos atuais menores, mas que ainda desejam a oportunidade de desenvolver alguns megawatts de cada vez, são as próximas da fila. Salesforce, SAP, Dropbox, Twitter, Uber e Lyft estão entre seus membros.

O interior de um data center em hiperescala

Quincy, uma pequena cidade no núcleo rural do estado de Washington, abriga muitos data centers de hiperescala para empresas como Microsoft, Yahoo e Dell. A região atrai esses negócios pelas mesmas razões que seus agricultores: clima relativamente frio, preços baixos da terra e muito espaço aberto. Quando você considera quão enormes são, as extensões abertas são notáveis. O Quincy HDC da Microsoft, um dos mais de 45 em todo o mundo, tem 24.000 milhas de cabo de rede. Para uma comparação em escala mais humana, isso é apenas marginalmente menor que o diâmetro da Terra ou seis rios da Amazônia.

Outro Microsoft HDC com suporte ao Azure está em Cingapura, que não é exatamente uma grande cidade. Há concreto suficiente naquele data center de hiperescala para construir uma passarela de 215 milhas de extensão ligando Londres e Paris. Um data center em hiperescala é definido por sua escala e complexidade. Como grande parte da tecnologia é automatizada, muitos HDCs empregam menos especialistas em tecnologia do que muitos data centers empresariais, que contam com uma grande força de trabalho em tempo integral em várias especialidades. De fato, como os dados nesses centros são o produto, é provável que as corporações de hiperescala empreguem mais pessoal de segurança do que pessoal técnico em HDCs.

A hiperescala é melhor que a colocação?

Como dito anteriormente, todos os principais usuários de data centers usam um método de construção e locação. Muitas variáveis ​​influenciam isso, incluindo tempo, custo, demandas futuras e outras. Esses provedores de colocation tornaram-se mais inventivos em sua busca por empresas de hiperescala, desde atuar como seu braço de desenvolvimento até projetar de acordo com seus requisitos, oferecendo apenas um shell alimentado e permitindo que o usuário forneça o equipamento interno.

Os serviços de colocation geralmente são usados ​​por empresas menores, mas ainda em hiperescala. Esses negócios se comportam mais como clientes de colocation padrão, embora geralmente tenham planos de expansão de longo prazo.

5 data centers de hiperescala com a maior capacidade

A partir de 2021, haverá mais de 600 data centers em hiperescala. Comparamos os cinco maiores data centers de hiperescala e as regiões que eles atendem com a definição tradicional de um data center de hiperescala, que é de 5.000 servidores em 10.000 pés quadrados.

O Centro de Informações da Mongólia Interior é um lugar onde as pessoas podem obter informações sobre seu próprio país

• 10,7 milhões de pés quadrados é a área total do edifício.
• O Inner Mongolian Information Hub, um dos seis centros de dados em Hohhot de propriedade da China Telecom, é o maior.

Hohhot Data Center está localizado em Hohhot, China.

• 7,7 milhões de pés quadrados no total
• O segundo maior data center é o Hohhot Data Center da China Mobile, que também está localizado no Centro de Informações de Hohhot.

O campus da Cidadela

• 7,2 milhões de pés quadrados no total
• O Citadel Campus, de propriedade da empresa multinacional de tecnologia Switch e localizado no norte de Nevada, é o maior data center do mundo. Até 650 megawatts de energia renovável são usados ​​para alimentá-lo (MW). Silicon Valley tem uma latência de 4,5 milissegundos (ms), Silicon Beach tem uma latência de 9 ms e Las Vegas tem um atraso de 7 ms.

Langfang, Range International Information Hub com sede na China

• 6,6 milhões de pés quadrados é a área total.
• O Range International Information Hub é um super data center de quarta geração construído em conjunto com a IBM e localizado em Langfang, China, entre Pequim e Tianjin.

Las Vegas, Nevada: Mude o SuperNAP

• 3,3 milhões de pés quadrados é a área total da propriedade.
• A Switch também é proprietária da SuperNAP, que tem sede em Vegas. Até 531 MW de energia verde são usados ​​no SuperNAP.

Hiperescala no futuro

As empresas de hiperescala continuam a dominar o ambiente, influenciando o design, a localização e os preços em geral. Mesmo que empresas específicas possam mudar, as tendências subjacentes de digitalização, IoT e geração de dados continuarão a alimentar a demanda por mais data centers no futuro. E a hiperescala comporá uma fração significativa deles.