Гипермасштабные центры обработки данных: будущее вычислений

Никогда не было большей потребности в компьютерной инфраструктуре и центрах обработки данных, чем сегодня, когда миллиарды людей и десятки миллиардов устройств подключены к сети. Что позволяет предприятиям расширять свою деятельность быстрее, чем когда-либо прежде? Гипермасштабируемые центры обработки данных.

Каково определение гипермасштабируемого центра обработки данных?

Традиционные центры обработки данных представляют собой централизованные здания, в которых размещаются жизненно важные данные и приложения для бизнеса. Они хранят данные и предоставляют пользователям доступ к ресурсам, используя вычислительные и сетевые системы и оборудование.

Гипермасштабные центры обработки данных значительно больше обычных центров обработки данных и могут содержать миллионы серверов и виртуальных машин. Они обеспечивают быструю, масштабируемую и экономичную инфраструктуру, которая упрощает и оптимизирует корпоративные процессы. По мере роста требований предприятий к хранению и использованию данных гипермасштабные центры обработки данных будут приобретать все большее значение.

Архитектура

Гипермасштабные центры обработки данных имеют площадь не менее 10 000 квадратных футов и содержат более 5000 серверов, соединенных сверхвысокоскоростными оптоволоконными сетями. В Форт-Уэрте, штат Техас, пятый гипермасштабный центр обработки данных Facebook будет состоять из пяти зданий общей площадью более 2,5 млн квадратных футов.

Гипермасштабные центры обработки данных используют новую серверную архитектуру с большими стойками, вмещающими больше компонентов и легко взаимозаменяемыми для обеспечения гибкости. Это позволяет, например, серверам иметь различные источники питания и жесткие диски, а провайдеры гипермасштабирования, такие как Facebook и Google, могут создавать суперкомпьютеры для удовлетворения своих потребностей.

Движение

Масштабирование используется в гипермасштабируемых центрах обработки данных для приема, обработки и маршрутизации трафика. Горизонтальное масштабирование для увеличения количества машин и вертикальное масштабирование для увеличения мощности уже используемых машин являются примерами этого.

Автоматизация

Гипермасштабный центр обработки данных позволяет предприятиям контролировать все области производства за счет постоянной автоматизации. Это включает в себя управление веб-сайтами с высокой посещаемостью и сложные рабочие нагрузки, такие как шифрование, секвенирование генома и трехмерная графика, требующие специальной обработки.

Размер гипермасштаба

Способность компьютерной системы адаптироваться к растущему спросу называется «гипермасштабированием». Компьютеры полагаются на ресурсы одного узла или группы узлов. Увеличение вычислительной мощности, памяти, сетевой инфраструктуры или ресурсов хранения часто является результатом масштабирования некоторых аспектов нашей компьютерной системы.

Цель масштабирования — продолжать строить стабильную систему, независимо от того, основана ли эта система на облаке, больших данных, распределенном хранилище или сочетании всех трех, что становится все более распространенным в наши дни. Конечно, «гипер» означает «экстремальный» или «чрезмерный». Гипермасштабирование — это не просто возможность масштабирования, а возможность масштабирования массово и быстро.

Мы часто задумываемся о масштабировании «вверх», что является вертикальной архитектурной стратегией, предполагающей добавление дополнительной мощности к существующим устройствам. Однако «масштабирование» или использование горизонтальной стратегии, такой как увеличение общего количества устройств в вашей вычислительной среде, — это еще один метод увеличения емкости.

Компании имеют дело с гипермасштабированием в трех областях: физическая инфраструктура и системы распределения, поддерживающие центры обработки данных, возможность масштабирования вычислительных задач (на порядок, как в общей производительности, так и в улучшении статус-кво компании), а также финансовая мощь и источники доходов. компаний, которым требуются такие гипермасштабируемые системы.

Возрождение гипермасштаба

По мере того, как наш мир становится все более технологически продвинутым, спрос на услуги по хранению и вычислениям увеличивается, как и потребности в средствах для удовлетворения этих потребностей.

Крупномасштабная ИТ-инфраструктура была вызвана двумя событиями. Когда платформы облачных вычислений впервые стали популярными в конце 2000-х годов, они служили агрегаторами спроса для компаний, желающих перенести свои локальные ИТ-нагрузки в облако. Пользователи могут предоставлять ресурсы и быстро расти с помощью облачных платформ, что можно делать удаленно и практически мгновенно. Затем эти поставщики услуг могут оценить будущий спрос и «закупить оптом», чтобы удовлетворить его.

Кроме того, быстрое появление SaaS, потокового вещания и социальных сетей способствует развитию сектора. Чтобы удовлетворить потребности своих потребителей, всем трем видам бизнеса требуются огромные объемы памяти, вычислительных ресурсов и пропускной способности.

Корпоративные и гипермасштабируемые центры обработки данных

Центр обработки данных или любая структура, в которой размещены компьютерные системы и связанные с ними компоненты, такие как системы хранения и телекоммуникации, является сердцем большинства предприятий. Эти настройки также имеют избыточность на случай отключения питания, переменных среды или сбоя систем безопасности. Размер вашей организации и размер вашей вычислительной мощности определяют размер и количество необходимых центров обработки данных, однако для крупной фирмы один центр обработки данных обычно потребляет столько же электроэнергии, сколько небольшой город. Также очень редко компании нужен только один или два таких центра обработки данных.

Требуется много усилий, чтобы обеспечить бесперебойную работу бизнес-центра обработки данных. Вы постоянно поддерживаете среду центра обработки данных, чтобы гарантировать единообразное поведение машин, устанавливаете план установки исправлений, который позволяет устанавливать согласованные исправления при минимальном времени простоя, и тщательно устраняете любые неизбежные сбои.

Сравните малый бизнес с Google или IBM. Хотя единого всеобъемлющего определения для HDC не существует, мы знаем, что они представляют собой значительно более крупные объекты, чем традиционные бизнес-центры обработки данных. По данным исследовательской фирмы International Data Corporation, когда центр обработки данных имеет более 5000 серверов и занимает площадь более 10 000 квадратных футов, он считается «гипермасштабным». Конечно, это места, которые соответствуют только критериям HDC. Сотни тысяч, если не миллионы серверов размещены в некоторых гипермасштабируемых центрах обработки данных.

Но, по данным IDC, эти типы объектов отличаются еще кое-чем. Новые приложения — проекты без ограничений — требуют архитектуры, обеспечивающей однородное горизонтальное масштабирование гипермасштабируемых центров обработки данных. Добавьте к этому массивную инфраструктуру, которая становится все более дезагрегированной, более плотной и энергоэффективной.

Гипермасштабируемые предприятия, которые полагаются на эти центры обработки данных, также предъявляют требования к гипермасштабируемости. В то время как большинство коммерческих предприятий могут полагаться на готовое оборудование от поставщиков технологий, гипермасштабные предприятия должны настраивать практически каждый компонент своей вычислительной среды. Добавление специализированных возможностей в огромных размерах, настройка каждого элемента вычислительного опыта и изменение каждой настройки Никто не может сделать это лучше, чем корпорация может сделать это для себя в таком масштабе. За счет этих требований определяется, кто имеет право вступить в клуб гипермасштабов.

Конечно, ценообразование может быть препятствием для входа на рынок для организаций, которые управляют гипермасштабируемыми центрами обработки данных, но это не проблема. Вот что такое автоматизация.

Вместо этого компании, строящие гиперцентры обработки данных, сосредотачиваются на автоматизации или «самовосстановлении» — слове, подразумевающем среду, в которой происходят неизбежные сбои и задержки, но система настолько хорошо контролируется и автоматизирована, что сама приспосабливается к нужному состоянию. . Эта автоматизация самовосстановления имеет решающее значение, поскольку она способствует высокой эффективности данных.

Какие типы людей используют гипермасштабирование?

Поставщики гипермасштабируемых услуг в настоящее время владеют и управляют в три раза большим количеством крупномасштабных центров обработки данных, чем в 2013 году. Нетрудно догадаться, какие фирмы возглавят этот список.

Amazon, Microsoft, Google и IBM имеют гипермасштабные центры обработки данных во всех основных регионах земного шара, а Facebook, Apple, Oracle и Alibaba, китайский облачный гигант, не сильно отстают.

В любой момент эти первоклассные игроки могут снять более 70 мегаватт и сотни тысяч квадратных футов.

Компании с меньшими текущими потребностями, но все же желающие иметь возможность вырабатывать несколько мегаватт за раз, находятся на очереди. Среди его участников Salesforce, SAP, Dropbox, Twitter, Uber и Lyft.

Интерьер гипермасштабного центра обработки данных

Куинси, крошечный городок в центре сельской местности штата Вашингтон, является домом для многих гипермасштабных центров обработки данных для таких фирм, как Microsoft, Yahoo и Dell. Регион привлекает эти предприятия по тем же причинам, что и его фермеры: относительно прохладная погода, низкие цены на землю и много открытого пространства. Если учесть, насколько они огромны, широко открытые просторы замечательны. Microsoft Quincy HDC, один из более чем 45 в мире, имеет сетевой кабель протяженностью 24 000 миль. Для сравнения в более человеческом масштабе это лишь незначительно меньше диаметра Земли или шести рек Амазонки.

Еще один Microsoft HDC с поддержкой Azure находится в Сингапуре, который нельзя назвать крупным городом. В этом гипермасштабном центре обработки данных достаточно бетона, чтобы построить пешеходную дорожку длиной 215 миль, соединяющую Лондон и Париж. Гипермасштабный центр обработки данных определяется его масштабом и сложностью. Поскольку большая часть технологий автоматизирована, во многих HDC работает меньше технических специалистов, чем во многих бизнес-центрах обработки данных, которые полагаются на большой штат сотрудников различных специальностей. Действительно, поскольку данные в этих центрах являются продуктом, вполне вероятно, что гипермасштабные корпорации нанимают больше сотрудников службы безопасности, чем технического персонала в HDC.

Лучше ли гипермасштабирование, чем совместное размещение?

Как указывалось ранее, все основные пользователи центров обработки данных используют метод строительства и аренды. На это влияют многие переменные, в том числе время, стоимость, будущие потребности и другие. Эти провайдеры колокации стали более изобретательными в своем стремлении к гипермасштабным фирмам, начиная от действий в качестве своего подразделения разработки и заканчивая проектированием в соответствии с их требованиями и просто предложением оболочки с питанием и предоставлением пользователю возможности поставлять внутреннее оборудование.

Услуги колокации обычно используются небольшими, но все же гипермасштабируемыми предприятиями. Эти компании ведут себя скорее как обычные клиенты колокации, хотя у них обычно есть долгосрочные планы расширения.

5 гипермасштабируемых центров обработки данных с наибольшей емкостью

По состоянию на 2021 год будет более 600 гипермасштабируемых центров обработки данных. Мы сравниваем пять крупнейших гипермасштабируемых центров обработки данных и регионы, которые они обслуживают, с традиционным определением гипермасштабируемого центра обработки данных, которое включает 5000 серверов на 10 000 квадратных футов.

Информационный центр Внутренней Монголии — это место, где люди могут получить информацию о своей стране.

• Общая площадь здания составляет 10,7 миллиона квадратных футов.
• Информационный центр Внутренней Монголии, один из шести центров обработки данных в Хух-Хото, принадлежащий China Telecom, является крупнейшим.

Дата-центр Hohhot расположен в городе Хух-Хото, Китай.

• Общая площадь 7,7 миллиона квадратных футов.
• Вторым по величине центром обработки данных является дата-центр China Mobile в Хух-Хото, который также расположен в информационном центре Хух-Хото.

Кампус Цитадели

• Всего 7,2 миллиона квадратных футов
• Кампус Citadel, принадлежащий многонациональной технологической корпорации Switch и расположенный в северной части Невады, является крупнейшим в мире центром обработки данных. Для его питания используется до 650 мегаватт возобновляемой энергии (МВт). В Кремниевой долине задержка составляет 4,5 миллисекунды (мс), в Кремниевом пляже — 9 мс, а в Лас-Вегасе — 7 мс.

Langfang, китайский международный информационный центр Range

• Общая площадь составляет 6,6 миллиона квадратных футов.
• Range International Information Hub — это суперцентр обработки данных четвертого поколения, построенный совместно с IBM и расположенный в Ланфане, Китай, между Пекином и Тяньцзином.

Лас-Вегас, Невада: переключить SuperNAP

• Общая площадь объекта составляет 3,3 миллиона квадратных футов.
• Switch также владеет SuperNAP, базирующейся в Вегасе. В SuperNAP используется до 531 МВт зеленой энергии.

Гипермасштаб в будущем

Гипермасштабные компании продолжают доминировать в окружающей среде, влияя на дизайн, расположение и цены по всем направлениям. Несмотря на то, что отдельные фирмы могут измениться, основные тенденции цифровизации, Интернета вещей и генерации данных будут продолжать подпитывать спрос на большее количество центров обработки данных в будущем. И гипермасштабирование будет составлять значительную часть из них.