ศูนย์ข้อมูล Hyperscale: อนาคตของคอมพิวเตอร์

ไม่เคยมีความต้องการโครงสร้างพื้นฐานคอมพิวเตอร์และศูนย์ข้อมูลใดมากไปกว่านี้มาก่อน ด้วยผู้คนหลายพันล้านคนและอุปกรณ์หลายหมื่นล้านเครื่องทางออนไลน์ อะไรทำให้ธุรกิจเติบโตได้เร็วกว่าที่เคย ศูนย์ข้อมูลที่ไฮเปอร์สเกล

คำจำกัดความของศูนย์ข้อมูลไฮเปอร์สเกลคืออะไร?

ศูนย์ข้อมูลแบบดั้งเดิมคืออาคารแบบรวมศูนย์ที่เก็บข้อมูลสำคัญและแอปพลิเคชันสำหรับธุรกิจ พวกเขาจัดเก็บข้อมูลและให้ผู้ใช้สามารถเข้าถึงทรัพยากรโดยใช้ระบบและอุปกรณ์คอมพิวเตอร์และเครือข่าย

ศูนย์ข้อมูลระดับไฮเปอร์สเกลนั้นใหญ่กว่าศูนย์ข้อมูลทั่วไปอย่างมาก ด้วยความสามารถในการรองรับเซิร์ฟเวอร์หลายล้านเครื่องและเวอร์ชวลแมชชีน พวกเขาให้โครงสร้างพื้นฐานที่ตอบสนองสูง ปรับขนาดได้ และคุ้มค่า ซึ่งทำให้กระบวนการขององค์กรง่ายขึ้นและคล่องตัว เมื่อความต้องการในการจัดเก็บข้อมูลและการใช้งานขององค์กรเติบโตขึ้น ศูนย์ข้อมูลระดับไฮเปอร์สเกลจะมีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ

สถาปัตยกรรม

ศูนย์ข้อมูลไฮเปอร์สเกลมีขนาดอย่างน้อย 10,000 ตารางฟุต และโฮสต์เซิร์ฟเวอร์มากกว่า 5,000 เซิร์ฟเวอร์ที่เชื่อมต่อด้วยเครือข่ายไฟเบอร์ความเร็วสูงพิเศษ ในเมืองฟอร์ตเวิร์ธ รัฐเท็กซัส ศูนย์ข้อมูลไฮเปอร์สเกลแห่งที่ห้าของ Facebook จะประกอบด้วยอาคารห้าหลังซึ่งมีพื้นที่รวมกว่า 2.5 ล้านตารางฟุต

ศูนย์ข้อมูลระดับไฮเปอร์สเกลใช้สถาปัตยกรรมเซิร์ฟเวอร์แบบใหม่ที่มีชั้นวางขนาดใหญ่กว่าซึ่งสามารถเก็บส่วนประกอบได้มากกว่าและเปลี่ยนได้อย่างง่ายดายเพื่อให้เกิดความยืดหยุ่น ซึ่งช่วยให้เซิร์ฟเวอร์มีอุปกรณ์จ่ายไฟและฮาร์ดไดรฟ์ต่างๆ ได้ ตัวอย่างเช่น และผู้ให้บริการไฮเปอร์สเกล เช่น Facebook และ Google อาจสร้างซูเปอร์คอมพิวเตอร์เพื่อตอบสนองความต้องการของพวกเขา

การจราจร

การปรับขนาดใช้ในศูนย์ข้อมูลไฮเปอร์สเกลเพื่อยอมรับ ประมวลผล และกำหนดเส้นทางการรับส่งข้อมูล ตัวอย่างการปรับขนาดแนวนอนเพื่อขยายจำนวนเครื่องจักร และการปรับขนาดแนวตั้งเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องจักรที่ใช้งานอยู่แล้ว

ระบบอัตโนมัติ

ศูนย์ข้อมูลระดับไฮเปอร์สเกลช่วยให้องค์กรต่างๆ สามารถควบคุมพื้นที่ทั้งหมดของการผลิตได้ด้วยระบบอัตโนมัติอย่างต่อเนื่อง สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการจัดการเว็บไซต์ที่มีการเข้าชมสูงและปริมาณงานที่ซับซ้อน เช่น การเข้ารหัส การจัดลำดับจีโนม และกราฟิกสามมิติที่ต้องใช้การประมวลผลเฉพาะทาง

ขนาดของไฮเปอร์สเกล

ความสามารถของระบบคอมพิวเตอร์ในการปรับให้เข้ากับความต้องการที่เพิ่มขึ้นเรียกว่า "ไฮเปอร์สเกล" คอมพิวเตอร์อาศัยทรัพยากรของโหนดเดียวหรือกลุ่มของโหนด การเพิ่มพลังการประมวลผล หน่วยความจำ โครงสร้างพื้นฐานเครือข่าย หรือทรัพยากรการจัดเก็บข้อมูลมักเป็นผลมาจากการปรับขนาดบางแง่มุมของระบบคอมพิวเตอร์ของเรา

จุดประสงค์ของการปรับขนาดคือเพื่อสร้างระบบที่เสถียรต่อไป ไม่ว่าระบบนั้นจะอิงจากคลาวด์ บิ๊กดาต้า พื้นที่เก็บข้อมูลแบบกระจาย หรือทั้ง 3 แบบผสมกัน ดังที่กลายเป็นเรื่องปกติในทุกวันนี้ แน่นอน "ไฮเปอร์" หมายถึง "สุดขีด" หรือ "มากเกินไป" Hyperscale ไม่เพียงแต่สามารถขยายได้ แต่สามารถขยายได้อย่างมากและรวดเร็ว

เรามักนึกถึงการ "ขยาย" ซึ่งเป็นกลยุทธ์ทางสถาปัตยกรรมแนวตั้งที่เกี่ยวข้องกับการเพิ่มพลังให้กับอุปกรณ์ที่มีอยู่ อย่างไรก็ตาม “การขยายขนาด” หรือใช้กลยุทธ์แนวนอน เช่น การเพิ่มจำนวนอุปกรณ์โดยรวมในสภาพแวดล้อมการใช้คอมพิวเตอร์ของคุณ เป็นอีกเทคนิคหนึ่งในการเพิ่มความจุ

บริษัทต่างๆ จัดการกับ Hyperscaling ในสามด้าน: โครงสร้างพื้นฐานทางกายภาพและระบบการกระจายที่รองรับศูนย์ข้อมูล ความสามารถในการปรับขนาดงานการคำนวณ (ลำดับความสำคัญ ทั้งในด้านประสิทธิภาพโดยรวมและในความก้าวหน้าของสถานะที่เป็นอยู่ของบริษัท) และอำนาจทางการเงินและแหล่งรายได้ ของบริษัทที่ต้องการระบบไฮเปอร์สเกลดังกล่าว

การเกิดใหม่ของไฮเปอร์สเกล

ในขณะที่โลกของเราเติบโตขึ้นอย่างก้าวหน้าทางเทคโนโลยี ความต้องการบริการจัดเก็บข้อมูลและการประมวลผลก็เพิ่มขึ้น เช่นเดียวกับความต้องการสิ่งอำนวยความสะดวกเพื่อตอบสนองความต้องการเหล่านี้

โครงสร้างพื้นฐานด้านไอทีขนาดใหญ่จำเป็นต้องมีการพัฒนาสองประการ เมื่อแพลตฟอร์มคลาวด์คอมพิวติ้งเริ่มเป็นที่นิยมในช่วงปลายทศวรรษ 2000 พวกเขาทำหน้าที่เป็นผู้รวบรวมความต้องการสำหรับบริษัทที่ต้องการย้ายปริมาณงานไอทีภายในองค์กรไปยังคลาวด์ ผู้ใช้อาจจัดหาทรัพยากรและเติบโตอย่างรวดเร็วโดยใช้แพลตฟอร์มระบบคลาวด์ ซึ่งสามารถทำได้จากระยะไกลและเกือบจะในทันที ผู้ให้บริการเหล่านี้อาจประมาณความต้องการในอนาคตและ "ซื้อจำนวนมาก" เพื่อตอบสนองความต้องการนั้น

นอกจากนี้ การเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วของ SaaS, การสตรีม และโซเชียลมีเดียช่วยขับเคลื่อนภาคส่วนนี้ให้ก้าวไปข้างหน้า เพื่อตอบสนองความต้องการของผู้บริโภค ธุรกิจทั้งสามประเภทนี้ต้องการพื้นที่เก็บข้อมูล การประมวลผล และแบนด์วิธจำนวนมาก

ศูนย์ข้อมูลองค์กรเทียบกับศูนย์ข้อมูลไฮเปอร์สเกล

ศูนย์ข้อมูลหรือโครงสร้างใดๆ ที่มีระบบคอมพิวเตอร์และส่วนประกอบที่เกี่ยวข้อง เช่น ระบบจัดเก็บข้อมูลและโทรคมนาคม เป็นหัวใจของธุรกิจส่วนใหญ่ การตั้งค่าเหล่านี้ยังมีความซ้ำซ้อนในกรณีที่ไฟฟ้าขัดข้อง ตัวแปรด้านสิ่งแวดล้อม หรือระบบความปลอดภัยล้มเหลว ขนาดขององค์กรและขนาดกำลังประมวลผลของคุณกำหนดขนาดและจำนวนของศูนย์ข้อมูลที่ต้องการ อย่างไรก็ตาม ศูนย์ข้อมูลเดียวสำหรับบริษัทขนาดใหญ่จะใช้ไฟฟ้าในปริมาณเท่ากันกับเมืองเล็กๆ เป็นเรื่องปกติที่บริษัทต้องการเพียงศูนย์ข้อมูลหนึ่งหรือสองแห่งเท่านั้น

ต้องใช้ความพยายามอย่างมากในการทำให้ศูนย์ข้อมูลธุรกิจทำงานได้อย่างราบรื่น คุณกำลังรักษาสภาพแวดล้อมของศูนย์ข้อมูลอย่างต่อเนื่องเพื่อรับประกันการทำงานของเครื่องที่สม่ำเสมอ กำหนดแผนการแก้ไขที่อนุญาตให้มีโปรแกรมแก้ไขที่สม่ำเสมอในขณะที่ลดเวลาหยุดทำงาน และการดิ้นรนเพื่อจัดการกับการพังทลายที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ทุกประเภท

เปรียบเทียบและเปรียบเทียบธุรกิจขนาดเล็กกับ Google หรือ IBM แม้ว่า HDC จะไม่มีคำจำกัดความที่ครอบคลุมทั้งหมดเพียงคำเดียว แต่เราทราบดีว่าสิ่งอำนวยความสะดวกเหล่านี้มีขนาดใหญ่กว่าศูนย์ข้อมูลธุรกิจแบบเดิมอย่างมาก เมื่อศูนย์ข้อมูลมีเซิร์ฟเวอร์มากกว่า 5,000 เซิร์ฟเวอร์ และครอบคลุมพื้นที่มากกว่า 10,000 ตารางฟุต จะถือว่าเป็น "ระดับไฮเปอร์สเกล" ตามรายงานของบริษัทวิจัยตลาด International Data Corporation แน่นอนว่าสถานที่เหล่านี้ตรงตามเกณฑ์สำหรับ HDC เท่านั้น เซิร์ฟเวอร์หลายแสนเครื่อง (ถ้าไม่ใช่ล้าน) ตั้งอยู่ในศูนย์ข้อมูลไฮเปอร์สเกลบางแห่ง

แต่จากข้อมูลของ IDC ยังมีสิ่งอำนวยความสะดวกประเภทนี้อีกหลายอย่างที่ทำให้เห็นความแตกต่าง แอปพลิเคชัน Greenfield — โปรเจ็กต์ที่ไม่มีข้อจำกัด — ต้องใช้สถาปัตยกรรมที่ช่วยให้สามารถปรับขนาดศูนย์ข้อมูลไฮเปอร์สเกลที่เป็นเนื้อเดียวกันได้ เพิ่มโครงสร้างพื้นฐานขนาดใหญ่ที่มีการแยกส่วนอย่างค่อยเป็นค่อยไป มีความหนาแน่นสูงขึ้น และประหยัดพลังงาน

ธุรกิจระดับไฮเปอร์สเกลที่ใช้ศูนย์ข้อมูลเหล่านี้ก็มีข้อกำหนดด้านไฮเปอร์สเกลเช่นกัน แม้ว่าธุรกิจเชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่อาจต้องพึ่งพาอุปกรณ์ที่หาซื้อได้ทั่วไปจากผู้ให้บริการเทคโนโลยี แต่ธุรกิจระดับไฮเปอร์สเกลจะต้องปรับแต่งทุกองค์ประกอบของสภาพแวดล้อมการประมวลผลของตนตามจริง การเพิ่มความสามารถพิเศษในขนาดที่ใหญ่ ปรับแต่งทุกองค์ประกอบของประสบการณ์การใช้คอมพิวเตอร์ และปรับแต่งทุกการตั้งค่า ไม่มีใครทำได้ดีไปกว่าบริษัทที่สามารถทำได้ด้วยตัวเองในขนาดนี้ ค่าใช้จ่ายของความต้องการเหล่านี้คือสิ่งที่กำหนดว่าใครมีสิทธิ์เข้าร่วมคลับไฮเปอร์สเกล

แน่นอน การกำหนดราคาอาจเป็นอุปสรรคต่อการเข้ามาขององค์กรที่ใช้ศูนย์ข้อมูลแบบไฮเปอร์สเกล แต่ก็ไม่ใช่ปัญหา นั่นคือสิ่งที่ระบบอัตโนมัติเป็น

บริษัทที่สร้างศูนย์ข้อมูลแบบไฮเปอร์แทนมุ่งเน้นไปที่การทำให้เป็นอัตโนมัติ หรือ "การรักษาตัวเอง" ซึ่งเป็นคำที่สื่อถึงสภาพแวดล้อมที่ความล้มเหลวและความล่าช้าที่หลีกเลี่ยงไม่ได้เกิดขึ้น แต่ระบบมีการควบคุมที่ดีและเป็นอัตโนมัติมากจนจะปรับให้เข้ากับตัวมันเอง . ระบบอัตโนมัติที่ซ่อมแซมตัวเองนี้มีความสำคัญเนื่องจากช่วยส่งเสริมประสิทธิภาพของข้อมูลที่ยอดเยี่ยม

คนประเภทไหนที่ใช้ไฮเปอร์สเกล?

ปัจจุบันผู้ให้บริการ Hyperscale เป็นเจ้าของและดำเนินการศูนย์ข้อมูลขนาดใหญ่ถึงสามเท่าเหมือนที่เคยทำในปี 2013 ไม่ยากเลยที่จะคาดเดาว่าบริษัทใดจะอยู่ในอันดับต้นๆ ของรายชื่อนั้น

Amazon, Microsoft, Google และ IBM ล้วนมีศูนย์ข้อมูลแบบไฮเปอร์สเกลในทุกพื้นที่หลักของโลก โดยมี Facebook, Apple, Oracle และ Alibaba ซึ่งเป็นยักษ์ใหญ่ด้านคลาวด์ของจีนอยู่ไม่ไกล

ในช่วงเวลาใดก็ตาม A-listers เหล่านี้อาจใช้พื้นที่มากกว่า 70 เมกะวัตต์และหลายแสนตารางฟุต

บริษัทที่มีความต้องการในปัจจุบันน้อยกว่า แต่ผู้ที่ยังคงต้องการโอกาสในการพัฒนาไม่กี่เมกะวัตต์ในแต่ละครั้ง อยู่ในลำดับต่อไป Salesforce, SAP, Dropbox, Twitter, Uber และ Lyft เป็นหนึ่งในสมาชิก

ภายในศูนย์ข้อมูลไฮเปอร์สเกล

Quincy เมืองเล็กๆ ในเขตชนบทของรัฐวอชิงตัน เป็นที่ตั้งของศูนย์ข้อมูลขนาดใหญ่หลายแห่งสำหรับบริษัทต่างๆ เช่น Microsoft, Yahoo และ Dell ภูมิภาคนี้ดึงดูดธุรกิจเหล่านี้ด้วยเหตุผลเดียวกันกับที่เกษตรกรทำ: อากาศค่อนข้างเย็น ราคาที่ดินต่ำ และพื้นที่เปิดโล่งมากมาย เมื่อคุณพิจารณาว่าสิ่งเหล่านี้มีขนาดใหญ่เพียงใด พื้นที่อันกว้างใหญ่ไพศาลนั้นน่าทึ่งมาก Quincy HDC ของ Microsoft หนึ่งใน 45 แห่งทั่วโลก มีสายเคเบิลเครือข่ายยาว 24,000 ไมล์ สำหรับการเปรียบเทียบในระดับมนุษย์ที่มากขึ้นนั้นน้อยกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของโลกหรือแม่น้ำอเมซอนเพียงหกแห่งเท่านั้น

Microsoft HDC ที่รองรับ Azure อีกแห่งอยู่ในสิงคโปร์ ซึ่งไม่ใช่เมืองใหญ่อย่างแน่นอน มีรูปธรรมเพียงพอในศูนย์ข้อมูลขนาดใหญ่นั้น เพื่อสร้างทางเดินยาว 215 ไมล์ที่เชื่อมระหว่างลอนดอนและปารีส ศูนย์ข้อมูลไฮเปอร์สเกลถูกกำหนดโดยขนาดและความซับซ้อน เนื่องจากเทคโนโลยีส่วนใหญ่เป็นไปโดยอัตโนมัติ HDC จำนวนมากจึงจ้างผู้เชี่ยวชาญด้านเทคโนโลยีน้อยกว่าศูนย์ข้อมูลธุรกิจหลายแห่ง ซึ่งต้องอาศัยพนักงานเต็มเวลาจำนวนมากในความเชี่ยวชาญพิเศษที่หลากหลาย อันที่จริง เนื่องจากข้อมูลในศูนย์เหล่านี้เป็นผลิตภัณฑ์ จึงมีแนวโน้มว่าองค์กรระดับไฮเปอร์สเกลจะจ้างเจ้าหน้าที่รักษาความปลอดภัยมากกว่าบุคลากรด้านเทคนิคที่ HDC

Hyperscale ดีกว่า Colocation หรือไม่?

ตามที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้ ผู้ใช้ศูนย์ข้อมูลรายใหญ่ทั้งหมดใช้วิธี build-and-lease ตัวแปรหลายอย่างมีอิทธิพลต่อสิ่งนี้ รวมทั้งเวลา ต้นทุน ความต้องการในอนาคต และอื่นๆ ผู้ให้บริการโคโลเคชั่นเหล่านี้มีความคิดสร้างสรรค์มากขึ้นในการแสวงหาบริษัทไฮเปอร์สเกล ตั้งแต่ทำหน้าที่เป็นแขนพัฒนาไปจนถึงออกแบบตามความต้องการ จนถึงเพียงการนำเสนอเปลือกที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงาน และอนุญาตให้ผู้ใช้จัดหาอุปกรณ์ภายในได้

บริการ Colocation โดยทั่วไปมักใช้ในธุรกิจที่มีขนาดเล็กกว่า แต่ก็ยังมีระดับไฮเปอร์สเกลอยู่ ธุรกิจเหล่านี้มีพฤติกรรมเหมือนลูกค้าโคโลเคชั่นมาตรฐานมากกว่า แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วจะมีแผนการขยายธุรกิจในระยะยาว

5 ศูนย์ข้อมูลไฮเปอร์สเกลที่มีความจุมากที่สุด

ในปี 2564 จะมีศูนย์ข้อมูลไฮเปอร์สเกลมากกว่า 600 แห่ง เราเปรียบเทียบศูนย์ข้อมูลไฮเปอร์สเกลที่ใหญ่ที่สุดห้าแห่งและภูมิภาคที่ให้บริการกับคำจำกัดความดั้งเดิมของศูนย์ข้อมูลไฮเปอร์สเกล ซึ่งมีขนาด 5,000 เซิร์ฟเวอร์ใน 10,000 ตารางฟุต

ศูนย์ข้อมูลมองโกเลียในเป็นสถานที่ที่ผู้คนอาจได้รับข้อมูลเกี่ยวกับประเทศของตนเอง

• 10.7 ล้านตารางฟุตเป็นพื้นที่ทั้งหมดของอาคาร
• ศูนย์ข้อมูลมองโกเลียใน ซึ่งเป็นหนึ่งในหกศูนย์ข้อมูลใน Hohhot ที่ China Telecom เป็นเจ้าของ เป็นศูนย์ข้อมูลที่ใหญ่ที่สุด

Hohhot Data Center ตั้งอยู่ในเมือง Hohhot ประเทศจีน

• รวม 7.7 ล้านตารางฟุต
• ศูนย์ข้อมูลที่ใหญ่เป็นอันดับสองคือ Hohhot Data Center ของ China Mobile ซึ่งตั้งอยู่ในศูนย์กลางข้อมูลของ Hohhot เช่นเดียวกัน

วิทยาเขตของ Citadel

• รวม 7.2 ล้านตารางฟุต
• วิทยาเขต Citadel ซึ่งเป็นเจ้าของโดยบริษัทเทคโนโลยีข้ามชาติ Switch และตั้งอยู่ทางตอนเหนือของเนวาดา เป็นศูนย์ข้อมูลที่ใหญ่ที่สุดในโลก ใช้พลังงานหมุนเวียนมากถึง 650 เมกะวัตต์ (MW) Silicon Valley มีเวลาแฝง 4.5 มิลลิวินาที (มิลลิวินาที) ซิลิคอนบีชมีเวลาแฝง 9 มิลลิวินาที และลาสเวกัสมีความล่าช้า 7 มิลลิวินาที

Langfang ศูนย์ข้อมูลระหว่างประเทศของจีน

• 6.6 ล้านตารางฟุตเป็นพื้นที่ทั้งหมด
• Range International Information Hub เป็นซุปเปอร์ดาต้าเซ็นเตอร์รุ่นที่สี่ที่สร้างขึ้นร่วมกับ IBM และตั้งอยู่ใน Langfang ประเทศจีน ระหว่างปักกิ่งและเทียนจิน

ลาสเวกัส เนวาดา: Switch SuperNAP

• 3.3 ล้านตารางฟุตเป็นพื้นที่ทั้งหมดของทรัพย์สิน
• สวิตช์ยังเป็นเจ้าของ SuperNAP ซึ่งตั้งอยู่ในเวกัส SuperNAP ใช้พลังงานสีเขียวสูงสุด 531 เมกะวัตต์

ไฮเปอร์สเกลในอนาคต

บริษัทไฮเปอร์สเกลยังคงครองสิ่งแวดล้อมอย่างต่อเนื่อง โดยมีอิทธิพลต่อการออกแบบ สถานที่ตั้ง และราคาทั่วกระดาน แม้ว่าบริษัทบางแห่งอาจมีการเปลี่ยนแปลง แต่แนวโน้มพื้นฐานของการแปลงเป็นดิจิทัล IoT และการสร้างข้อมูลจะยังคงกระตุ้นความต้องการศูนย์ข้อมูลเพิ่มเติมในอนาคต และระดับไฮเปอร์สเกลจะประกอบขึ้นเป็นส่วนสำคัญของสิ่งเหล่านี้