超大規模數據中心：計算的未來

對計算機基礎設施和數據中心的需求從未像今天這樣迫切，有數十億人和數百億台設備在線。 是什麼讓企業比以往更快地發展業務？ 超大規模的數據中心。

超大規模數據中心的定義是什麼？

傳統數據中心是為企業存放重要數據和應用程序的集中式建築。 它們存儲數據並通過利用計算和網絡系統和設備為用戶提供對資源的訪問。

超大規模數據中心比普通數據中心大得多，能夠容納數百萬台服務器和虛擬機。 它們提供了一個響應迅速、可擴展且具有成本效益的基礎架構，可簡化和簡化企業流程。 隨著企業數據存儲和使用需求的增長，超大規模數據中心將變得越來越重要。

建築學

超大規模數據中心的面積至少為 10,000 平方英尺，並託管超過 5,000 台通過超高速光纖網絡連接的服務器。 在德克薩斯州的沃思堡，Facebook 的第五個超大規模數據中心將由五座建築組成，總面積超過 250 萬平方英尺。

超大規模數據中心採用新穎的服務器架構，該架構具有更大的機架，可以容納更多組件並且易於互換以實現靈活性。 例如，這允許服務器擁有各種電源和硬盤驅動器，Facebook 和谷歌等超大規模提供商可能會創建超級計算機來滿足他們的需求。

交通

超大規模數據中心使用擴展來接受、處理和路由流量。 水平擴展以擴大機器數量和垂直擴展以提高已使用機器的功率就是這方面的例子。

自動化

超大規模數據中心使企業能夠通過持續的自動化控制所有生產領域。 這涉及管理高流量的網站和復雜的工作負載，例如需要專門處理的加密、基因組測序和三維圖形。

超大規模的規模

計算機系統適應不斷增長的需求的能力被稱為“超大規模”。 計算機依賴於單個節點或一組節點的資源。 增加處理能力、內存、網絡基礎設施或存儲資源通常是擴展我們計算機系統某些方面的結果。

擴展的目的是繼續構建一個穩定的系統，無論該系統是基於雲、大數據、分佈式存儲還是這三者的混合，這在當今變得越來越普遍。 當然，“hyper”意味著“極端”或“過度”。 超大規模不僅能夠擴展，而且能夠大規模且迅速地擴展。

我們經常設想“向上擴展”，這是一種垂直架構策略，涉及為現有設備增加額外的功率。 但是，“橫向擴展”或使用橫向策略（例如增加計算環境中的設備總數）是另一種提高容量的技術。

公司在三個領域處理超大規模：支持數據中心的物理基礎設施和分佈式系統、擴展計算任務的能力（在整體性能和推進公司現狀方面的數量級）以及財務實力和收入來源需要這種超大規模系統的公司。

超大規模的重生

隨著我們的世界在技術上變得更加先進，對存儲和計算服務的需求也在增加，同時也需要滿足這些需求的設施。

有兩個發展需要大規模的 IT 基礎設施。 當云計算平台在 2000 年代後期首次流行時，它們充當了希望將本地 IT 工作負載遷移到雲的公司的需求聚合器。 用戶可以使用雲平台提供資源并快速增長，這可以遠程完成，幾乎可以即時完成。 然後，這些服務提供商可能會估計未來的需求並“批量購買”以滿足需求。

此外，SaaS、流媒體和社交媒體的快速出現推動了該行業的發展。 為了滿足消費者的需求，所有這三種業務都需要大量的存儲、計算和帶寬。

企業與超大規模數據中心

數據中心或任何容納計算機系統和相關組件（如存儲系統和電信）的結構是大多數企業的核心。 這些設置在電源、環境變量或安全系統故障的情況下也有冗餘。 您的組織規模和計算能力的大小決定了所需的數據中心的規模和數量，但是，對於大型公司而言，單個數據中心消耗與小鎮相同的電量是正常的。 一家公司只需要一個或兩個這樣的數據中心也很罕見。

保持業務數據中心平穩運行需要付出很多努力。 您不斷維護數據中心的環境以保證統一的機器行為，制定補丁計劃以允許一致的補丁同時最大限度地減少停機時間，並努力解決任何類型的不可避免的故障。

將小型企業與 Google 或 IBM 進行比較和對比。 雖然 HDC 沒有一個單一的、包羅萬象的定義，但我們確實知道它們是比傳統業務數據中心大得多的設施。 根據市場研究公司國際數據公司的說法，當一個數據中心擁有超過 5,000 台服務器並覆蓋超過 10,000 平方英尺時，它就被認為是“超大規模”。 當然，這些只是符合 HDC 標準的地方。 數十萬（如果不是數百萬）服務器位於一些超大規模數據中心。

但是，根據 IDC 的說法，這些設施類型的區別還有很多。 新建應用程序——沒有限制的項目——需要一個允許超大規模數據中心同質橫向擴展的架構。 再加上一個龐大的基礎設施，這些基礎設施正變得越來越分散、更高密度和更節能。

依賴這些數據中心的超大規模企業也有超大規模的需求。 雖然大多數商業企業可能依賴技術提供商提供的現成設備，但超大規模企業實際上必須定制其計算環境的每個組件。 以巨大的規模添加專業功能，定制計算體驗的每個元素，並修補每個設置這些需求的費用決定了誰有資格加入超大規模俱樂部。

當然，定價可能是運行超大規模數據中心的組織進入的障礙，但這不是問題。 這就是自動化。

建造超級數據中心的公司轉而專注於自動化或“自我修復”，這個詞意味著一個不可避免的故障和延遲發生的環境，但係統的控制和自動化非常好，它會自行調整到正確的位置. 這種自我修復自動化至關重要，因為它可以提高數據效率。

哪些類型的人使用超大規模？

超大規模提供商目前擁有和運營的大型數據中心數量是 2013 年的三倍。不難猜測哪些公司將位居榜首。

亞馬遜、微軟、谷歌和 IBM 在全球每個主要地區都擁有超大規模數據中心，中國雲巨頭 Facebook、蘋果、甲骨文和阿里巴巴也緊隨其後。

在任何給定時間，這些一線明星可能會消耗超過 70 兆瓦和數十萬平方英尺的電力。

電流需求較小但仍希望有機會一次開發幾兆瓦的公司將排在第二位。 Salesforce、SAP、Dropbox、Twitter、Uber 和 Lyft 都是其成員。

超大規模數據中心的內部

昆西是華盛頓州農村核心的一個小鎮，是微軟、雅虎和戴爾等公司的許多超大規模數據中心的所在地。 該地區吸引這些企業的原因與其農民所做的相同：相對涼爽的天氣、低廉的地價和充足的開放空間。 當你考慮到它們有多大時，廣闊的廣闊區域是非凡的。 微軟的 Quincy HDC 是全球 45 多家公司之一，擁有 24,000 英里的網絡電纜。 對於更人性化的比較，這僅略小於地球或六條亞馬遜河的直徑。

另一個支持 Azure 的 Microsoft HDC 在新加坡，它並不是一個主要城市。 這個超大規模數據中心有足夠的混凝土來建造一條連接倫敦和巴黎的 215 英里長的人行道。 超大規模數據中心由其規模和復雜性定義。 由於大部分技術是自動化的，許多 HDC 僱用的技術專家少於許多業務數據中心，後者依賴於各種專業的大量全職員工。 事實上，由於這些中心的數據就是產品，因此超大規模公司在 HDC 僱用的安全人員可能比技術人員多。

超大規模比託管更好嗎？

如前所述，主要的數據中心用戶都使用建造和租賃的方法。 許多變量會影響這一點，包括時間、成本、未來需求等。 這些託管服務提供商在追求超大規模公司方面更具創造性，從充當他們的開發部門到設計到他們的要求，再到僅提供動力外殼並允許用戶提供內部設備。

託管服務通常由較小但仍然超大規模的企業使用。 這些企業的行為更像標準託管客戶，儘管它們通常有長期的擴張計劃。

5個容量最大的超大規模數據中心

到 2021 年，將有超過 600 個超大規模數據中心。 我們將五個最大的超大規模數據中心及其服務區域與超大規模數據中心的傳統定義（即 10,000 平方英尺中的 5,000 台服務器）進行比較。

內蒙古信息中心是人們獲取本國信息的地方

• 1070萬平方英尺是大樓的總面積。
• 內蒙古信息中心是中國電信在呼和浩特擁有的六個數據中心之一，是最大的數據中心。

呼和浩特數據中心位於中國呼和浩特。

• 總面積 770 萬平方英尺
• 第二大數據中心是中國移動的呼和浩特數據中心，同樣位於呼和浩特的信息中心。

城堡的校園

• 總面積 720 萬平方英尺
• Citadel Campus 由跨國科技公司 Switch 擁有，位於內華達州北部，是世界上最大的數據中心。 高達 650 兆瓦的可再生能源用於為其供電 (MW)。 矽谷的延遲為 4.5 毫秒 (ms)，矽谷的延遲為 9 毫秒，拉斯維加斯的延遲為 7 毫秒。

位於中國廊坊的 Range 國際信息中心

• 總面積為660萬平方英尺。
• Range國際信息中心是與IBM合作建設的第四代超級數據中心，位於中國廊坊，位於北京和天津之間。

內華達州拉斯維加斯：切換 SuperNAP

• 該物業的總面積為330萬平方英尺。
• Switch 還擁有位於拉斯維加斯的 SuperNAP。 SuperNAP 使用了高達 531 兆瓦的綠色能源。

未來的超大規模

超大規模公司繼續主導環境，全面影響設計、位置和定價。 儘管特定公司可能會發生變化，但數字化、物聯網和數據生成的基本趨勢將繼續推動未來對更多數據中心的需求。 超大規模將佔其中很大一部分。