隨著信息數據量的暴增,需要數據中心處理的數據信息越來越多,這樣數據中心的規模也變得越來越大。按照數據中心相關標準定義,大型數據中心是指包含有3000到1萬個標準機架,按照一個機架部署10臺服務器,一個大型數據中心要擁有3萬到10臺服務器數量規模,而超大型數據中心規模是在1萬個標準機架以上(功率為2.5KW每機架),可以部署10萬臺服務器的規模。10萬臺服務器的數據中心在10年前恐怕是個天文數字,而如今這樣的數據中心在中國就多達上百個。互聯網BAT三家均擁有超大型的數據中心,中國移動甚至已經開始在內蒙古投資600億元建設超過100萬個機柜的數據中心,可容納1000萬臺服務器,目前第一階段的工程已經完成。即使擁有這么多的超大型數據中心,可與歐美等國家相比,中國的超大型數據中心數量不及日本的一半,不到美國的十分之一,中國需要建設更多規模更大的數據中心,而不是單純追求數量。建設超大規模數據中心的好處是可以降低單位面積的建設成本,運營成本,從而形成規模效應。超大規模數據中心可以對外提供高速計算、存儲和帶寬的服務,有著普通數據中心無法比擬的優勢,并且在與電子設備供應商、數據中心服務商,大型企業用戶談判時,可擁有更多的籌碼。
超大型數據中心由于擁有的機房面積,設備數量都是普通數據中心的數十倍,因此在發展上走上了一條獨特的道路,我們先來看看這些擁有世界上規模最大的一些巨頭公司的超大型數據中心的發展歷程。首先看Google,Google是互聯網巨頭企業,也是云計算技術的發明者,公司業務依賴于數據中心的建設發展,所以Google在數據中心方面的投入是巨大的。從最早期租用運營商的數據機房開始,從2001年采購專門的定制服務器,到2003年開始部署集裝箱IT模塊,2006年在數據中心內部安裝IT微模塊,2007年進行預制機電模塊,做標準化設計,到了2009年,引入海水冷卻,收購荷蘭風力發電場,在數據中心開始大量新能源應用,降低數據中心運營的PUE參數,節省能耗。2014年,Google已經使用神經網絡技術,使用機器學習和人工智能來進一步提升數據中心的能效。再來看看Microsoft,也是從最原始的租用設備開始,后來進行自建,部署高效的服務器,接著使用集裝箱和集成模塊,再到使用再生和清潔能源,讓數據中心更加環保。最后來看看Facebook,如出一轍,也是從租用設備開始,從2009年開始定制服務器、存儲和網絡設備,到2010年就開始進行模塊化設計,2011年引入標準化設計,在俄勒岡和瑞典的數據中心實現部署。從2013年開始,預制室外機電模塊,預制結構拼裝室內IT模塊,嘗試風電/太陽能,引入新能源供電,減低數據中心能耗。從這些巨頭們數據中心的發展過程不難看出,這些超大型數據中心都經歷了從租用機房和設備起家,然后定制服務器或者自研設備,接著進行模塊化部署,最后想辦法降低數據中心的能耗。而在中國,比如BAT三家互聯網的超大型數據中心,更多的是處于定制設備和模塊化部署階段,很少有人顧及數據中心能耗問題。如此,可以看到超大型數據中心發展的過程基本是這樣:
租用-? 定制ICT設備-? IT模塊-? 標準化設計+預制機電模塊-? 建設數據中心運營平臺-? 預構件-? 利用可再生能源
中國的超大型數據中心主要處于標準化設計和模塊化設計階段,比如在這個階段出現的天蝎服務器,這是由BAT三家互聯網企業聯合研制在2011年推出的一種服務器模式,強調的是模塊化服務,也叫做天蝎聯盟。騰訊提出的規模化數據中心,百度提出的預模塊的數據中心,都是處于這個發展階段提出來的相關設計理念。到了2014年,天蝎聯盟升級為開放數據中心聯盟,融合了更多設備,比如網絡、存儲以及機電等。而對于建設綜合運營平臺,預構件和再生能源方面考慮的還不多,結合國外已有先進數據中心的發展成功過程,這些都是超大型數據中心發展所必然經歷的階段。中國的超大型數據中心還走在追趕國外先進技術的過程中,信息技術的積累不是一天就完成的,“古羅馬不是一天就建成的!”,超大型數據中心需要的是一步步地穩步發展,不能跨級。國外的超大型數據中心發展歷程是我們必須要學習和經歷的,我們可以縮短每個發展環節所經歷的時間,但無法直接逾越。
超大型數據中心具有占地面積大,能耗高,同時運營的設備數量多的特點。為了實現業務的快速部署和提升管理效率,超大型數據中心必須引入一些特有的技術。比如傳統的網絡架構和協議就無法適應超大型數據中心,SDN、TRILL、EVI、FCOE、各種設備的虛擬化、云計算、大數據、數據挖掘等一系列新技術要部署才能滿足超大型數據中心的要求,否則超大型數據中心的優勢反到無法體現出現。超大型數據中心將更多的資源集中,更多的設備集中,目的就是要實現1+1大于2的效果,決不是設備的簡單堆砌。所以超大型數據中心的出現,引領了信息技術的變革,從服務器、網絡再到存儲、安全等各個方面都需要優化,市場孕育出了諸多機會,超大型數據中心也成為了新技術的試驗田,是信息技術改革的排頭兵。不難預測,未來一定有越來越多的超大型數據中心出現,數據中心一旦變大之后會帶來很多問題,如果這些問題解決得不好,反而不能發揮出數據中心“大”的優勢。處理好超大型數據中心面臨的問題,將可以節約社會資源,部署更多的應用與服務,來豐富人們的工作與生活。