有沒有想過像亞馬遜和谷歌這樣的大型科技公司是如何在幾分鐘內為數十億用戶開發新應用程序并在幾乎沒有停機的情況下運行的？這些公司推出的一些技術已經成為我們日常生活不可或缺的一部分。但這僅意味著增加為這些應用程序提供動力的能力。如果您想知道這些企業如何通過持續存在于云中來擴大其全球影響力，答案就在于“超大規模數據中心”。

什么是超大規模數據中心以及哪些公司在使用它們？

對于那些不太熟悉這個術語的人來說，超大規模數據中心是巨大的關鍵任務設施，可以支持強大且可擴展的應用程序。這些獨特的數據中心通常與需要處理大數據的公司相連，例如谷歌、亞馬遜、Facebook、IBM、蘋果、百度和微軟 (GAFAM)。

傳統的企業數據中心是指容納業務 IT 基礎設施（設備和服務器）的空間或建筑物。公司通常使用這些資源來運行自己的業務，也可以將它們出租給其他實體。然而，超大規模數據中心在性能、容量和可擴展性方面很容易使它們相形見絀。

由此產生的規模和增加的計算能力使它們能夠輕松超越傳統設施。超大規模設施處理的數據量和存儲容量遠遠超過其企業對應物。根據一項調查，大多數超大規模公司期望連接速率至少為每秒 40 GB 或更快。它們包括 5000 多臺服務器，面積超過 10,000 平方英尺。

同時，超大規模數據中心必須滿足公司對不同程度的可擴展性不斷增長的需求。這些數據中心必須垂直向上或向下擴展或水平擴展以管理服務器上的負載。公司可能需要超大規模數據中心來提高計算能力、添加更多機器或擴展到邊緣計算。

雅虎、Facebook、微軟、蘋果、谷歌、亞馬遜和 IBM 等科技巨頭負責運營全球約一半的超大規模數據中心。Switch 還運營著大規模的超大規模數據中心，但主要將它們出租給有需要的大公司。

超大規模數據中心內部

在創建超大規模數據中心時，空間是最關鍵的因素之一。這是因為超大規模數據中心需要巨大的空間。位于華盛頓州昆西的Microsoft 45 個超大規模數據中心之一擁有大約 24,000 英里的網絡電纜。從角度來看，長度幾乎反映了地球的總周長！

位于新加坡的另一個由 Microsoft HDC 運營的超大規模數據中心可能不是最大的地方，但擁有足夠的混凝土來建造一條連接倫敦和巴黎的人行道，人行道全長約 215 英里。這應該讓您很好地了解數據中心被稱為“超大規模”所帶來的復雜性和規模。

值得注意的是，盡管數據中心復雜且龐大，但它通常不需要大量的全職員工。這是因為許多跨學科的技術都是自動化的。Hyperscale 的安全人員數量可能超過 IT 和計算人員的數量。

最大的超大規模數據中心

根據 International Data Corporation 的說法，要使數據中心達到超大規模，它必須至少超過 5000 臺服務器，物理空間約為 10,000 平方英尺。一個典型的超大規模數據中心可以使用幾乎與一個小鎮相同的電量。

最大的數據中心園區屬于 Switch，名為“The Citadel”，位于內華達州塔霍里諾。Switch 將這個 Tier-4 數據中心作為托管設施運營，并將空間出租給英特爾、波音、高通、Bungie 和 McAfee 等其他公司。這個占地 720 萬平方英尺的設施使用 100% 可再生能源運行，成本僅為 5 美分/千瓦時。它為洛杉磯和舊金山等高科技人口聚集區提供超快速連接。Switch 在內華達州拉斯維加斯還擁有另一個設施，稱為 SuperNAP，占地 350 萬平方英尺。

位于中國河北廊坊的 Range International Information Group 超大規模數據中心占地 630 萬平方英尺。該設施證明了中國的技術實力。IBM 提供設計技術、業務解決方案和其他多項服務。

DuPont Fabros Technology 擁有的 DFT 超大規模數據中心位于弗吉尼亞州阿什本。它占地 160 萬平方英尺，擁有七座不同的數據中心建筑。

超大規模數據中心的優勢

由于 HDC 所涉及的規模和計算的所有復雜性，它確實為大型企業提供了迫在眉睫的有吸引力的解決方案。其中大部分解決了批量存儲信息帶來的挑戰。以下是 HDC 使客戶業務受益的各種方式。

增強經濟學

規模經濟是任何超大規模數據中心的明顯優勢。擁有如此多的計算能力，HDC 服務提供商可以參與小型數據中心無法想象的定價和服務協議。

平衡的工作負載

超大規模數據中心有效地將工作負載分配給多臺服務器，以避免單臺服務器過熱。這很重要，因為過熱的服務器還會損壞附近的服務器，從而引發不必要的連鎖反應。

提高能源效率

盡管超大規模數據中心消耗大量能源，但總體而言它們的能源效率更高。他們還允許租戶以千瓦為單位租用空間，這比以機架或平方英尺租用空間更有效。HDC 這樣做是因為它們在分配功率時使用一定數量的千瓦。

冷卻效率

對于大多數企業而言，冷卻可能是一項最重要的運營支出。通過超大規模，公司可以有效降低冷卻成本，并將精力集中在執行大部分高強度計算工作的服務器上。超大規模設施將通過回收僅沿一個方向流動的熱量來提供必要的冷卻。

要了解有關超大規模數據中心如何改變 IT 世界的更多信息，您可以閱讀超大規模數據中心改變 IT 世界的八種方式。

如何超大規模

以下是業內所有數據中心的一些最常見的超大規模屬性。要有效地超大規模，您的公司必須在以下基礎上開展工作。

高密度服務器機架

精心設計的機架構成了功能齊全的超大規模數據中心的基礎。由于公司通常在 HDC 中使用他們的硬件，他們可以定制設計他們的機架以滿足他們的需求。近年來的超大規模需求導致 48U 機架空間的使用超過了 42U 機架空間，使前者成為新的行業標準。

冷卻水平升高

為空間配備這種高功率機架意味著還必須有一流的冷卻。大多數數據中心采用 HVAC 系統，將冷空氣從地板下引導至冷卻通道以滿足此要求。同時，熱通道排出熱空氣，使溫度得到控制。

強大的力量

數據中心消耗的電力很容易足以滿足一個小城市的需要。例如，弗吉尼亞州的一個數據中心用掉了 1 吉瓦的電力。這個數字可以輕松支持大約 70 萬戶家庭的消費。由于 HDCs 是高度能源密集型的，它們必須建在電力便宜的地區。

安全和空間

安全是一個合乎邏輯的問題，涉及到如此多的空間和權力。建在偏遠地區的數據中心自然可以防止潛在的竊賊。但 HDC 還必須具備充分的能力來保護自己免受網絡攻擊，因為它們包含大量敏感的客戶信息。

管理超大規模計算數據

管理超大規模數據中心需要進行最新修改并確保可擴展性。有兩種方法可以擴展 HDC。向上擴展是一種幫助數據中心提高計算機能力的垂直方法。這是通過直接為現有機器增加動力來實現的。

或者，HDC 可以“橫向擴展”，在水平方向增加其計算能力，即通過添加新的計算機器并基本上擴展設備。為有效管理超大規模數據中心，公司必須照顧好財力和收入資源、物理基礎設施以及可擴展性任務的分配。

大流行推動超大規模數據中心創紀錄增長

Americas Research 總監 David Barnet 觀察了大流行對超大規模數據中心日益增長的需求的影響。大流行帶來的物理破壞給數據中心帶來了前所未有的壓力，無法為技術驅動的世界提供網絡資源。這導致對數據中心的需求和投資增加。

根據Synergy Research Group發布的數據，自 2016 年以來，由超大規模設施運營的數據中心總數翻了一番。而到 2020 年底，全球數據中心又增加了 59 個。超大規模是一個挑戰思維范圍的概念。這是一個既具有未來感又易于理解的概念。正是超大規模數據中心的這種品質使其能夠支持亞馬遜、eBay 和微軟等科技巨頭。