Trung tâm dữ liệu siêu cấp là gì và chúng hoạt động như thế nào? kiến thức mới năm 2023

Bạn đã bao giờ tự hỏi làm thế nào các công ty công nghệ lớn như Amazon và Google tiếp tục phát triển các ứng dụng mới theo từng phút cho hàng tỷ người dùng và chạy chúng mà hiếm khi có bất kỳ thời gian ngừng hoạt động nào? Một số công nghệ do các công ty này đưa ra đã trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Nhưng điều này chỉ có nghĩa là tăng sức mạnh để cung cấp nhiên liệu cho các ứng dụng này.

Nếu bạn đang tự hỏi làm thế nào những doanh nghiệp này có thể mở rộng sự hiện diện toàn cầu của họ bằng cách liên tục tồn tại trong đám mây, thì câu trả lời nằm ở “trung tâm dữ liệu siêu tốc độ”.

Trung tâm dữ liệu siêu cấp là gì và những công ty nào sử dụng chúng?

Đối với những người còn ít quen thuộc với thuật ngữ này, các trung tâm dữ liệu siêu tỷ lệ là những cơ sở có sứ mệnh to lớn có thể hỗ trợ các ứng dụng mạnh mẽ và có thể mở rộng. Các trung tâm dữ liệu duy nhất này thường được liên kết với các công ty cần làm việc với dữ liệu lớn, chẳng hạn như Google, Amazon, Facebook, IBM, Apple, Baidu và Microsoft (GAFAM).

Trung tâm dữ liệu doanh nghiệp thông thường đề cập đến không gian hoặc tòa nhà chứa cơ sở hạ tầng CNTT kinh doanh: thiết bị và máy chủ. Các công ty thường sử dụng các tài nguyên này để điều hành các hoạt động của riêng họ và cũng có thể cho các đơn vị khác thuê chúng. Tuy nhiên, các trung tâm dữ liệu siêu cấp dễ dàng thu hẹp chúng về hiệu suất, dung lượng và khả năng mở rộng.

Kích thước kết quả và khả năng tính toán tăng lên cho phép chúng hoạt động tốt hơn các cơ sở thông thường một cách dễ dàng. Khối lượng dữ liệu và dung lượng lưu trữ được xử lý bởi các cơ sở siêu tốc vượt xa đối tác doanh nghiệp của nó. Theo một cuộc khảo sát, hầu hết các công ty hyperscale mong đợi tốc độ kết nối ít nhất là 40 GigaByte mỗi giây hoặc nhanh hơn. Chúng bao gồm hơn 5000 máy chủ với diện tích trên 10.000 feet vuông.

Đồng thời, một trung tâm dữ liệu siêu cấp phải đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của các công ty về khả năng mở rộng ở các cường độ khác nhau. Các trung tâm dữ liệu này phải mở rộng quy mô lên hoặc xuống theo chiều dọc hoặc mở rộng theo chiều ngang để quản lý tải trên các máy chủ. Các công ty có thể yêu cầu các trung tâm dữ liệu siêu cấp để tăng sức mạnh tính toán của họ, thêm nhiều máy hơn hoặc mở rộng quy mô sang tính toán biên.

Những gã khổng lồ công nghệ như Yahoo, Facebook, Microsoft, Apple, Google, Amazon và IBM chịu trách nhiệm vận hành khoảng một nửa số trung tâm dữ liệu siêu cấp trên toàn thế giới. Switch cũng vận hành các trung tâm dữ liệu siêu tốc độ lớn nhưng chủ yếu cho các tập đoàn lớn có nhu cầu thuê lại.

Bên trong Trung tâm Dữ liệu Hyperscale

Không gian là một trong những yếu tố quan trọng nhất khi tạo ra một trung tâm dữ liệu siêu cấp. Điều này là do các trung tâm dữ liệu siêu cấp đòi hỏi không gian rộng lớn. Một trong 45 trung tâm dữ liệu siêu cấp của Microsoft đặt tại Quincy, WA có khoảng 24.000 dặm cáp mạng. Đối với quan điểm, chiều dài gần như phản ánh tổng chu vi của Trái đất!

Một trung tâm dữ liệu Hyperscale khác do Microsoft HDC điều hành, đặt tại Singapore, có thể không phải là nơi lớn nhất nhưng có đủ bê tông để xây một vỉa hè nối London với Paris, dài khoảng 215 dặm. Điều này sẽ cung cấp cho bạn một ý tưởng tốt về độ phức tạp và độ lớn của một trung tâm dữ liệu được gọi là “siêu tỷ lệ”.

Điều thú vị cần lưu ý là mặc dù độ phức tạp và quy mô lớn, một trung tâm dữ liệu thường không yêu cầu một lượng lớn nhân viên toàn thời gian. Điều này là do phần lớn công nghệ được sử dụng trong các lĩnh vực khác nhau được tự động hóa. Có thể có số lượng nhân viên an ninh vượt quá số lượng nhân viên CNTT và máy tính tại Hyperscale.

Trung tâm dữ liệu Hyperscale lớn nhất

Theo International Data Corporation, để một trung tâm dữ liệu có quy mô siêu lớn, nó phải vượt quá ít nhất 5000 máy chủ với không gian vật lý khoảng 10.000 feet vuông. Một trung tâm dữ liệu siêu cấp điển hình có thể sử dụng lượng điện gần như tương đương với một thị trấn nhỏ.

Khuôn viên trung tâm dữ liệu lớn nhất thuộc về Switch có tên là ‘The Citadel’ và nằm ở Tahoe Reno, NV. Switch vận hành trung tâm dữ liệu Tier-4 này như một cơ sở định vị và cho các tập đoàn khác như Intel, Boeing, Qualcomm, Bungie và McAfee thuê không gian. Cơ sở rộng 7,2 triệu feet vuông này chạy bằng 100% năng lượng tái tạo, giá chỉ 5 cent / kWh. Nó cung cấp kết nối siêu nhanh đến các khu dân cư công nghệ cao như Los Angeles và San Francisco. Switch cũng sở hữu một cơ sở khác ở Las Vegas, NV, được gọi là SuperNAP, chiếm 3,5 triệu feet vuông không gian.

Trung tâm dữ liệu siêu cấp của Range International Information Group ở Lang Phường, Hà Bắc, Trung Quốc trải rộng trên 6,3 triệu feet vuông. Cơ sở này là một minh chứng cho sức mạnh công nghệ của Trung Quốc. IBM cung cấp công nghệ thiết kế, giải pháp kinh doanh và một số dịch vụ khác.

Trung tâm dữ liệu siêu cấp DFT thuộc sở hữu của DuPont Fabros Technology được đặt tại Ashburn, Virginia. Nó trải dài trên 1,6 triệu feet vuông không gian và có bảy tòa nhà trung tâm dữ liệu khác nhau.

Lợi ích của Trung tâm dữ liệu siêu cấp

Với tất cả sự phức tạp về quy mô và tính toán mà HDC đòi hỏi, nó cung cấp các giải pháp hấp dẫn sắp xảy ra cho các doanh nghiệp lớn. Hầu hết những điều này giải quyết những thách thức đi kèm với việc lưu trữ thông tin hàng loạt. Dưới đây là những cách khác nhau mà HDC mang lại lợi ích cho các doanh nghiệp khách hàng.

Kinh tế nâng cao

Tính kinh tế của quy mô là lợi ích rõ ràng của bất kỳ trung tâm dữ liệu siêu cấp nào. Với rất nhiều máy tính tùy ý sử dụng, các nhà cung cấp dịch vụ HDC có thể tham gia vào các thỏa thuận giá cả và dịch vụ không thể tưởng tượng được đối với các trung tâm dữ liệu nhỏ hơn.

Khối lượng công việc cân bằng

Trung tâm dữ liệu Hyperscale phân phối hiệu quả khối lượng công việc trên nhiều máy chủ để tránh quá nhiệt cho một máy chủ. Điều này rất quan trọng vì máy chủ quá nóng cũng có thể làm hỏng các máy chủ gần đó, thiết lập phản ứng dây chuyền không mong muốn.

Cải thiện hiệu quả năng lượng

Mặc dù các trung tâm dữ liệu siêu cấp tiêu thụ một lượng lớn năng lượng, nhưng nhìn chung, chúng tiết kiệm năng lượng hơn. Họ cũng cho phép người thuê thuê không gian theo kilowatt, hiệu quả hơn so với thuê không gian trong giá đỡ hoặc diện tích vuông. HDC thực hiện điều này bởi vì chúng sử dụng một số kilowatt đã định trong khi phân bổ điện năng.

Hiệu quả làm mát

Làm mát có thể là chi phí vận hành quan trọng nhất đối với hầu hết các doanh nghiệp. Với hyperscale, các công ty có thể giảm chi phí làm mát một cách hiệu quả và tập trung sức lực vào các máy chủ thực hiện nhiều công việc tính toán cường độ cao. Một cơ sở hyperscale sẽ cung cấp khả năng làm mát cần thiết bằng cách tái chế nhiệt chỉ truyền theo một hướng.

Làm thế nào để tạo lên một trung tâm dữ liệu lớn Hyperscale

Dưới đây là một số thuộc tính hyperscale phổ biến nhất được tìm thấy trên tất cả các trung tâm dữ liệu trong ngành. Để hyperscale hiệu quả, công ty của bạn phải hoạt động dựa trên các nền tảng sau.

Giá đỡ máy chủ mật độ cao

Các giá đỡ được thiết kế tốt tạo thành nền tảng của một trung tâm dữ liệu siêu cấp hoạt động đầy đủ. Vì các công ty thường sử dụng phần cứng của họ trong HDC, họ có thể tùy chỉnh thiết kế giá đỡ để đáp ứng nhu cầu của họ. Nhu cầu siêu tỷ lệ trong những năm gần đây đã dẫn đến việc sử dụng không gian tủ rack 48U vượt trội so với đối tác 42U làm cho tiêu chuẩn công nghiệp trước đây trở thành tiêu chuẩn mới.

Mức độ làm mát nâng cao

Việc trang bị cho không gian những giá đỡ tiêu tốn nhiều điện năng như vậy đồng nghĩa với việc phải có hệ thống làm mát hàng đầu. Hầu hết các trung tâm dữ liệu sử dụng một hệ thống HVAC hướng không khí lạnh từ dưới sàn nhà lên các lối đi làm mát để đáp ứng yêu cầu này. Đồng thời, các lối đi nóng sẽ thải khí nóng ra ngoài, giữ cho nhiệt độ được kiểm soát.

Rất nhiều điện năng

Các trung tâm dữ liệu có thể dễ dàng tiêu thụ điện năng đủ cho một thành phố nhỏ. Ví dụ, một trung tâm dữ liệu ở Virginia đã sử dụng hết 1 gigawatt điện. Con số này có thể dễ dàng hỗ trợ tiêu thụ cho khoảng 700.000 ngôi nhà. Vì HDC sử dụng nhiều năng lượng nên chúng phải được xây dựng ở những khu vực có điện giá rẻ.

An ninh và Không gian

An ninh là một mối quan tâm hợp lý với rất nhiều không gian và quyền lực đang bị đe dọa. Các Trung tâm Dữ liệu được xây dựng ở các vùng sâu vùng xa được bảo vệ một cách tự nhiên trước những kẻ trộm tiềm ẩn. Nhưng các HDC cũng phải được trang bị đầy đủ để tự bảo vệ mình khỏi các cuộc tấn công mạng vì chúng chứa hàng loạt thông tin khách hàng có tính chất nhạy cảm.

Quản lý dữ liệu điện toán siêu cấp

Việc quản lý một trung tâm dữ liệu siêu cấp đòi hỏi phải thực hiện các sửa đổi cập nhật và đảm bảo khả năng mở rộng. Có hai cách để chia tỷ lệ cho HDC. Mở rộng quy mô là một cách tiếp cận theo chiều dọc để giúp các trung tâm dữ liệu tăng sức mạnh máy tính. Điều này đạt được bằng cách bổ sung trực tiếp nguồn điện cho các máy hiện có.

Ngoài ra, HDC có thể “mở rộng quy mô” khi nó tăng sức mạnh tính toán của mình theo chiều ngang, tức là bằng cách thêm các máy tính mới và về cơ bản phân nhánh thiết bị. Để quản lý hiệu quả một trung tâm dữ liệu siêu cấp, các công ty phải quan tâm đến sức mạnh tài chính và nguồn doanh thu, cơ sở hạ tầng vật lý và việc phân phối các nhiệm vụ về khả năng mở rộng.

Xem thêm:

Làm thế nào để xây dựng một trung tâm dữ liệu?

Sử dụng, quản lý điện năng trong trung tâm dữ liệu như thế nào cho hiệu quả