Què és un centre de dades?

Tot i que els vostres requisits per a un ordinador domèstic o laboral poden semblar raonables. O fins i tot de gamma alta, depenent del vostre cas d'ús, simplement no es compara amb la potència de processament i la capacitat d'emmagatzematge que necessiten les grans empreses. Fins i tot una empresa de mida raonable tindrà requisits d'emmagatzematge de dades d'entre desenes i centenars de terabytes.

En lloc de distribuir només aquestes dades entre dispositius d'usuari final que es poden o no apagar o desconnectar de la xarxa, la majoria de les dades s'emmagatzemen en un entorn centralitzat. En entorns més petits, aquesta pot ser una sala de servidors. Tot i així, s'anomenen centres de dades quan la capacitat necessita escalar més que una habitació petita.

Quins són els propòsits i els avantatges d'un centre de dades?

Un centre de dades està pensat per ser un magatzem de dades centralitzat disponible constantment. Com que els requisits d'emmagatzematge i ús dels equips i servidors de xarxa són essencialment els mateixos que els servidors de disc que contenen les dades en brut, aquest maquinari normalment s'agrupa.

Agrupar la infraestructura de xarxa bàsica fa que la realització de diverses tasques bàsiques sigui significativament més fàcil i eficient. Un factor bàsic és la connectivitat. Amb tots els servidors, dades i infraestructura de xarxa en un sol lloc, és relativament senzill connectar-los tots junts de manera eficient. La latència i l'amplada de banda són més fàcils d'optimitzar a distàncies curtes, permetent el màxim rendiment de la xarxa. Com a avantatge addicional, els recorreguts de cable són més curts i, per tant, més barats del que serien si tot el maquinari estigués més distribuït.

El maquinari informàtic bàsic també necessita una infraestructura externa per facilitar el seu funcionament segur i continu. Els sistemes d'alimentació, refrigeració, connectivitat i seguretat fiables són tots cars. Tanmateix, són més cars si els heu de duplicar en lloc de tenir una única configuració gran.

Què requereix un centre de dades?

La part bàsica de qualsevol centre de dades és el maquinari informàtic real. Això normalment es presenta en forma de bastidors de servidors. Cada bastidor té una mida estàndard i pot agafar diversos dispositius informàtics de mida estàndard. Els dispositius reals es descriuen normalment en mides de "U", amb una "U" simplement sent una unitat d'alçada estàndard. La majoria de bastidors de servidor tenen una alçada de 42 o 48U, amb bastidors de 48U també anomenats bastidors de set peus. Tot i que alguns maquinari d'ordinador tenen mides d'1U, la majoria dels dispositius són de 2U o 3U, tot i que alguns poden ser molt més alts que això.

Les dades del centre de dades han de ser accessibles, generalment constantment. Per aquest motiu, s'espera una xarxa d'alta velocitat tant a l'interior com al món exterior. A més, els centres de dades estan dissenyats amb sistemes de còpia de seguretat i redundants per oferir continuïtat en el cas de la majoria d'incidències raonables.

Si un dispositiu falla, els centres de dades estan dissenyats per tenir servidors, emmagatzematge i maquinari de xarxa redundants. La seva funcionalitat pot ser recollida a l'instant per un dispositiu secundari. La font d'alimentació també té una sèrie de còpies de seguretat, incloses fonts d'alimentació ininterrompuda o SAI. Això proporciona prou potència per continuar fent funcionar els dispositius fins que s'iniciïn els generadors locals, en cas de tall de corrent.

Com tots els dispositius informàtics, els centres de dades requereixen refrigeració. Els sistemes de climatització s'utilitzen habitualment juntament amb els deshumidificadors per garantir que es proporcioni aire fresc, que s'extreu l'aire calent i que l'aire no es torni massa humit.

Amb tanta electricitat i calor, sempre hi ha possibilitats d'incendi. Els sistemes d'extinció d'incendis són universals, però no poden confiar en sistemes d'aspersió, ja que això causaria tants danys al maquinari informàtic sensible com ho faria un incendi.

Requisits i optimitzacions més subtils

Tot i que els sistemes d'extinció d'incendis són universals als centres de dades, no poden ser basats en aigua, ja que això danyaria l'electrònica sensible. En canvi, generalment s'utilitzen gasos inerts. L'opció principal solia ser Halon fins que es va trobar que era dolent per a la capa d'ozó. Els sistemes moderns solen utilitzar nitrogen. El concepte és simplement inundar tot el centre de dades amb nitrogen, empenyent l'oxigen necessari perquè el foc es cremi a través dels conductes de sobrepressió.

Tot i que això és molt eficaç per apagar incendis, també és mortal. En una atmosfera rica en nitrogen i pobres en oxigen, es pot desmaiar de l'asfíxia en qüestió de segons. El nitrogen és incolor, inodor i insípid, de manera que no hi ha cap advertència de perill. Com a tal, els sistemes d'extinció d'incendis sonen una prealarma que avisa a qualsevol persona a l'interior de sortir immediatament o d'arribar a una zona segura equipada amb dipòsits d'oxigen i màscares respiratòries. Després d'un breu període perquè les persones arribin a un lloc segur, el gas s'aboca ràpidament al centre de dades, apagant el foc.

Els centres de dades sovint tenen pisos elevats. Això proporciona molts avantatges. L'avantatge principal és que, en el cas d'una inundació, hi ha més espai per augmentar l'aigua abans que es produeixi cap dany real per l'aigua. Els sòls elevats també permeten passar els cables per sota del terra. Tanmateix, molts opten per executar cablejat aeri per facilitar l'accés. Això també proporciona un mètode convenient per proporcionar aire fresc quan es combina amb rajoles poroses.

Els centres de dades permeten cables curts i sovint passen cables més llargs per sobre.

Si col·loqueu els passadissos dels bastidors de servidors en direccions alternades, és possible crear passadissos freds i calents. L'aire fresc es pot extreure dels passadissos freds, i l'aire calent es pot esgotar i després treure dels passadissos calents. Aquest disseny ajuda a optimitzar el subministrament de recursos HVAC.

Hiperescalers i col·locació

Implementar tota la infraestructura d'un centre de dades és car. Això pot ser especialment difícil per a les empreses amb extensos requisits de dades i processament, però actualment amb fons limitats. També pot ser un problema per a les empreses que no necessiten prou àrea per permetre que s'iniciïn economies d'escala. Per cobrir aquest buit al mercat, moltes empreses configuren centres de dades amb capacitats massa grans i després lloguen parts d'aquesta capacitat per empreses. Els centres de dades amb diversos inquilins com aquest s'anomenen col·locació.

Especialment en entorns de col·locació, la seguretat és essencial. Amb moltes dades potencialment sensibles de diverses parts, la seguretat física i la xarxa són importants. Els centres de dades tenen molta cura amb tots dos, proporcionant xarxes acuradament segregades als clients individuals perquè no es puguin filtrar dades a la xarxa. Sovint, l'accés físic és complex d'organitzar i sovint requereix autorització prèvia.

L'accés a les ubicacions interiors és generalment limitat amb sales tancades separades i fins i tot gàbies tancades que contenen bancs més petits de bastidors de servidors. Les "trampes per a homes" són una característica útil que actua essencialment com una tanca d'aire, permetent que es denegui ràpidament l'accés al punt d'entrada amb un risc mínim per al personal. Els registres d'accés també són útils per a finalitats de seguretat, de manera que el personal de seguretat pot estar segur que l'edifici ha estat completament evacuat en cas d'incendi, per exemple.

Els centres de dades solen tenir moltes capes de seguretat física, incloses les gàbies al voltant dels bastidors de servidors.

Molts dels centres de dades més grans són propietat d'hiperscalers. Es tracta de grans empreses tecnològiques com Google, Amazon i Microsoft. Compren quantitats massives de maquinari i, en alguns casos, lloguen l'accés. En els seus casos, l'accés sol ser virtualitzat en lloc de físic. La virtualització pot oferir una eficiència millorada en l'ús dels recursos del sistema i pot permetre un escalat fàcil quan sigui necessari.

Ubicació i altres factors

La ubicació d'un centre de dades és essencial. És fonamental estar a prop d'una gran font d'energia, un centre d'infraestructura de xarxa d'alta velocitat i una infraestructura de transport físic. Altres consideracions inclouen els perills ambientals, com ara terratrèmols, volcans, inundacions i huracans. El clima també és un factor important. Les ubicacions més fresques tenen temperatures de l'aire ambient més baixes, la qual cosa requereix menys refrigeració abans de subministrar-se al centre de dades. Això ajuda a reduir els costos operatius. En algunes proves, fins i tot s'han col·locat petits centres de dades sota l'aigua. Han utilitzat els corrents d'aigua freda per proporcionar una refrigeració encara més eficaç i més barata.

La modularitat també és un factor crític. Amb el temps, el maquinari informàtic avança i les tecnologies actuals queden obsoletes. El maquinari obsolet sovint té menys rendiment i menys eficiència energètica. Aleshores, això requereix un cicle d'actualització regular. La modularitat permet actualitzacions constants, repartint els costos inicials entre diversos pressupostos anuals. També permet un temps de funcionament continu sense interrupció del servei, fins i tot quan es realitzen actualitzacions a gran escala.

La capacitat d'emmagatzematge també és un factor important. Tot i que els grans centres de dades poden ser rendibles, generalment és empíricament més barat necessitar menys espai. Els propietaris de centres de dades, especialment els hiperescaladors, sovint gasten fortunes en suports d'emmagatzematge d'alta densitat. Per exemple, un SSD empresarial d'1 TB pot costar el mateix que un disc dur empresarial de 10 TB i oferir un rendiment molt més elevat. Tot i així, es necessiten molts més bastidors de servidors i servidors de discs per oferir la mateixa capacitat d'emmagatzematge total.

Això augmenta l'espai i sovint els costos d'energia i requereix refrigeració addicional, etc. Aquesta economia d'escala és la raó per la qual hi ha disponibles moltes unitats d'emmagatzematge enormes que són molt cares. No estan pensats per al consumidor mitjà. Estan pensats per a hiperescaladors que pagaran gairebé qualsevol cosa per millorar l'eficiència de l'espai.

Conclusió

Els centres de dades són el cosí més gran de la sala de servidors. Combinen maquinari informàtic bàsic com ara equips de xarxa, capacitat d'emmagatzematge, potència de processament i funcionalitat del servidor, tot en un sol lloc. Això permet que s'iniciïn economies d'escala i simplifica la connectivitat. Hi ha molts factors de disseny en el disseny del centre de dades. Tanmateix, els centres de dades han de ser enormes per aprofitar realment les economies d'escala.

A aquesta escala, generalment són molt més grans del que necessiten la majoria de les empreses, de manera que l'espai es pot llogar a empreses més petites, proporcionant avantatges econòmics per a ambdues parts. Els centres de dades sovint es troben en instal·lacions fetes a mida. Tanmateix, alguns reutilitzen espais d'oficines no utilitzats i alguns fins i tot es troben en antics búnquers nuclears nous.