數據中心如今已成(chéng)為(wéi)維係現代社會結構(gòu)的粘合劑,無論是用信用卡購物、向朋友發送消息,還是訂購(gòu)比薩餅,實際上人們每天(tiān)所做的事情都由數據中心提(tí)供支持。
但是目前依賴的數據中心與(yǔ)過去的技術相去甚(shèn)遠。自從上世紀50年代數字計算開始邁出第一步以來,發(fā)生了(le)不可估量的變化。這些年來,數據中心的處理能力和存儲容量呈指數級增長,支持現代應用程序所需的基礎設施也變得越來越複雜。
這些進步是由企(qǐ)業和消費者不斷增長的需求驅動的。首先,互聯網的誕生導致在線服務消費量(liàng)呈爆炸式增長,這就要求數據中心必須提供的處理能力(lì)和容量大幅(fú)增加(jiā)。不久之(zhī)後,對服務器處理能(néng)力的(de)需求使第三方提供商應運而生,他(tā)們將在(zài)數據中心設(shè)施中托管用戶的服務器,從而消除了(le)用戶自己建立內部數據中心的初期費用和(hé)持續的(de)管理(lǐ)費用。最終,隨著網絡技(jì)術和連接性(xìng)的提高,這被雲計算(suàn)技術所取代,即用(yòng)戶租用的空間不是數據中心,而是(shì)服(fú)務器本身。
雲計算一直是數據中心變革的主要催化(huà)劑。不僅由於其(qí)崛起使許多運營模式發生(shēng)了根本性轉變(biàn),而且還推動了多租戶係統、快速存儲和人工智能應用程序等技術的進步。
1、處理
數據中心技術最根本的變化之(zhī)一是在2000年左右多核(hé)處理器的出現。通過將兩個或多個核(hé)心處理器安裝到單個芯片上,可以(yǐ)從根本上提高數據中(zhōng)心硬件的(de)整體性能,從而可以采用更(gèng)少的服務器運(yùn)行相同(tóng)的工作負載。
多核處理器還為(wéi)虛擬化帶來了巨(jù)大的優勢,這一直(zhí)是數據中心業務增長的關(guān)鍵。因為每個核心處理器可以與其他核(hé)心處(chù)理器並行運行,所以多核處理器係統可以同時運行大量虛擬(nǐ)機,而性能(néng)卻下降很少,從而極大地增加了可以同時運(yùn)行的應用程序數量。
容器(qì)化(huà)技術也產生了類似的(de)影響。每個虛擬機可以在其中托(tuō)管多個(gè)容(róng)器,每個容器可(kě)以托管自己的應用(yòng)程(chéng)序。這使數據中心可(kě)以成倍地增加其應(yīng)用程序容量。除了引領(lǐng)多核處理器技術的不斷發展,英特爾公司一直是開發虛擬化和容器技術的領導者,與工程合(hé)作夥伴一起努力(lì)使(shǐ)容器和虛擬機變得更輕、更快、更靈活。
2、冷卻
數據(jù)中心設備功能強大,但都會產生大量熱量。不幸的是,服務器處理器(qì)是高度(dù)敏感(gǎn)的,必須(xū)將(jiāng)其保持在一定溫度以下才能確保最佳性能。為了(le)維持這種狀(zhuàng)態(tài),數據中(zhōng)心必須依靠複雜且昂貴的冷(lěng)卻係統嚴格控製(zhì)環境溫度,而冷卻係統通常是數據中心第二大電力消(xiāo)耗者。
盡管仍然需要冷卻係統,但是(shì)英特爾(ěr)公司在處理器技術(shù)上(shàng)的不斷進步使服務器的核心處理器具有更高的熱效率,產生的熱量更(gèng)少(shǎo),因此需要的冷卻能耗也更少。最重要的是(shì),該公司還於2011年在其服務器芯片中引入(rù)了傳感器,從而使數據中心管理人員可(kě)以測量數據中心內的溫度和氣流。這使(shǐ)他們能夠更好地識別(bié)熱點和冷點,並根據溫度對新機架和設備的放置進行建模。
除(chú)了防止代價高昂的停機之外,提高了數據中心的整體熱效率,還能延長服務器本身的使用壽命,並減少所需(xū)的整體冷卻量,從而為數據中心(xīn)管理人員節省運營冷卻設施所產生的大量成本。
3、電源
英特爾公司還穩步提高了其數據中心產品的能效。諸如Xeon可擴(kuò)展係列之類的新型核心處(chù)理器,可以提供比前幾(jǐ)代產品更高的性(xìng)能,同時消耗更(gèng)少的電能。隨著冷卻性能的提高,這減少了數據中心運營商的運營成本,並允許更多的核心處理器(qì)被封裝到芯(xīn)片中。
這意味著,企業可以從相同的資源中獲取更多的計算能力,而無需投資更多的機櫃、增加的功耗或更多的冷卻。空間效(xiào)率也是(shì)一(yī)個關(guān)鍵問題;數據中(zhōng)心空間通常需求量很大,因此可以集成到單個機架中的物理組(zǔ)件越多越好。
4、存儲
通過與(yǔ)Micron公(gōng)司的合作,英特爾公司在推進存儲(chǔ)技術方麵發揮(huī)了重要作用,其中(zhōng)包括(kuò)引入數據條帶技術以(yǐ)提高性能,並開創高可靠(kào)性企業級驅動器的先河。它還領導了開發NVMe技術的工作組,最近還(hái)共同開發了3DXpoint內存技術,為低延遲工作負載(zǎi)提供了無與倫比的速(sù)度。英特(tè)爾公司的Optane係列內存和存儲產品,所有這些(xiē)產品都由3DXpoint提供(gòng)支持。
所有這些變化、發(fā)展和進步的(de)最終結果都是(shì)現代數據中心,它(tā)們能夠支持複(fù)雜的、雲原(yuán)生工作負載。支持單個(gè)應用程序的(de)單片大型機時代已經一去不複返了。現在,數據中心承載數百台複雜的多核處理器的服務器,每台服務器都使用(yòng)高級軟件定義的網絡和低延遲固(gù)態存儲驅動器,為數百(bǎi)萬個同時進行的應用程序和進程提供動力。