Bien que vos besoins en ordinateur personnel ou professionnel puissent sembler raisonnables. Ou même haut de gamme, selon votre cas d'utilisation, cela ne se compare tout simplement pas à la puissance de traitement et à la capacité de stockage nécessaires aux grandes entreprises. Même une entreprise de taille raisonnable aura des besoins de stockage de données de plusieurs dizaines à plusieurs centaines de téraoctets.
Plutôt que de distribuer ces données uniquement sur les appareils des utilisateurs finaux qui peuvent ou non être éteints ou déconnectés du réseau, la plupart des données sont stockées dans un environnement centralisé. Dans les environnements plus petits, il peut s'agir d'une salle de serveurs. Pourtant, ils sont appelés centres de données lorsque la capacité doit évoluer au-delà d'une petite pièce.
Quels sont les objectifs et les avantages d'un centre de données ?
Un centre de données est destiné à être un magasin de données centralisé disponible en permanence. Étant donné que les exigences de stockage et d'utilisation de l'équipement réseau et des serveurs sont essentiellement les mêmes que celles des serveurs de disques contenant les données brutes, ce matériel est généralement regroupé.
Le regroupement de l'infrastructure réseau centrale rend l'exécution de plusieurs tâches essentielles beaucoup plus facile et plus efficace. L'un des principaux facteurs est la connectivité. Avec tous les serveurs, les données et l'infrastructure réseau au même endroit, il est relativement simple de les connecter efficacement. La latence et la bande passante sont plus faciles à optimiser sur de courtes distances, permettant des performances réseau maximales. En prime, les câbles sont plus courts et donc moins chers qu'ils ne le seraient si tout le matériel était plus distribué.
Le matériel informatique de base a également besoin d'une infrastructure externe pour faciliter son fonctionnement sûr et continu. Des systèmes d'alimentation, de refroidissement, de connectivité et de sécurité fiables coûtent tous cher. Ils sont cependant plus chers si vous devez les dupliquer plutôt que de simplement avoir une seule grande configuration.
De quoi un centre de données a-t-il besoin ?
La partie centrale de tout centre de données est le matériel informatique lui-même. Cela se présente généralement sous la forme de racks de serveurs. Chaque rack est de taille standard et peut accueillir plusieurs appareils informatiques de taille standard. Les appareils réels sont généralement décrits dans des tailles de "U", un "U" étant simplement une unité de hauteur standard. La plupart des racks de serveurs ont une hauteur de 42 ou 48U, les racks 48U étant également appelés racks de sept pieds. Bien que certains matériels informatiques soient disponibles en tailles 1U, la plupart des appareils sont en 2U ou 3U, bien que certains puissent être beaucoup plus grands que cela.
Les données du centre de données doivent être accessibles, généralement en permanence. Pour cette raison, une mise en réseau à haut débit à la fois interne et vers le monde extérieur est attendue. De plus, les centres de données sont conçus avec des systèmes de sauvegarde et redondants pour assurer la continuité en cas d'incidents les plus raisonnables.
Si un périphérique tombe en panne, les centres de données sont conçus pour disposer de serveurs, de stockage et de matériel réseau redondants. Sa fonctionnalité peut être instantanément captée par un appareil secondaire. L'alimentation dispose également d'une série de sauvegardes, y compris des alimentations sans coupure ou des onduleurs. Cette fournit suffisamment d'énergie pour continuer à faire fonctionner les appareils jusqu'à ce que les générateurs locaux se mettent en marche, en cas de coupure de courant.
Comme tous les appareils informatiques, les centres de données nécessitent un refroidissement. Les systèmes CVC sont couramment utilisés avec des déshumidificateurs pour garantir que l'air frais est fourni, que l'air chaud est extrait et que l'air ne devient pas trop humide.
Avec autant d'électricité et de chaleur, il y a toujours un risque d'incendie. Les systèmes d'extinction d'incendie sont universels, mais ils ne peuvent pas compter sur des systèmes de gicleurs car cela causerait autant de dommages au matériel informatique sensible qu'un incendie.
Exigences et optimisations plus subtiles
Bien que les systèmes d'extinction d'incendie soient universels dans les centres de données, ils ne peuvent pas être à base d'eau car cela endommagerait l'électronique sensible. Au lieu de cela, des gaz inertes sont généralement utilisés. Le principal choix était le halon jusqu'à ce qu'il s'avère qu'il était mauvais pour la couche d'ozone. Les systèmes modernes utilisent généralement de l'azote. Le concept consiste simplement à inonder tout le centre de données d'azote, en poussant l'oxygène nécessaire à l'extinction du feu à travers les évents de surpression.
Bien que cela soit très efficace pour éteindre les incendies, c'est aussi mortel. Dans une atmosphère riche en azote et pauvre en oxygène, vous pouvez vous évanouir après asphyxie en quelques secondes. L'azote est incolore, inodore et insipide, il n'y a donc aucun avertissement de danger. Ainsi, les systèmes d'extinction d'incendie déclenchent une pré-alarme qui avertit toute personne à l'intérieur de partir immédiatement ou de se rendre dans une zone sûre équipée de réservoirs d'oxygène et de masques respiratoires. Après une courte période permettant aux personnes de se mettre en sécurité, le gaz est rapidement déversé dans le centre de données, éteignant l'incendie.
Les centres de données ont souvent des planchers surélevés. Cela offre de nombreux avantages. L'avantage principal est qu'en cas d'inondation, il y a plus de place pour la montée des eaux avant qu'un véritable dégât des eaux ne se produise. Les planchers surélevés permettent également de faire passer les câbles sous le plancher. Cependant, beaucoup choisissent de faire passer un câblage aérien pour faciliter l'accès. Cela fournit également une méthode pratique pour fournir de l'air frais lorsqu'il est combiné avec des carreaux de sol poreux.
En positionnant les allées des racks de serveurs dans des directions alternées, il est possible de créer des allées froides et chaudes. L'air frais peut être aspiré des allées froides et l'air chaud peut être évacué puis retiré des allées chaudes. Cette disposition permet d'optimiser la mise à disposition des ressources HVAC.
Hyperscalers et colocation
La mise en place de toute l'infrastructure d'un datacenter coûte cher. Cela peut être particulièrement difficile pour les entreprises ayant des exigences importantes en matière de données et de traitement, mais des fonds actuellement limités. Cela peut également être un problème pour les entreprises qui n'ont pas besoin de suffisamment d'espace pour permettre des économies d'échelle. Pour combler cette lacune sur le marché, de nombreuses entreprises mettent en place des centres de données dotés de capacités trop importantes, puis louent des parties de cette capacité aux entreprises. Les centres de données avec plusieurs locataires comme celui-ci sont appelés colocation.
Surtout dans les environnements de colocation, la sécurité est essentielle. Avec de nombreuses données potentiellement sensibles provenant de plusieurs parties, la sécurité réseau et physique est importante. Les centres de données sont très prudents sur les deux, fournissant des réseaux soigneusement séparés aux clients individuels afin qu'aucune donnée ne puisse être divulguée sur le réseau. L'accès physique est souvent complexe à organiser, nécessitant souvent une autorisation préalable.
L'accès aux emplacements intérieurs est généralement limité avec des pièces fermées à clé séparées et même des cages verrouillées contenant de plus petites banques de racks de serveurs. Les « pièges à homme » sont une fonctionnalité utile qui agit essentiellement comme un sas, permettant de refuser rapidement l'accès au point d'entrée avec un risque minimal pour le personnel. Les journaux d'accès sont également utiles à des fins de sécurité afin que le personnel de sécurité puisse être sûr que le bâtiment a été entièrement évacué en cas d'incendie, par exemple.
Bon nombre des plus grands centres de données appartiennent à des hyperscalers. Ce sont d'énormes entreprises technologiques comme Google, Amazon et Microsoft. Ils achètent des quantités massives de matériel et, dans certains cas, en louent l'accès. Dans leur cas, l'accès est généralement virtualisé plutôt que physique. La virtualisation peut offrir une meilleure efficacité dans l'utilisation des ressources système et peut permettre une mise à l'échelle facile en cas de besoin.
Emplacement et autres facteurs
L'emplacement d'un centre de données est essentiel. Il est essentiel d'être à proximité d'une grande source d'alimentation, d'un hub d'infrastructure de réseau à haut débit et d'une infrastructure de transport physique. D'autres considérations incluent les risques environnementaux, tels que les tremblements de terre, les volcans, les inondations et les ouragans. Le climat est également un facteur important. Les emplacements plus frais ont des températures de l'air ambiant plus basses, nécessitant moins de refroidissement avant d'être fournis au centre de données. Cela permet de réduire les coûts d'exploitation. Dans certains tests, de petits centres de données ont même été placés sous l'eau. Ils ont utilisé les courants d'eau froide pour fournir un refroidissement encore plus efficace et moins cher.
La modularité est également un facteur critique. Au fil du temps, le matériel informatique évolue et les technologies actuelles deviennent obsolètes. Le matériel obsolète est souvent à la fois moins performant et moins économe en énergie. Cela nécessite alors un cycle de mise à jour régulier. La modularité permet des mises à niveau constantes, répartissant les coûts initiaux sur plusieurs budgets annuels. Il permet également une disponibilité continue sans interruption de service, même lors de mises à niveau à grande échelle.
La capacité de stockage est également un facteur important. Alors que les grands centres de données peuvent être rentables, il est généralement empiriquement moins cher d'avoir besoin de moins d'espace. Les propriétaires de centres de données, en particulier les hyper scalers, dépensent souvent des fortunes sur des supports de stockage à très haute densité. Par exemple, un SSD d'entreprise de 1 To peut coûter le même prix qu'un disque dur d'entreprise de 10 To et offrir des performances bien supérieures. Pourtant, beaucoup plus de racks de serveurs et de serveurs de disques sont nécessaires pour fournir la même capacité de stockage totale.
Cela augmente l'espace et souvent les coûts d'énergie et nécessite un refroidissement supplémentaire, etc. Cette économie d'échelle est la raison pour laquelle de nombreux disques de stockage énormes et très coûteux sont disponibles. Ils ne sont pas destinés au consommateur moyen. Ils sont destinés aux hyperscalers qui paieront presque n'importe quoi pour améliorer l'efficacité de l'espace.
Conclusion
Les centres de données sont le plus grand cousin de la salle des serveurs. Ils combinent le matériel informatique de base tel que l'équipement réseau, la capacité de stockage, la puissance de traitement et les fonctionnalités du serveur en un seul endroit. Cela permet de réaliser des économies d'échelle et simplifie la connectivité. Il existe de nombreux facteurs de conception dans la conception des centres de données. Cependant, les centres de données doivent être énormes pour tirer pleinement parti des économies d'échelle.
À cette échelle, ils sont généralement beaucoup plus grands que ce dont la plupart des entreprises ont besoin, de sorte que l'espace peut être loué à des entreprises plus petites, offrant des avantages économiques aux deux parties. Les centres de données sont souvent situés dans des installations construites sur mesure. Cependant, certains réutilisent des espaces de bureaux inutilisés, et certains sont même situés dans d'anciens nouveaux bunkers nucléaires.