ศูนย์ข้อมูลคืออะไร?

แม้ว่าความต้องการของคุณสำหรับคอมพิวเตอร์ที่บ้านหรือที่ทำงานอาจดูสมเหตุสมผล หรือแม้แต่ระดับไฮเอนด์ ขึ้นอยู่กับกรณีการใช้งานของคุณ มันไม่ได้เปรียบเทียบกับพลังการประมวลผลและความจุของการจัดเก็บที่บริษัทขนาดใหญ่ต้องการ แม้แต่บริษัทที่มีขนาดเหมาะสมก็ยังต้องมีข้อกำหนดในการจัดเก็บข้อมูลตั้งแต่หลายสิบถึงหลายร้อยเทราไบต์

แทนที่จะแจกจ่ายเฉพาะข้อมูลนี้ในอุปกรณ์ของผู้ใช้ปลายทางที่อาจปิดหรือตัดการเชื่อมต่อจากเครือข่ายหรือไม่ก็ตาม ข้อมูลส่วนใหญ่จะถูกเก็บไว้ในสภาพแวดล้อมแบบรวมศูนย์ ในสภาพแวดล้อมที่เล็กกว่า นี่อาจเป็นห้องเซิร์ฟเวอร์ ยังคงถูกเรียกว่าศูนย์ข้อมูลเมื่อความจุจำเป็นต้องปรับขนาดให้สูงกว่าห้องขนาดเล็ก

จุดประสงค์และข้อดีของศูนย์ข้อมูลคืออะไร?

ศูนย์ข้อมูลมีวัตถุประสงค์เพื่อเป็นที่เก็บข้อมูลส่วนกลางที่พร้อมใช้งานอย่างสม่ำเสมอ เนื่องจากข้อกำหนดในการจัดเก็บและการใช้งานของอุปกรณ์เครือข่ายและเซิร์ฟเวอร์นั้นเหมือนกับดิสก์เซิร์ฟเวอร์ที่มีข้อมูลดิบ ฮาร์ดแวร์นี้จึงมักจะถูกจัดกลุ่มเข้าด้วยกัน

การจัดกลุ่มโครงสร้างพื้นฐานเครือข่ายหลักเข้าด้วยกันทำให้การทำงานหลักหลายๆ อย่างง่ายขึ้นและมีประสิทธิภาพมากขึ้นอย่างเห็นได้ชัด ปัจจัยหลักประการหนึ่งคือการเชื่อมต่อ ด้วยเซิร์ฟเวอร์ ข้อมูล และโครงสร้างพื้นฐานเครือข่ายทั้งหมดในที่เดียว การเชื่อมต่อทั้งหมดเข้าด้วยกันอย่างมีประสิทธิภาพจึงค่อนข้างง่าย เวลาแฝงและแบนด์วิดท์จะปรับให้เหมาะสมได้ง่ายขึ้นในระยะทางสั้น ๆ ทำให้เครือข่ายมีประสิทธิภาพสูงสุด เป็นโบนัสเพิ่มเติม การเดินสายเคเบิลนั้นสั้นกว่าและถูกกว่าหากฮาร์ดแวร์ทั้งหมดมีการกระจายมากกว่า

ฮาร์ดแวร์การประมวลผลหลักยังต้องการโครงสร้างพื้นฐานภายนอกเพื่ออำนวยความสะดวกในการทำงานที่ปลอดภัยและต่อเนื่อง ระบบจ่ายไฟ ระบบทำความเย็น การเชื่อมต่อ และระบบความปลอดภัยที่เชื่อถือได้ล้วนแต่มีราคาแพง อย่างไรก็ตาม ราคาแพงกว่าหากคุณต้องทำซ้ำแทนที่จะมีการตั้งค่าขนาดใหญ่เพียงชุดเดียว

ศูนย์ข้อมูลต้องการอะไร?

ส่วนหลักของศูนย์ข้อมูลคือฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์จริง นี้มักจะมาในรูปแบบของชั้นวางเซิร์ฟเวอร์ แต่ละชั้นวางมีขนาดมาตรฐานและสามารถรองรับอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ขนาดมาตรฐานได้หลายเครื่อง อุปกรณ์จริงมักจะอธิบายในขนาด "U" โดยที่ "U" เป็นหน่วยความสูงมาตรฐาน ชั้นวางเซิร์ฟเวอร์ส่วนใหญ่สูง 42 หรือ 48U โดยมีชั้นวาง 48U หรือที่เรียกว่าชั้นวางเจ็ดฟุต แม้ว่าฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์บางตัวจะมีขนาด 1U แต่อุปกรณ์ส่วนใหญ่เป็น 2U หรือ 3U แม้ว่าบางรุ่นอาจสูงกว่านั้นมาก

ข้อมูลในศูนย์ข้อมูลจำเป็นต้องเข้าถึงได้ โดยทั่วไปอย่างต่อเนื่อง ด้วยเหตุนี้ เครือข่ายความเร็วสูงทั้งภายในและภายนอกจึงเป็นสิ่งที่คาดหวัง นอกจากนี้ ศูนย์ข้อมูลยังได้รับการออกแบบด้วยระบบสำรองและสำรองเพื่อให้เกิดความต่อเนื่องในกรณีที่เกิดเหตุการณ์ที่สมเหตุสมผลที่สุด

หากอุปกรณ์เครื่องหนึ่งล้มเหลว ศูนย์ข้อมูลได้รับการออกแบบให้มีเซิร์ฟเวอร์สำรอง ที่เก็บข้อมูล และฮาร์ดแวร์เครือข่าย อุปกรณ์รองสามารถเลือกฟังก์ชันการทำงานได้ทันที ตัวจ่ายไฟยังมีชุดของการสำรองข้อมูล รวมถึงเครื่องสำรองไฟหรือ UPS นี้ ให้พลังงานเพียงพอเพื่อใช้งานอุปกรณ์ต่อไปจนกว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในพื้นที่จะเริ่มทำงานในกรณีที่a ตัดไฟ.

เช่นเดียวกับอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ทั้งหมด ศูนย์ข้อมูลต้องการการระบายความร้อน ระบบ HVAC มักใช้ร่วมกับเครื่องลดความชื้นเพื่อให้แน่ใจว่ามีอากาศเย็น อากาศร้อนถูกดึงออกมา และอากาศจะไม่ชื้นเกินไป

ด้วยไฟฟ้าและความร้อนที่มาก จึงมีโอกาสเกิดไฟไหม้ได้เสมอ ระบบดับเพลิงเป็นระบบสากล แต่ไม่สามารถพึ่งพาระบบสปริงเกลอร์ได้ เนื่องจากจะทำให้เกิดความเสียหายต่อฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์ที่มีความละเอียดอ่อนมากพอๆ กับที่เกิดไฟไหม้

ข้อกำหนดและการเพิ่มประสิทธิภาพที่ละเอียดอ่อนเพิ่มเติม

แม้ว่าระบบดับเพลิงจะเป็นแบบสากลในศูนย์ข้อมูล แต่ก็ไม่สามารถเป็นแบบน้ำได้ เนื่องจากจะทำให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความอ่อนไหวเสียหายได้ โดยทั่วไปจะใช้ก๊าซเฉื่อยแทน ทางเลือกหลักเคยเป็น Halon จนกระทั่งพบว่ามีผลเสียต่อชั้นโอโซน ระบบสมัยใหม่มักใช้ไนโตรเจน แนวคิดนี้เป็นเพียงการทำให้ศูนย์ข้อมูลทั้งหมดเต็มไปด้วยไนโตรเจน ดันออกซิเจนที่จำเป็นสำหรับไฟให้เผาไหม้ผ่านช่องระบายแรงดันเกิน

แม้ว่าวิธีนี้จะมีประสิทธิภาพสูงในการดับไฟ แต่ก็เป็นอันตรายถึงชีวิตเช่นกัน ในบรรยากาศที่อุดมด้วยไนโตรเจน-ออกซิเจน-ไม่ดี คุณสามารถสลบจากภาวะขาดอากาศหายใจได้ในไม่กี่วินาที ไนโตรเจนไม่มีสี ไม่มีกลิ่น และรสจืด ดังนั้นจึงไม่มีคำเตือนถึงอันตราย ด้วยเหตุนี้ ระบบดับเพลิงจะส่งเสียงเตือนล่วงหน้าเพื่อเตือนให้ทุกคนที่อยู่ในนั้นออกไปทันทีหรือไปยังพื้นที่ปลอดภัยซึ่งติดตั้งถังออกซิเจนและหน้ากากช่วยหายใจ หลังจากช่วงเวลาสั้นๆ ที่ผู้คนจะไปถึงที่ปลอดภัย ก๊าซก็ถูกทิ้งลงในศูนย์ข้อมูลอย่างรวดเร็วเพื่อดับไฟ

ศูนย์ข้อมูลมักมีการยกระดับ สิ่งนี้ให้ข้อดีมากมาย ข้อได้เปรียบหลักคือในกรณีที่เกิดน้ำท่วม จะมีที่ว่างสำหรับน้ำที่เพิ่มขึ้นก่อนที่ความเสียหายจากน้ำจะเกิดขึ้นจริง พื้นยกยังอนุญาตให้เดินสายเคเบิลใต้พื้น อย่างไรก็ตาม หลายคนเลือกที่จะเดินสายเหนือศีรษะเพื่อให้เข้าถึงได้ง่ายขึ้น นอกจากนี้ยังเป็นวิธีที่สะดวกสำหรับการให้ลมเย็นเมื่อรวมกับกระเบื้องปูพื้นที่มีรูพรุน

ด้วยการวางตำแหน่งทางเดินของชั้นวางเซิร์ฟเวอร์ในทิศทางที่สลับกัน ทำให้สามารถสร้างทางเดินที่เย็นและร้อนได้ อากาศเย็นสามารถดึงออกจากทางเดินเย็นได้ และลมร้อนก็ระบายออกแล้วจึงนำออกจากทางเดินร้อน เลย์เอาต์นี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการจัดหาทรัพยากร HVAC

ไฮเปอร์สเกลเลอร์และโคโลเคชั่น

การนำโครงสร้างพื้นฐานทั้งหมดของศูนย์ข้อมูลไปใช้นั้นมีค่าใช้จ่ายสูง สิ่งนี้อาจเป็นเรื่องยากโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับบริษัทที่มีข้อมูลจำนวนมากและข้อกำหนดในการประมวลผล แต่ขณะนี้เงินทุนมีจำกัด นอกจากนี้ยังอาจเป็นปัญหาสำหรับบริษัทที่ไม่ต้องการพื้นที่เพียงพอที่จะปล่อยให้การประหยัดจากขนาดเพิ่มขึ้น เพื่อเติมเต็มช่องว่างนี้ในตลาด หลายบริษัทได้จัดตั้งศูนย์ข้อมูลที่มีความจุสูงเกินไป จากนั้นจึงให้เช่าบางส่วนของความจุนั้นให้กับบริษัทต่างๆ ศูนย์ข้อมูลที่มีผู้เช่าหลายรายเช่นนี้เรียกว่า colocation

โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อม colocation ความปลอดภัยเป็นสิ่งสำคัญ ด้วยข้อมูลที่อาจมีความละเอียดอ่อนจำนวนมากจากหลายฝ่าย ความปลอดภัยของเครือข่ายและทางกายภาพจึงมีความสำคัญ ศูนย์ข้อมูลต่างระมัดระวังอย่างมากในทั้งสองแห่ง โดยให้เครือข่ายแยกกันอย่างระมัดระวังไปยังไคลเอนต์แต่ละราย เพื่อไม่ให้ข้อมูลรั่วไหลผ่านเครือข่าย การเข้าถึงทางกายภาพมักจะซับซ้อนในการเตรียมการ ซึ่งมักจะต้องได้รับอนุญาตล่วงหน้า

การเข้าถึงตำแหน่งภายในโดยทั่วไปจะถูกจำกัดด้วยห้องล็อคที่แยกจากกัน และแม้กระทั่งกรงที่ถูกล็อคซึ่งมีชั้นวางเซิร์ฟเวอร์ขนาดเล็กกว่า “กับดักคน” เป็นคุณลักษณะที่เป็นประโยชน์ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วจะทำหน้าที่เหมือนล็อคอากาศ ทำให้การเข้าถึงถูกปฏิเสธอย่างรวดเร็วที่จุดเข้าออกโดยมีความเสี่ยงน้อยที่สุดต่อบุคลากร บันทึกการเข้าออกยังมีประโยชน์สำหรับวัตถุประสงค์ด้านความปลอดภัยอีกด้วย ดังนั้นเจ้าหน้าที่ความปลอดภัยจึงสามารถมั่นใจได้ว่าอาคารได้รับการอพยพอย่างเต็มที่ในกรณีที่เกิดเพลิงไหม้ เป็นต้น

ศูนย์ข้อมูลที่ใหญ่ที่สุดหลายแห่งเป็นของไฮเปอร์สเกลเลอร์ บริษัทเหล่านี้เป็นบริษัทเทคโนโลยีขนาดใหญ่ เช่น Google, Amazon และ Microsoft พวกเขาซื้อฮาร์ดแวร์จำนวนมาก และในบางกรณี ให้เช่าการเข้าถึงฮาร์ดแวร์ ในกรณีของพวกเขา การเข้าถึงมักจะทำเสมือนมากกว่าทางกายภาพ การจำลองเสมือนสามารถให้ประสิทธิภาพที่ดีขึ้นในการใช้ทรัพยากรระบบ และสามารถปรับขนาดได้ง่ายเมื่อจำเป็น

ที่ตั้งและปัจจัยอื่นๆ

ตำแหน่งของศูนย์ข้อมูลเป็นสิ่งสำคัญ สิ่งสำคัญคือต้องอยู่ใกล้แหล่งพลังงานขนาดใหญ่ ฮับโครงสร้างพื้นฐานเครือข่ายความเร็วสูง และโครงสร้างพื้นฐานการขนส่งทางกายภาพ ข้อควรพิจารณาอื่นๆ ได้แก่ อันตรายต่อสิ่งแวดล้อม เช่น แผ่นดินไหว ภูเขาไฟ น้ำท่วม และพายุเฮอริเคน สภาพภูมิอากาศก็เป็นปัจจัยสำคัญเช่นกัน ตำแหน่งที่เย็นกว่าจะมีอุณหภูมิของอากาศแวดล้อมที่ต่ำกว่า ซึ่งต้องการการระบายความร้อนน้อยลงก่อนที่จะส่งเข้าไปในศูนย์ข้อมูล ซึ่งจะช่วยลดต้นทุนการดำเนินงาน ในการทดสอบบางอย่าง ศูนย์ข้อมูลขนาดเล็กยังถูกวางไว้ใต้น้ำอีกด้วย พวกเขาใช้กระแสน้ำที่ไหลเย็นเพื่อให้ระบายความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพและถูกกว่า

ความเป็นโมดูลยังเป็นปัจจัยสำคัญอีกด้วย เมื่อเวลาผ่านไปฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์มีความก้าวหน้า และเทคโนโลยีในปัจจุบันก็ล้าสมัย ฮาร์ดแวร์ที่ล้าสมัยมักจะมีประสิทธิภาพน้อยกว่าและประหยัดพลังงานน้อยกว่า สิ่งนี้ต้องมีรอบการอัปเกรดปกติ โมดูลาร์ช่วยให้สามารถอัปเกรดได้อย่างต่อเนื่อง โดยกระจายค่าใช้จ่ายล่วงหน้าไปยังงบประมาณประจำปีหลายรายการ นอกจากนี้ยังช่วยให้ใช้งานได้อย่างต่อเนื่องโดยไม่มีการหยุดชะงักของบริการ แม้จะทำการอัปเกรดในวงกว้างก็ตาม

ความจุเป็นปัจจัยสำคัญเช่นกัน แม้ว่าศูนย์ข้อมูลขนาดใหญ่จะมีความคุ้มทุน แต่โดยทั่วไปแล้วจะมีราคาถูกลงอย่างเห็นได้ชัดเมื่อต้องการพื้นที่น้อยกว่า เจ้าของศูนย์ข้อมูล โดยเฉพาะไฮเปอร์สเกลเลอร์ มักใช้โชคไปกับสื่อจัดเก็บข้อมูลที่มีความหนาแน่นสูงมาก ตัวอย่างเช่น SSD ระดับองค์กร 1TB อาจมีราคาเท่ากับ HDD องค์กรขนาด 10TB และให้ประสิทธิภาพที่สูงกว่ามาก ถึงกระนั้น แร็คเซิร์ฟเวอร์และดิสก์เซิร์ฟเวอร์จำนวนมากก็จำเป็นเพื่อให้มีความจุรวมเท่ากัน

สิ่งนี้จะเพิ่มพื้นที่และบ่อยครั้งที่ค่าพลังงานและต้องการการระบายความร้อนเพิ่มเติม ฯลฯ การประหยัดจากขนาดนี้เป็นสาเหตุที่ทำให้มีไดรฟ์จัดเก็บข้อมูลขนาดใหญ่จำนวนมากที่มีราคาแพงมาก ไม่ได้มีไว้สำหรับผู้บริโภคทั่วไป พวกมันมีไว้สำหรับไฮเปอร์สเกลเซอร์ที่จะจ่ายเกือบทุกอย่างเพื่อประสิทธิภาพของพื้นที่ที่ดีขึ้น

บทสรุป

ศูนย์ข้อมูลเป็นลูกพี่ลูกน้องที่ใหญ่กว่าของห้องเซิร์ฟเวอร์ พวกเขารวมฮาร์ดแวร์การประมวลผลหลัก เช่น อุปกรณ์เครือข่าย ความจุในการจัดเก็บ พลังในการประมวลผล และฟังก์ชันของเซิร์ฟเวอร์ไว้ในที่เดียว ซึ่งช่วยให้ประหยัดต่อขนาดและทำให้การเชื่อมต่อง่ายขึ้น การออกแบบดาต้าเซ็นเตอร์มีปัจจัยหลายประการ อย่างไรก็ตาม ศูนย์ข้อมูลจะต้องมีขนาดใหญ่มากจึงจะสามารถใช้ประโยชน์จากการประหยัดจากขนาดได้อย่างแท้จริง

ในระดับนี้ โดยทั่วไปแล้วจะมีขนาดใหญ่กว่าที่บริษัทส่วนใหญ่ต้องการ ดังนั้นจึงสามารถให้เช่าพื้นที่ให้กับบริษัทขนาดเล็กได้ ทำให้เกิดข้อได้เปรียบทางเศรษฐกิจสำหรับทั้งสองฝ่าย ศูนย์ข้อมูลมักจะตั้งอยู่ในสิ่งอำนวยความสะดวกที่สร้างขึ้นเอง อย่างไรก็ตาม บางแห่งนำพื้นที่สำนักงานที่ไม่ได้ใช้กลับมาใช้ใหม่ และบางแห่งก็ตั้งอยู่ในบังเกอร์นิวเคลียสเก่าด้วย