ศูนย์ข้อมูลคืออะไร?

ในขณะที่ความต้องการของคุณสำหรับคอมพิวเตอร์ที่บ้านหรือที่ทำงานอาจดูสมเหตุสมผล หรือแม้แต่ระดับไฮเอนด์ ขึ้นอยู่กับกรณีการใช้งานของคุณ ซึ่งเทียบไม่ได้กับพลังการประมวลผลและความจุในการจัดเก็บข้อมูลที่บริษัทขนาดใหญ่ต้องการ แม้แต่บริษัทที่มีขนาดเหมาะสมก็ยังมีข้อกำหนดในการจัดเก็บข้อมูลในระดับหลายสิบถึงหลายร้อยเทราไบต์

แทนที่จะกระจายข้อมูลนี้ไปยังอุปกรณ์ของผู้ใช้ปลายทางเท่านั้น ซึ่งอาจปิดหรือไม่เชื่อมต่อจากเครือข่าย ข้อมูลส่วนใหญ่จะถูกจัดเก็บไว้ในสภาพแวดล้อมแบบรวมศูนย์ ในสภาพแวดล้อมที่เล็กกว่านี้ อาจเป็นห้องเซิร์ฟเวอร์ ถึงกระนั้น พวกเขายังถูกเรียกว่าศูนย์ข้อมูลเมื่อความจุจำเป็นต้องปรับขนาดให้สูงกว่าห้องขนาดเล็ก

วัตถุประสงค์และข้อดีของศูนย์ข้อมูลคืออะไร?

ศูนย์ข้อมูลมีวัตถุประสงค์เพื่อเป็นที่เก็บข้อมูลส่วนกลางที่พร้อมใช้งานอย่างสม่ำเสมอ เนื่องจากความต้องการพื้นที่จัดเก็บและการใช้งานของอุปกรณ์เครือข่ายและเซิร์ฟเวอร์โดยพื้นฐานแล้วเหมือนกันกับเซิร์ฟเวอร์ดิสก์ที่มีข้อมูลดิบ ฮาร์ดแวร์นี้จึงมักถูกจัดกลุ่มไว้ด้วยกัน

การจัดกลุ่มโครงสร้างพื้นฐานเครือข่ายหลักเข้าด้วยกันทำให้การทำงานหลักหลายอย่างง่ายขึ้นและมีประสิทธิภาพมากขึ้น ปัจจัยหลักประการหนึ่งคือการเชื่อมต่อ ด้วยเซิร์ฟเวอร์ ข้อมูล และโครงสร้างพื้นฐานเครือข่ายทั้งหมดในที่เดียว การเชื่อมต่อทั้งหมดเข้าด้วยกันอย่างมีประสิทธิภาพจึงเป็นเรื่องง่าย เวลาแฝงและแบนด์วิธจะปรับให้เหมาะสมได้ง่ายกว่าในระยะทางสั้นๆ ทำให้เครือข่ายมีประสิทธิภาพสูงสุด ข้อดีอีกอย่างคือ การเดินสายเคเบิลจะสั้นกว่า ดังนั้นจึงถูกกว่าหากฮาร์ดแวร์ทั้งหมดมีการกระจายมากกว่า

ฮาร์ดแวร์การประมวลผลหลักยังต้องการโครงสร้างพื้นฐานภายนอกเพื่ออำนวยความสะดวกในการทำงานที่ปลอดภัยและต่อเนื่อง พลังงาน ระบบระบายความร้อน การเชื่อมต่อ และระบบความปลอดภัยที่วางใจได้ล้วนมีราคาแพง อย่างไรก็ตาม ราคาจะแพงกว่าหากคุณต้องทำซ้ำแทนที่จะติดตั้งชุดใหญ่เพียงชุดเดียว

Data Center ต้องการอะไร?

ส่วนหลักของศูนย์ข้อมูลคือฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์จริง ซึ่งมักจะมาในรูปแบบของชั้นวางเซิร์ฟเวอร์ แต่ละชั้นมีขนาดมาตรฐานและสามารถรองรับอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ขนาดมาตรฐานได้หลายเครื่อง อุปกรณ์จริงมักจะอธิบายเป็นขนาด "U" โดย "U" เป็นหน่วยความสูงมาตรฐาน ชั้นวางเซิร์ฟเวอร์ส่วนใหญ่สูง 42 หรือ 48U โดยชั้นวาง 48U เรียกอีกอย่างว่าชั้นวางเจ็ดฟุต แม้ว่าฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์บางรุ่นจะมีขนาด 1U แต่อุปกรณ์ส่วนใหญ่จะมีขนาด 2U หรือ 3U แม้ว่าบางรุ่นอาจสูงกว่านั้นมาก

ข้อมูลในศูนย์ข้อมูลจำเป็นต้องเข้าถึงได้โดยทั่วไปตลอดเวลา ด้วยเหตุนี้จึงคาดว่าเครือข่ายความเร็วสูงทั้งภายในและภายนอก นอกจากนี้ ศูนย์ข้อมูลได้รับการออกแบบให้มีระบบสำรองและระบบสำรองเพื่อให้มีความต่อเนื่องในกรณีที่เกิดเหตุการณ์ที่เหมาะสมที่สุด

หากอุปกรณ์ใดอุปกรณ์หนึ่งล้มเหลว ศูนย์ข้อมูลได้รับการออกแบบให้มีเซิร์ฟเวอร์ ที่เก็บข้อมูล และฮาร์ดแวร์เครือข่ายสำรอง อุปกรณ์สำรองสามารถหยิบฟังก์ชันการทำงานได้ทันที แหล่งจ่ายไฟยังมีชุดของการสำรองข้อมูล รวมทั้งเครื่องสำรองไฟหรือ UPS ซึ่งจะทำให้มีพลังงานเพียงพอที่จะใช้งานอุปกรณ์ต่อไปได้จนกว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในท้องถิ่นจะเริ่มทำงานในกรณีที่ไฟดับ

เช่นเดียวกับอุปกรณ์คอมพิวเตอร์อื่นๆ ศูนย์ข้อมูลต้องการการระบายความร้อน ระบบ HVAC มักใช้ร่วมกับเครื่องลดความชื้นเพื่อให้แน่ใจว่ามีอากาศเย็น อากาศร้อนถูกดึงออก และอากาศไม่ชื้นเกินไป

เมื่อมีไฟฟ้าและความร้อนมาก มีโอกาสเกิดไฟไหม้ได้เสมอ ระบบดับเพลิงเป็นแบบสากล แต่ไม่สามารถพึ่งพาระบบสปริงเกลอร์ได้ เนื่องจากจะทำให้ฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์ที่บอบบางได้รับความเสียหายมากพอๆ กับไฟไหม้

ข้อกำหนดและการเพิ่มประสิทธิภาพที่ละเอียดยิ่งขึ้น

แม้ว่าระบบดับเพลิงจะเป็นแบบสากลในศูนย์ข้อมูล แต่ก็ไม่สามารถใช้น้ำได้ เนื่องจากจะทำให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความละเอียดอ่อนเสียหายได้ โดยทั่วไปจะใช้ก๊าซเฉื่อยแทน ทางเลือกหลักคือฮาลอนจนกระทั่งพบว่าไม่เป็นอันตรายต่อชั้นโอโซน ระบบสมัยใหม่มักใช้ไนโตรเจน แนวคิดนี้เป็นเพียงการทำให้ศูนย์ข้อมูลทั้งหมดเต็มไปด้วยไนโตรเจน ผลักดันออกซิเจนที่จำเป็นสำหรับไฟให้เผาไหม้ผ่านช่องระบายแรงดันเกิน

แม้ว่าสิ่งนี้จะมีประสิทธิภาพสูงในการดับไฟ แต่ก็เป็นอันตรายถึงชีวิตเช่นกัน ในบรรยากาศที่มีไนโตรเจนมาก ออกซิเจนน้อย คุณสามารถสลบได้ภายในไม่กี่วินาที ไนโตรเจนไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ไม่มีรส ดังนั้นจึงไม่มีคำเตือนถึงอันตราย ด้วยเหตุนี้ ระบบดับเพลิงจึงส่งเสียงเตือนล่วงหน้าเพื่อเตือนทุกคนที่อยู่ภายในให้ออกไปทันทีหรือไปยังพื้นที่ปลอดภัยที่ติดตั้งถังออกซิเจนและหน้ากากหายใจ หลังจากผู้คนได้รับความปลอดภัยในช่วงเวลาสั้น ๆ ก๊าซก็จะถูกทิ้งลงในศูนย์ข้อมูลอย่างรวดเร็วเพื่อดับไฟ

ศูนย์ข้อมูลมักจะมีพื้นสูง สิ่งนี้ให้ประโยชน์มากมาย ข้อได้เปรียบหลักคือในกรณีน้ำท่วม มีพื้นที่มากขึ้นสำหรับน้ำที่เพิ่มขึ้นก่อนที่ความเสียหายจากน้ำจะเกิดขึ้นจริง พื้นยกยังช่วยให้เดินสายใต้พื้นได้ อย่างไรก็ตาม หลายคนเลือกที่จะใช้สายเคเบิลเหนือศีรษะเพื่อให้เข้าถึงได้ง่ายขึ้น นอกจากนี้ยังเป็นวิธีที่สะดวกในการให้ลมเย็นเมื่อใช้ร่วมกับกระเบื้องปูพื้นที่มีรูพรุน

ศูนย์ข้อมูลอนุญาตให้ใช้สายสั้นและมักจะใช้สายที่ยาวขึ้นเหนือศีรษะ

การวางตำแหน่งทางเดินของชั้นวางเซิร์ฟเวอร์ในทิศทางสลับกัน คุณสามารถสร้างทางเดินเย็นและร้อนได้ สามารถดึงอากาศเย็นจากช่องทางเดินเย็น และลมร้อนสามารถระบายออกแล้วถูกระบายออกจากช่องทางเดินร้อน เลย์เอาต์นี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการจัดสรรทรัพยากร HVAC

ไฮเปอร์สเกลเลอร์และโคโลเคชั่น

การติดตั้งโครงสร้างพื้นฐานทั้งหมดของศูนย์ข้อมูลมีค่าใช้จ่ายสูง สิ่งนี้อาจเป็นเรื่องยากโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับบริษัทที่มีข้อกำหนดด้านข้อมูลและการประมวลผลจำนวนมาก แต่ปัจจุบันมีเงินทุนจำกัด นอกจากนี้ยังอาจเป็นปัญหาสำหรับบริษัทที่ไม่ต้องการพื้นที่เพียงพอสำหรับการประหยัดจากขนาด เพื่อเติมเต็มช่องว่างนี้ในตลาด หลายบริษัทได้จัดตั้งศูนย์ข้อมูลที่มีความจุขนาดใหญ่เกินไป แล้วเช่าพื้นที่บางส่วนของความจุดังกล่าวเพื่อ บริษัท. ศูนย์ข้อมูลที่มีผู้เช่าหลายรายเช่นนี้เรียกว่าโคโลเคชั่น

โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อม colocation การรักษาความปลอดภัยเป็นสิ่งสำคัญ ด้วยข้อมูลที่อาจละเอียดอ่อนจำนวนมากจากหลายฝ่าย ความปลอดภัยของเครือข่ายและทางกายภาพจึงมีความสำคัญ ศูนย์ข้อมูลมีความระมัดระวังอย่างมากเกี่ยวกับทั้งสองอย่าง โดยจัดเตรียมเครือข่ายที่แยกจากกันอย่างระมัดระวังกับไคลเอนต์แต่ละราย ดังนั้นจะไม่มีการรั่วไหลของข้อมูลผ่านเครือข่าย การเข้าถึงทางกายภาพมักมีความซับซ้อนในการเตรียมการ โดยมักต้องได้รับอนุญาตล่วงหน้า

การเข้าถึงตำแหน่งภายในมักถูกจำกัดด้วยห้องล็อกแยกและแม้แต่กรงล็อกที่มีชั้นวางเซิร์ฟเวอร์ขนาดเล็ก “กับดักคน” เป็นคุณสมบัติที่มีประโยชน์ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วทำหน้าที่เหมือนล็อคอากาศ ทำให้สามารถปฏิเสธการเข้าถึงได้อย่างรวดเร็ว ณ จุดที่ทางเข้าโดยมีความเสี่ยงต่อบุคลากรน้อยที่สุด บันทึกการเข้าถึงยังมีประโยชน์สำหรับวัตถุประสงค์ด้านความปลอดภัย เพื่อให้เจ้าหน้าที่ความปลอดภัยสามารถมั่นใจได้ว่าอาคารได้รับการอพยพทั้งหมดในกรณีที่เกิดไฟไหม้ เป็นต้น

ศูนย์ข้อมูลมักจะมีการรักษาความปลอดภัยทางกายภาพหลายชั้น รวมถึงกรงรอบชั้นวางเซิร์ฟเวอร์

ศูนย์ข้อมูลที่ใหญ่ที่สุดหลายแห่งเป็นเจ้าของโดยไฮเปอร์สเกลเลอร์ เหล่านี้คือบริษัทเทคโนโลยีขนาดใหญ่ เช่น Google, Amazon และ Microsoft พวกเขาซื้อฮาร์ดแวร์จำนวนมหาศาลและในบางกรณีก็เช่าเพื่อเข้าถึง ในกรณีของพวกเขา การเข้าถึงมักจะเป็นแบบเสมือนจริงมากกว่าทางกายภาพ การจำลองเสมือนสามารถให้ประสิทธิภาพที่ดีขึ้นในการใช้ทรัพยากรระบบ และช่วยให้ปรับขนาดได้ง่ายเมื่อจำเป็น

สถานที่และปัจจัยอื่นๆ

ตำแหน่งของศูนย์ข้อมูลเป็นสิ่งสำคัญ สิ่งสำคัญคือต้องอยู่ใกล้แหล่งพลังงานขนาดใหญ่ ฮับโครงสร้างพื้นฐานเครือข่ายความเร็วสูง และโครงสร้างพื้นฐานการขนส่งทางกายภาพ ข้อพิจารณาอื่นๆ ได้แก่ อันตรายต่อสิ่งแวดล้อม เช่น แผ่นดินไหว ภูเขาไฟ น้ำท่วม และพายุเฮอริเคน สภาพภูมิอากาศก็เป็นปัจจัยสำคัญเช่นกัน ตำแหน่งที่เย็นกว่าจะมีอุณหภูมิอากาศแวดล้อมต่ำกว่า ทำให้ต้องการความเย็นน้อยลงก่อนที่จะส่งเข้าสู่ศูนย์ข้อมูล ซึ่งช่วยลดต้นทุนการดำเนินงาน ในการทดสอบบางครั้ง ศูนย์ข้อมูลขนาดเล็กได้ถูกวางไว้ใต้น้ำด้วยซ้ำ พวกเขาใช้กระแสน้ำที่ไหลเย็นเพื่อให้ความเย็นมีประสิทธิภาพมากขึ้นและราคาถูกลง

ความเป็นโมดูลเป็นปัจจัยที่สำคัญเช่นกัน เมื่อเวลาผ่านไปความก้าวหน้าของฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์และเทคโนโลยีปัจจุบันก็ล้าสมัย ฮาร์ดแวร์ที่ล้าสมัยมักจะมีประสิทธิภาพน้อยกว่าและประหยัดพลังงานน้อยกว่า สิ่งนี้จำเป็นต้องมีวงจรการอัพเกรดปกติ โมดูลาร์ช่วยให้สามารถอัพเกรดได้อย่างต่อเนื่อง กระจายค่าใช้จ่ายล่วงหน้าไปยังงบประมาณประจำปีหลายรายการ นอกจากนี้ยังให้เวลาทำงานอย่างต่อเนื่องโดยไม่มีการหยุดชะงักของบริการ แม้ในขณะที่ทำการอัปเกรดขนาดใหญ่

ความจุก็เป็นปัจจัยสำคัญเช่นกัน แม้ว่าศูนย์ข้อมูลขนาดใหญ่จะประหยัดต้นทุนได้ แต่โดยทั่วไปแล้วราคาถูกกว่าอย่างเห็นได้ชัดหากต้องการพื้นที่น้อยลง เจ้าของศูนย์ข้อมูล โดยเฉพาะไฮเปอร์สเกลเลอร์มักจะใช้โชคไปกับสื่อจัดเก็บข้อมูลที่มีความหนาแน่นสูงมาก ตัวอย่างเช่น SSD สำหรับองค์กรขนาด 1TB อาจมีราคาเท่ากับ HDD สำหรับองค์กรขนาด 10TB และให้ประสิทธิภาพที่สูงกว่ามาก ยังคงต้องการแร็คเซิร์ฟเวอร์และดิสก์เซิร์ฟเวอร์เพิ่มเติมอีกจำนวนมากเพื่อให้ความจุพื้นที่เก็บข้อมูลทั้งหมดเท่าเดิม

สิ่งนี้จะเพิ่มพื้นที่และมักจะเสียค่าไฟและต้องการการระบายความร้อนเพิ่มเติม เป็นต้น การประหยัดต่อขนาดนี้เป็นเหตุผลว่าทำไมจึงมีไดรฟ์จัดเก็บข้อมูลขนาดใหญ่จำนวนมากที่มีราคาแพงมาก ไม่ได้มีไว้สำหรับผู้บริโภคทั่วไป มีไว้สำหรับไฮเปอร์สเกลเลอร์ที่จะจ่ายเกือบทุกอย่างเพื่อประสิทธิภาพพื้นที่ที่ดีขึ้น

บทสรุป

ศูนย์ข้อมูลเป็นลูกพี่ลูกน้องที่ใหญ่กว่าของห้องเซิร์ฟเวอร์ พวกเขารวมฮาร์ดแวร์การประมวลผลหลัก เช่น อุปกรณ์เครือข่าย ความจุของที่เก็บข้อมูล พลังการประมวลผล และฟังก์ชันการทำงานของเซิร์ฟเวอร์ไว้ในที่เดียว สิ่งนี้ช่วยให้การประหยัดจากขนาดเริ่มต้นขึ้นและทำให้การเชื่อมต่อง่ายขึ้น การออกแบบศูนย์ข้อมูลมีปัจจัยการออกแบบมากมาย อย่างไรก็ตาม ศูนย์ข้อมูลจะต้องมีขนาดใหญ่เพื่อใช้ประโยชน์จากการประหยัดต่อขนาดอย่างแท้จริง

ในระดับนี้ โดยทั่วไปแล้วพื้นที่เหล่านี้มีขนาดใหญ่กว่าที่บริษัทส่วนใหญ่ต้องการมาก ดังนั้นจึงสามารถเช่าพื้นที่ให้กับบริษัทขนาดเล็กได้ ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบทางเศรษฐกิจสำหรับทั้งสองฝ่าย ศูนย์ข้อมูลมักจะตั้งอยู่ในสิ่งอำนวยความสะดวกที่สร้างขึ้นเอง อย่างไรก็ตาม บางแห่งนำพื้นที่สำนักงานที่ไม่ได้ใช้งานกลับมาใช้ใหม่ และบางแห่งตั้งอยู่ในหลุมหลบภัยนิวเคลียร์เก่าที่สร้างใหม่