漫談數(shù)據(jù)中心的演變和發(fā)展

數(shù)據(jù)中心如今已成為維系現(xiàn)代社會(huì)結(jié)構(gòu)的粘合劑，無(wú)論是用信用卡購(gòu)物、向朋友發(fā)送消息，還是訂購(gòu)比薩餅，實(shí)際上人們每天所做的事情都由數(shù)據(jù)中心提供支持。

但是目前依賴的數(shù)據(jù)中心與過(guò)去的技術(shù)相去甚遠(yuǎn)。自從上世紀(jì)50年代數(shù)字計(jì)算開(kāi)始邁出第一步以來(lái)，發(fā)生了不可估量的變化。這些年來(lái)，數(shù)據(jù)中心的處理能力和存儲(chǔ)容量呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，支持現(xiàn)代應(yīng)用程序所需的基礎(chǔ)設(shè)施也變得越來(lái)越復(fù)雜。

這些進(jìn)步是由企業(yè)和消費(fèi)者不斷增長(zhǎng)的需求驅(qū)動(dòng)的。首先，互聯(lián)網(wǎng)的誕生導(dǎo)致在線服務(wù)消費(fèi)量呈爆炸式增長(zhǎng)，這就要求數(shù)據(jù)中心必須提供的處理能力和容量大幅增加。不久之后，對(duì)服務(wù)器處理能力的需求使第三方提供商應(yīng)運(yùn)而生，他們將在數(shù)據(jù)中心設(shè)施中托管用戶的服務(wù)器，從而消除了用戶自己建立內(nèi)部數(shù)據(jù)中心的初期費(fèi)用和持續(xù)的管理費(fèi)用。最終，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和連接性的提高，這被云計(jì)算技術(shù)所取代，即用戶租用的空間不是數(shù)據(jù)中心，而是服務(wù)器本身。

云計(jì)算一直是數(shù)據(jù)中心變革的主要催化劑。不僅由于其崛起使許多運(yùn)營(yíng)模式發(fā)生了根本性轉(zhuǎn)變，而且還推動(dòng)了多租戶系統(tǒng)、快速存儲(chǔ)和人工智能應(yīng)用程序等技術(shù)的進(jìn)步。

處理

數(shù)據(jù)中心技術(shù)最根本的變化之一是在2000年左右多核處理器的出現(xiàn)。通過(guò)將兩個(gè)或多個(gè)核心處理器安裝到單個(gè)芯片上，可以從根本上提高數(shù)據(jù)中心硬件的整體性能，從而可以采用更少的服務(wù)器運(yùn)行相同的工作負(fù)載。

多核處理器還為虛擬化帶來(lái)了巨大的優(yōu)勢(shì)，這一直是數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)增長(zhǎng)的關(guān)鍵。因?yàn)槊總€(gè)核心處理器可以與其他核心處理器并行運(yùn)行，所以多核處理器系統(tǒng)可以同時(shí)運(yùn)行大量虛擬機(jī)，而性能卻下降很少，從而極大地增加了可以同時(shí)運(yùn)行的應(yīng)用程序數(shù)量。

容器化技術(shù)也產(chǎn)生了類似的影響。每個(gè)虛擬機(jī)可以在其中托管多個(gè)容器，每個(gè)容器可以托管自己的應(yīng)用程序。這使數(shù)據(jù)中心可以成倍地增加其應(yīng)用程序容量。除了引領(lǐng)多核處理器技術(shù)的不斷發(fā)展，英特爾公司一直是開(kāi)發(fā)虛擬化和容器技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者，與工程合作伙伴一起努力使容器和虛擬機(jī)變得更輕、更快、更靈活。

冷卻

數(shù)據(jù)中心設(shè)備功能強(qiáng)大，但都會(huì)產(chǎn)生大量熱量。不幸的是，服務(wù)器處理器是高度敏感的，必須將其保持在一定溫度以下才能確保好性能。為了維持這種狀態(tài)，數(shù)據(jù)中心必須依靠復(fù)雜且昂貴的冷卻系統(tǒng)嚴(yán)格控制環(huán)境溫度，而冷卻系統(tǒng)通常是數(shù)據(jù)中心第二大電力消耗者。

盡管仍然需要冷卻系統(tǒng)，但是英特爾公司在處理器技術(shù)上的不斷進(jìn)步使服務(wù)器的核心處理器具有更高的熱效率，產(chǎn)生的熱量更少，因此需要的冷卻能耗也更少。最重要的是，該公司還于2011年在其服務(wù)器芯片中引入了傳感器，從而使數(shù)據(jù)中心管理人員可以測(cè)量數(shù)據(jù)中心內(nèi)的溫度和氣流。這使他們能夠更好地識(shí)別熱點(diǎn)和冷點(diǎn)，并根據(jù)溫度對(duì)新機(jī)架和設(shè)備的放置進(jìn)行建模。

除了防止代價(jià)高昂的停機(jī)之外，提高了數(shù)據(jù)中心的整體熱效率，還能延長(zhǎng)服務(wù)器本身的使用壽命，并減少所需的整體冷卻量，從而為數(shù)據(jù)中心管理人員節(jié)省運(yùn)營(yíng)冷卻設(shè)施所產(chǎn)生的大量成本。

電源

英特爾公司還穩(wěn)步提高了其數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品的能效。諸如Xeon可擴(kuò)展系列之類的新型核心處理器，可以提供比前幾代產(chǎn)品更高的性能，同時(shí)消耗更少的電能。隨著冷卻性能的提高，這減少了數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商的運(yùn)營(yíng)成本，并允許更多的核心處理器被封裝到芯片中。

這意味著，企業(yè)可以從相同的資源中獲取更多的計(jì)算能力，而無(wú)需投資更多的機(jī)柜、增加的功耗或更多的冷卻?？臻g效率也是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題;數(shù)據(jù)中心空間通常需求量很大，因此可以集成到單個(gè)機(jī)架中的物理組件越多越好。

存儲(chǔ)

通過(guò)與Micron公司的合作，英特爾公司在推進(jìn)存儲(chǔ)技術(shù)方面發(fā)揮了重要作用，其中包括引入數(shù)據(jù)條帶技術(shù)以提高性能，并開(kāi)創(chuàng)高可靠性企業(yè)級(jí)驅(qū)動(dòng)器的先河。它還領(lǐng)導(dǎo)了開(kāi)發(fā)NVMe技術(shù)的工作組，最近還共同開(kāi)發(fā)了3D Xpoint內(nèi)存技術(shù)，為低延遲工作負(fù)載提供了無(wú)與倫比的速度。英特爾公司的Optane系列內(nèi)存和存儲(chǔ)產(chǎn)品，所有這些產(chǎn)品都由3D Xpoint提供支持。

所有這些變化、發(fā)展和進(jìn)步的最終結(jié)果都是現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心，它們能夠支持復(fù)雜的、云原生工作負(fù)載。支持單個(gè)應(yīng)用程序的單片大型機(jī)時(shí)代已經(jīng)一去不復(fù)返了。現(xiàn)在，數(shù)據(jù)中心承載數(shù)百臺(tái)復(fù)雜的多核處理器的服務(wù)器，每臺(tái)服務(wù)器都使用高級(jí)軟件定義的網(wǎng)絡(luò)和低延遲固態(tài)存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)器，為數(shù)百萬(wàn)個(gè)同時(shí)進(jìn)行的應(yīng)用程序和進(jìn)程提供動(dòng)力。

當(dāng)前標(biāo)題：漫談數(shù)據(jù)中心的演變和發(fā)展
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