超大规模数据中心的数量正在迅速增长。

超大规模数据中心几乎就像它听起来的那样：一个可过度扩展并快速满足新的大规模增长需求的数据中心。

这些数据中心旨在处理比企业数据中心更多的数据，并具有各种功能使其与众不同。与企业或小型数据中心相比，在如何设计和维护方面也存在一些挑战，例如先进的自动化和较大的正常运行时间需求。

什么是超大规模数据中心？

就其性质而言，数据中心被设计为大规模运行，并且通常容纳数十甚至数百个物理服务器和虚拟机。超大规模数据中心本质上是下一个级别-它可以支持数千台服务器和数百万个虚拟机。The Business Research Company的分析师报告预测，全球超大规模数据中心市场将从2022年的357.2亿美元增长到2027年的767.3亿美元，年复合增长率为16.5%。

超大规模计算采用精简的连接方法，将计算、存储和虚拟化层结合到单个计算环境中。基础设施水平连接服务器以最大化硬件，并通过负载均衡器监控设施需要处理的数据量。

简而言之，超大规模数据中心架构被设计为异常精简和敏捷。这使你能够跨基础架构共享处理负载，并根据需要快速添加或删除服务器或其他资源以满足容量需求。

超大规模数据中心的主要功能

超大规模架构的方法可能因提供商而异，尤其是当大型企业尝试最有效的方法时。大多数超大规模数据中心有一些共同功能，包括：

• 大型站点位置。 由于超大规模数据中心可以支持数千台服务器，因此它们往往比普通数据中心大得多。据IDC称，典型的设施至少为10000平方英尺，其中一些真正庞大的设施达到数十万甚至数百万平方英尺。
• 高密度服务器机架。 更大的空间并不是将更多服务器装入超大规模设施的唯一方法。大多数还使用专门的高密度服务器机架。这些服务器机架更宽，可以容纳更多组件，例如电源和硬盘驱动器，这些机架有足够的空间供工程师更换它们并根据需要进行定制。据IDC称，大多数超大规模企业至少有5000台服务器。
• 强大的能源资源。 由于需要支持如此多的设备，超大规模设施需要大量的电力。一些设施消耗整千兆瓦的电力，这足以为一个小城市供电。超大规模企业投资于最先进的电力供应商和暖通空调系统，以实现更高效的冷却。超大规模数据中心通常也建在电力便宜的地区，远离关键电网。
• 分解和模块化。 定制和更换组件的能力是超大规模设施和设备灵活性的关键。这需要致力于个性化配置，这很昂贵，但其结果是高度改进的模块化，这使得在短时间内调整基础设施和设备变得更加容易。
• 自动化。 鉴于这些数据中心的规模庞大，手动监控根本不可行。很多超大规模企业严重依赖自动化工具来分配资产、优化工作负载、监控和修复系统等。

超大规模数据中心的优势

与传统数据中心相比，借助这些功能，它们可以通过多种方式转化为实际优势：

• 灵活性和可扩展性。 超大规模企业的最大优势是能够水平横向扩展，也可以纵向扩展。这样可以更好地平衡工作负载和卓越的资源预配。随着需求的增加或减少，无论规模如何，超大规模数据中心都可以轻松调整和匹配该需求。
• 减少停机时间。 由于超大规模企业非常关注自动化，并且他们手头有非常多的资源，因此可减少停机时间。这个环境受到完全控制，以至于它们可以自动从各种问题中恢复。如果需求突然激增，超大规模企业可以满足这些需求。还设置很多冗余，以不惜一切代价保持正常运行时间。
• 提高效率。 从运营到冷却，超大规模数据中心旨在以最高效率运行。而且，由于自动化程度的提高，他们可能不需要那么多的员工来管理。
• 先进的技术。 随着大型企业在超大规模架构上的发展和迭代，他们开创的技术和最佳实践有望渗透到较小的数据中心。反过来，这将使所有数据中心能够更好地利用其物理空间，更快地配置资源并减少其电力使用。
• 即用即付定价。 对于超大规模客户，服务可以更加灵活。超大规模数据中心可以支持高水平的服务，并随着需求的增加而扩展。

超大规模数据中心的挑战

超大规模数据中心的很多功能也代表超大规模的最大挑战，包括空间、功耗和先进技术。

土地和气候限制

首先，超大规模数据中心需要大量土地，在电力便宜且稳定的地区。超大规模数据中心也不能在经常有恶劣天气的地方，恶劣天气可能会使整个系统瘫痪，更不用说需要分层安全性来防止网络攻击和不合规行为。

配置困难

定制化也是一个挑战。超大规模计算环境仍处于起步阶段。它们几乎需要每个方面进行个性化和配置，这需要大量的前期专业知识。对于建立超大规模数据中心的企业，除了需要先进的硬件和布线外，还需要投资广泛的研发。虽然从长远来看，自动化可以消除对人类专业知识的需求，但现代自动化工具可能既昂贵又难以部署。

过度建造或建设不足的风险

数据中心可能会过度构建或构建不足。在前一种情况下，企业可能有闲置的资源、未充分利用的机器，甚至是当时是新的但在使用时已经过时的设备。建筑不足可能导致机器过载和大规模系统故障。

现有超大规模数据中心示例

全球近一半的超大规模数据中心位于美国。最大的设施属于云提供商，包括微软、亚马逊、谷歌、IBM和Meta。根据Synergy研究小组的数据，2021年至少有700个超大规模数据中心。

中国市场也在快速增长，目前拥有一些最大的超大规模数据中心。例如，位于呼和浩特的内蒙古信息中心设施占地1070万平方英尺，是世界上最大的数据中心之一。还有位于中国廊坊的润泽国际信息港，面积为660万平方英尺。

其他已经或计划建立超大规模设施的公司包括苹果、Twitter、eBay、腾讯、甲骨文和阿里巴巴。随着市场的增长，未来几年可能会开放更多这样的设施（可能是数百个）可能会开放。

紧跟发展步伐，为超大规模做好准备

支持数据中心的超大规模计算存在相当大的挑战，这意味着只有该领域最大的参与者才能负担得起、建造和维护这些设施。但是，随着技术和最佳实践的渗透，数据中心管理员应及时了解超大规模计算的最新进展和趋势。

快速发展加速超大规模的未来，通过跟上其快速发展，所有数据中心都可以从推动该领域向前发展的先驱者中受益。