什么是超大规模数据中心?线索就在这个名字里：超大规模数据中心是由具有巨大数据处理和存储需求的公司建造的大型设施。这些公司可能直接从设备支持的应用程序或网站获得收入，或向第三方出售技术管理服务。

　　随着越来越少的公司运行自己的IT系统，倾向于远程管理或完全外包运营，以及应对互联网公司、5G、AI和物联网(IoT)部署的增长，超大规模设施天生就满足了对云服务日益增长的需求，是为世界上许多数字系统提供动力的中心站点。

　　超大规模数据中心的定义特征之一是能够扩展以满足快速增长的需求，通常是每年几兆瓦。因为它的设计是根据快速部署的需要而定义的，所以从服务器、存储、机架机箱、电源和冷却系统等所有方面通常都是标准化的，以简化安装、提高效率和降低成本。

　　超大规模数据中心属于谁?

　　超大规模市场的巨大资本需求决定了只有少数几个超大规模数据中心运营商，即亚马逊、Facebook/Meta、苹果、谷歌、IBM和微软。此外，还有一些批发托管和数据中心开发公司，如Equinix和Digital Realty，可以满足他们的需求。

　　因此，具有超大规模需求的公司要么建造自己的设施，要么从这些专业提供商那里租赁基础设施。然而，即使在租赁设施时，超大规模客户通常也拥有并运营自己的网络设备。

　　许多超大型设施都是单租户，在整个站点上运行单个应用程序。其他是多租户。市场的这一比例正在增长，因为从超标量设备租赁空间或依赖云基础设施被视为更快、更方便的选择，允许更好地进入主要市场。

　　超大规模数据中心市场的价值是多少?

　　虽然数量远低于数据中心总数，但超大规模市场在其处理的数据份额以及对整个数据中心市场的贡献方面的价值要高得多。

　　根据思科的数据，尽管市场份额不到10%，但在2020年处理的所有数据中，有一半以上是通过超大型设施处理的。

　　根据Arizton Advisory and Intelligence的数据，2021仅美国超规模市场的价值就达515亿美元，预计到2027年将达到630亿美元。

　　超大规模数据中心在哪里?

　　由于超大规模客户越来越担心延迟问题，开发和投资通常集中在中心位置，即所谓的一级市场。

　　在美国，一级市场包括北弗吉尼亚州;硅谷;达拉斯;芝加哥凤凰纽约和亚特兰大。在欧洲、中东和非洲，你有所谓的FLAP市场——法兰克福、伦敦、阿姆斯特丹和巴黎，以及都柏林和马德里。亚太地区的一级市场包括大东京、新加坡、悉尼和香港。

　　然而，如果能够实现强大的连通性，超大规模公司可以选择位于农村地区，那里有最可靠的能源供应和负担得起的土地。

　　在欧洲、中东和非洲地区，这往往是北欧和爱尔兰，在北美，像俄勒冈州和俄亥俄州这样的地区。

　　超大规模数据中心运营商通常有多个可用区，每个可用区包括多个数据中心，跨越多个州、国家或地区，通过专用网络连接。

　　例如，谷歌在全球共有33个“云区域”，其中美国有10个，欧洲有9个。

　　超大规模数据中心有多大?

　　人们的共识是，任何包含5000台服务器的数据中心，其占地面积至少为10000平方英尺(930平方米)，容量至少为40MW，都算得上是一个超大规模设施(任何较小的都被视为企业数据中心)，但它们往往要大得多。

　　例如，苹果在亚利桑那州价值20亿美元的Mesa数据中心占地130万平方英尺(120773平方米)。谷歌的Council Bluffs数据中心占地200多万平方英尺(185806平方米)，电力容量超过100MW。

　　超大规模数据中心的内部与其他数据中心的不同之处是什么?

　　由于超大规模的数据中心如此之大，它们的设计与其他数据中心不同，不仅便于轻松、快速地部署，还可以减少能耗、用水，并将停机风险降至最低。

　　因此，这一领域的公司通常会开发自己的硬件，以及电源、冷却和安全系统，最终也会进入企业设施。

　　硬件

　　开源硬件组织，如由Facebook牵头的开放计算项目(OCP)，已经推出了新的机架设计，与专有型号相比，功率密度有了显著提高。

　　该模型已导致开发出更模块化、更安全的服务器，甚至开创了可与液体冷却系统一起使用的标准化硬件，以造福于超大规模运营商。

　　软件

　　在超大规模数据中心中，服务器、存储和网络设备被虚拟化，以跨多个服务器平衡工作负载并自动化某些操作。

　　这确保了更高的可用性、冗余和安全性，在使用方面通过灵活性降低了成本，并允许更方便的基础架构管理。

　　电力：超大规模数据中心使用多少能源?

　　数据中心行业面临的减少碳足迹的外部压力，以及为此类大规模设施供电的成本，导致运营商寻求更便宜、更高效的方式，并在可再生能源价格低廉的地区进行建设。

　　该行业的足迹仍然巨大——对各国的碳排放量贡献巨大——因此，超大型公司竭尽全力，以宣称碳中和。

　　这很少通过地方电网的直接供电实现，这意味着虽然它们有助于循环更多的可再生能源，但它们的化石燃料消耗量仍然很大，而且它们不一定有助于减少全球温室气体排放。

　　公司选择通过可再生能源证书(REC)来抵消其排放量，一次性购买商定的容量，或者更常见的是通过与公用事业公司签订的购电协议(PPA)合同来资助新的可再生能源项目，以换取长期供应。

　　但如上所述，最近的报告发现，亚马逊、微软、Meta和谷歌等公司仍然无法实现其净零目标/索赔，要么试图用基于自然的解决方案抵消其排放，要么忽视其供应链的影响。

　　尽管拥有一些世界上最大的PPA投资组合(截至2022年1月，亚马逊的PPA组合代表了13.9GW的交易，使其成为世界上第12大投资组合，领先于EDF)，包括最初考虑合同的主要发电公司。

　　至少在欧洲，自去年欧洲气候中立数据中心协议(Climate Neutral Data Centre Pact)提出以来，该行业似乎已开始扭转局面。该财团代表了欧洲90%的云和数据中心行业，提出了一系列想法，让数据中心行业在实现欧盟到2050年成为碳中和大陆的目标方面发挥作用，到2030年将该行业的足迹降至零。该想法是自我监管，使该行业达到更高的标准，并避免自上而下的监管。

　　冷却

　　考虑到这些设施中硬件的功率密度增加，以及运营商以防止过热的方式平衡工作负载的能力，标准空气冷却系统、冷/热通道配置和活动地板在超大规模数据中心中的使用越来越少，有利于风机墙甚至液体冷却系统，以减少总体用水量，提高能源效率。

　　在北欧(以及最近的都柏林)，超标量热器被认为可以将热量转移到地区系统，通过帮助公共基础设施脱碳，一举两得。微软最近在赫尔辛基启动了这样一个项目，预计到20世纪20年代末，该项目将为赫尔辛基提供相当大比例的热量。

　　超缩放与边缘

　　边缘网络基础设施——位于网络边缘的计算，以减少物联网和人工智能等应用程序的延迟——预计在不久的将来会显著增长(速度和规模会随着谈话对象的不同而变化)，而这是否会影响超规模投资是专家们普遍关注的问题，Edge部署的扩展很可能与超大规模同时进行，在需要的地方更谨慎地满足需求。

　　责任编辑：张华