数据中心如今已成为维系现代社会结构的粘合剂,无论是用信用卡购物、向朋友发送消息,还是订购比萨饼,实际上人们每天所做的事情都由数据中心提供支持。

但是目前依赖的数据中心与过去的技术相去甚远。自从上世纪50年代数字计算开始迈出第一步以来,发生了不可估量的变化。这些年来,数据中心的处理能力和存储容量呈指数级增长,支持现代应用程序所需的基础设施也变得越来越复杂。

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这些进步是由企业和消费者不断增长的需求驱动的。首先,互联网的诞生导致在线服务消费量呈爆炸式增长,这就要求数据中心必须提供的处理能力和容量大幅增加。不久之后,对服务器处理能力的需求使第三方提供商应运而生,他们将在数据中心设施中托管用户的服务器,从而消除了用户自己建立内部数据中心的初期费用和持续的管理费用。最终,随着网络技术和连接性的提高,这被云计算技术所取代,即用户租用的空间不是数据中心,而是服务器本身。

云计算一直是数据中心变革的主要催化剂。不仅由于其崛起使许多运营模式发生了根本性转变,而且还推动了多租户系统、快速存储和人工智能应用程序等技术的进步。

处理

数据中心技术最根本的变化之一是在2000年左右多核处理器的出现。通过将两个或多个核心处理器安装到单个芯片上,可以从根本上提高数据中心硬件的整体性能,从而可以采用更少的服务器运行相同的工作负载。

多核处理器还为虚拟化带来了巨大的优势,这一直是数据中心业务增长的关键。因为每个核心处理器可以与其他核心处理器并行运行,所以多核处理器系统可以同时运行大量虚拟机,而性能却下降很少,从而极大地增加了可以同时运行的应用程序数量。

容器化技术也产生了类似的影响。每个虚拟机可以在其中托管多个容器,每个容器可以托管自己的应用程序。这使数据中心可以成倍地增加其应用程序容量。除了引领多核处理器技术的不断发展,英特尔公司一直是开发虚拟化和容器技术的领导者,与工程合作伙伴一起努力使容器和虚拟机变得更轻、更快、更灵活。

冷却

数据中心设备功能强大,但都会产生大量热量。不幸的是,服务器处理器是高度敏感的,必须将其保持在一定温度以下才能确保最佳性能。为了维持这种状态,数据中心必须依靠复杂且昂贵的冷却系统严格控制环境温度,而冷却系统通常是数据中心第二大电力消耗者。

尽管仍然需要冷却系统,但是英特尔公司在处理器技术上的不断进步使服务器的核心处理器具有更高的热效率,产生的热量更少,因此需要的冷却能耗也更少。最重要的是,该公司还于2011年在其服务器芯片中引入了传感器,从而使数据中心管理人员可以测量数据中心内的温度和气流。这使他们能够更好地识别热点和冷点,并根据温度对新机架和设备的放置进行建模。

除了防止代价高昂的停机之外,提高了数据中心的整体热效率,还能延长服务器本身的使用寿命,并减少所需的整体冷却量,从而为数据中心管理人员节省运营冷却设施所产生的大量成本。

电源

英特尔公司还稳步提高了其数据中心产品的能效。诸如Xeon可扩展系列之类的新型核心处理器,可以提供比前几代产品更高的性能,同时消耗更少的电能。随着冷却性能的提高,这减少了数据中心运营商的运营成本,并允许更多的核心处理器被封装到芯片中。

这意味着,企业可以从相同的资源中获取更多的计算能力,而无需投资更多的机柜、增加的功耗或更多的冷却。空间效率也是一个关键问题;数据中心空间通常需求量很大,因此可以集成到单个机架中的物理组件越多越好。

存储

通过与Micron公司的合作,英特尔公司在推进存储技术方面发挥了重要作用,其中包括引入数据条带技术以提高性能,并开创高可靠性企业级驱动器的先河。它还领导了开发NVMe技术的工作组,最近还共同开发了3D Xpoint内存技术,为低延迟工作负载提供了无与伦比的速度。英特尔公司的Optane系列内存和存储产品,所有这些产品都由3D Xpoint提供支持。

所有这些变化、发展和进步的最终结果都是现代数据中心,它们能够支持复杂的、云原生工作负载。支持单个应用程序的单片大型机时代已经一去不复返了。现在,数据中心承载数百台复杂的多核处理器的服务器,每台服务器都使用高级软件定义的网络和低延迟固态存储驱动器,为数百万个同时进行的应用程序和进程提供动力。


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