如今，云計算的利用率有增無減。云服務(wù)的天下還是掌控在美國和中國幾家自有超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的公司手中。在不久的將來, 云服務(wù)市場的業(yè)績增長將主要得益于這些少數(shù)廠商, 因為許多企業(yè)已決定放棄自建數(shù)據(jù)中心，并將其應(yīng)用程序遷移到云平臺上。

圖1顯示，到2020年超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的預(yù)期增長規(guī)模, 以及預(yù)期駐留在這些數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器的百分比。到 2020年, 市面售出的服務(wù)器中預(yù)計將有47%被賣給了超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心客戶。

對于諸如 HPE 和 Dell 等傳統(tǒng)硬件提供商, 這種情況則預(yù)示其客戶群體變窄了，也意味著這些客戶將具有更高的技術(shù)洞察力并密切關(guān)注著技術(shù)趨勢。HPE 和戴爾將會發(fā)現(xiàn)，他們面向大規(guī)模數(shù)據(jù)中心客戶的銷售，將被一些沒有名頭的白箱供應(yīng)商替代，后者可以滿足客戶的所需。顯然，一臺服務(wù)器配置已經(jīng)不再包打天下了。開放計算，將日益成為降低成本和提高效率的重要途徑。

圖1 資料來源: Synergy Research研究機(jī)構(gòu)發(fā)布的思科全球云2015–2020指數(shù)。

新的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錇槌笠?guī)模數(shù)據(jù)中心通信量帶來更高的帶寬。Facebook 已經(jīng)開放了其基于商品的交換機(jī)設(shè)計規(guī)范, 并向世界展示了SDN與網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化的諸多優(yōu)勢。

對于超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商來說, 在電力交付方面的創(chuàng)新以及新的冷卻方法增加其設(shè)施中的機(jī)柜功率密度, 同時提高了整個基礎(chǔ)設(shè)施的效能，產(chǎn)生極低的 PUE值。

什么是超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心？

如今，超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心已是威震八方，實際上它起源于上世紀(jì)八九十年代的互聯(lián)網(wǎng)熱潮。

微軟因MS-DOS的火爆而成功蛻變成如今身價900億美元的科技巨頭, 其業(yè)務(wù)也從軟件套裝發(fā)展到 SaaS (Office 365) 與PaaS (Azure)，這背后離不開其全球數(shù)據(jù)中心的布局；

1994成立的亞馬遜公司則是從一家網(wǎng)上書店起家，如今成為身價逾1700億美元的電子商務(wù)巨鱷, 同時也是世界上最大的云服務(wù)提供商；

Facebook 是全球最大的基于社交媒體發(fā)展而來的企業(yè), 在全球擁有眾多的大型數(shù)據(jù)中心。阿里巴巴則是中國本土的電商，對標(biāo)美國亞馬遜, 它正在擴(kuò)大其數(shù)據(jù)中心的版圖，并已走出了國界；

谷歌則起源于上世紀(jì)90年代的一個研究項目, 并迅速上升成為最大的互聯(lián)網(wǎng)搜索提供商，該公司也同樣依賴于分布在全球各地的海量數(shù)據(jù)中心，以滿足所有人在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)搜索時對快速性能的需求。與此同時，行業(yè)還有另外一些超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心占有者，實現(xiàn)了快速增長，包括蘋果、騰訊、百度和EBay。

大多數(shù)超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心構(gòu)建者都擁有自己的基礎(chǔ)設(shè)施。最初由HPE、Dell EMC和思科生產(chǎn)的硬件支撐的超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商，正逐漸轉(zhuǎn)向中國大陸和臺灣地區(qū)的原始設(shè)備制造商，諸如廣達(dá)、英華、緯穎科技、富士康、英業(yè)達(dá)、超微電腦與浪潮等，以尋求更為低廉的成本，更有針對性開放計算和網(wǎng)絡(luò)解決方案。

功率密度和冷卻系統(tǒng)對超大規(guī)模設(shè)計的影響

在過去的200年中，數(shù)據(jù)中心行業(yè)的機(jī)柜功率密度與計算、存儲密度相當(dāng)。如今，單一機(jī)柜中出現(xiàn)了越來越多的服務(wù)器和硬盤，同時采用的是橫向擴(kuò)展方式而不是擴(kuò)展方式。一個典型的IT機(jī)柜的能耗曾是1-3千瓦，而現(xiàn)在機(jī)柜內(nèi)常見的負(fù)載為20-40千瓦。美國國家可再生能源實驗室則宣稱，30千瓦的機(jī)柜如今已是十分普及。

據(jù)谷歌公司負(fù)責(zé)全球基礎(chǔ)設(shè)施業(yè)務(wù)的Joe Kava透露，谷歌在2015年使用了5.7太瓦時的能源。卡瓦說：“數(shù)據(jù)中心的能耗占去了大半，這也是谷歌緣何能成為云計算園區(qū)可再生能源的頭號買家。”

基于英特爾、AMD、Nvidia和Arm等巨頭最新芯片技術(shù)的新服務(wù)器，每秒可提供前所未有的高運(yùn)算速度和每瓦運(yùn)作次數(shù)。與此同時，大多數(shù)市場中的數(shù)據(jù)中心地產(chǎn)成本持續(xù)上漲，導(dǎo)致運(yùn)營商尋求更高的IT機(jī)柜，云主機(jī)租用，試圖更有效地利用空間。這樣一來，一排排滿是IT設(shè)備的高大機(jī)架，不可避免地產(chǎn)生了散熱問題。數(shù)據(jù)中心架構(gòu)師必須盡早選擇空氣或水作為冷卻介質(zhì)。一些設(shè)施則同時部署兩種方案。

高效的空氣冷卻系統(tǒng)需要遵守各種設(shè)計原則：

交替設(shè)備的方向，來創(chuàng)建天然冷通道或熱通道。

在空機(jī)柜空間中使用盲板，以確保冷空氣不會泄漏到熱通道中。

采用熱通道或冷通道遏制系統(tǒng)。