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超大规模数据中心:安全性、可持续发展与弹性建设
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超大规模数据中心:安全性、可持续发展与弹性建设

领先的(de)超大规模数据中心不仅注重增(zeng)长,更(geng)注重确(que)保人员、设备和数据的(de)安(an)全(quan),追求可(ke)持续发展,并构建能够(gou)抵御网络中断的(de)弹性基础设施。

 

通过(guo)结合 AI、定制硬件(jian)和持续创新,超大(da)规(gui)模(mo)数据(ju)中心正(zheng)在塑造现(xian)代数据(ju)中心的几个重要趋势。当然,这些原则也(ye)适用于其他规(gui)模(mo)的数据(ju)中心。

安全与保障

  • 生命安(an)全系(xi)统(tong)(含(han)冗(rong)余(yu)):关键是要有完(wan)全(quan)冗余且(qie)独(du)立供电(dian)的(de)安(an)全(quan)系统。每(mei)个(ge)设施至少(shao)应(ying)配备烟雾(wu)探测(ce)器、应(ying)急照明和灭(mie)火(huo)装置。灭(mie)火(huo)系统应(ying)采用气体型(xing),如FM-200或Novec 1230,这(zhei)些(xie)清洁剂解决方案(an)在(zai)有效灭(mie)火(huo)的(de)同(tong)时,最大限(xian)度地减少(shao)对敏感(gan)电(dian)子设备的(de)损害。安(an)全(quan)系统(包括备用系统)应(ying)定期进(jin)行测(ce)试(shi),以确保在(zai)危机(ji)发生时的(de)准备状(zhuang)态。 

  • 员工培训:所(suo)有工(gong)程师和(he)技术(shu)人员(yuan)都应接(jie)受严格的安(an)(an) 全培训(xun)。培训(xun)内(nei)容应涵盖(gai)安(an)(an)全用(yong)电、火灾应对(dui)以及环境健康和(he)安(an)(an)全危害等方面。员(yuan)工(gong)可(ke)能需要定期(qi)参加补充培训(xun),以便了(le)解设备或法规的变化。演练也(ye)有助于团(tuan)队(dui)为紧急(ji)情况(kuang)做好(hao)准备。 

  • 远程监(jian)控:借助(zhu)人工智能驱动(dong)(dong)的工具(ju),可(ke)以(yi)在(zai)(zai)紧(jin)急情况的早(zao)期阶段标记异常,避免(mian)环境变得(de)不安全。例如,自(zi)动(dong)(dong)工具(ju)可(ke)以(yi)在(zai)(zai)温度(du)过高过快上升(sheng)时(shi)检测并发出警告。其他传感器(qi)可(ke)以(yi)追踪湿度(du)、气流和电力激增,以(yi)防止危(wei)险波(bo)动(dong)(dong)。远程监控可(ke)以(yi)帮助(zhu)在(zai)(zai)问题变得(de)危(wei)险之前解决许(xu)多潜在(zai)(zai)问题。 

  • 访问(wen)控制:超大规模(mo)数(shu)据(ju)(ju)中心的场地通常有(you)多层安全周边,包括围栏(lan)、生物识别(bie)扫描、监(jian)控和(he)(he)保安人(ren)员(yuan)(yuan)。这些措(cuo)施限(xian)制了对已验证人(ren)员(yuan)(yuan)的访问,有(you)助于减(jian)少破坏、盗窃和(he)(he)数(shu)据(ju)(ju)泄露的风险。在某些情况下,人(ren)工智能赋能的监(jian)控可以(yi)实现实时威胁检测(ce)并告知有(you)效(xiao)的应对措(cuo)施。 

  • 自动(dong)故障转移:当(dang)主系统故障时(shi)(shi),冗余系统有助于最小化停机时(shi)(shi)间,并降低单一故障升级为重(zhong)大灾难(nan)的可(ke)能(neng)性。自(zi)动控制(zhi)可(ke)以(yi)即时(shi)(shi)重(zhong)新路由工作(zuo)负(fu)载,从而减少手动干预的需要。这可(ke)以(yi)节省宝贵的时(shi)(shi)间,防止不(bu)必要的停机。 

  • 抗震和防灾:在为新的超大(da)规模数据中心选址时(shi),应选择严重天(tian)气(qi)较少(shao)的地点(dian)。建设(she)(she)和加(jia)固(gu)设(she)(she)施以包括(kuo)抗震支撑、防(fang)洪措(cuo)施和抗风结(jie)构,这将有助于在恶劣天(tian)气(qi)不可避免地发生时(shi)保护(hu)设(she)(she)备。最先进(jin)的设(she)(she)施通常根据当地天(tian)气(qi)威(wei)胁对屋(wu)顶(ding)、墙(qiang)壁和基(ji)础(chu)进(jin)行(xing)评(ping)级,并且(qie)通常有排水系统(tong)设(she)(she)计用于处理(li)突(tu)发的水流入。 

可持续性和效率措施

  • 生命(ming)安(an)全(quan)系统(含冗余):关键(jian)是要有(you)完全冗余且独立供电的(de)安(an)全系统。每(mei)个设(she)施至少(shao)应(ying)(ying)配备烟雾探测(ce)器、应(ying)(ying)急照明(ming)和灭火装(zhuang)置(zhi)。灭火系统应(ying)(ying)采用气(qi)体(ti)型,如(ru)FM-200或Novec 1230,这些清洁剂解决(jue)方案在有(you)效灭火的(de)同时,最大限度(du)地减少(shao)对敏(min)感电子设(she)备的(de)损害。安(an)全系统(包括备用系统)应(ying)(ying)定期进行测(ce)试,以确保(bao)在危机(ji)发生时的(de)准备状(zhuang)态。 

  • 员工培(pei)训:所有工(gong)程师和(he)技术(shu)人员都(dou)应(ying)接受严格的安(an) 全培(pei)训(xun)(xun)。培(pei)训(xun)(xun)内容应(ying)涵(han)盖安(an)全用电、火灾应(ying)对以及(ji)环境(jing)健康和(he)安(an)全危害等方面。员工(gong)可能需要定期参加补充培(pei)训(xun)(xun),以便了解设(she)备或法规的变化。演练也有助于团队为(wei)紧急情况(kuang)做好准备。 

  • 远程监控:借助(zhu)人工智能驱动(dong)的工具(ju)(ju),可(ke)以(yi)在(zai)紧急情况的早期阶段标记异常,避免环境变(bian)得不安(an)全。例(li)如,自(zi)动(dong)工具(ju)(ju)可(ke)以(yi)在(zai)温(wen)度过高过快上升(sheng)时(shi)检测并(bing)发出警告。其(qi)他传感器可(ke)以(yi)追踪湿度、气流和(he)电(dian)力(li)激增,以(yi)防止(zhi)危(wei)(wei)险(xian)波(bo)动(dong)。远程监控可(ke)以(yi)帮助(zhu)在(zai)问(wen)题(ti)变(bian)得危(wei)(wei)险(xian)之前解决许(xu)多潜在(zai)问(wen)题(ti)。 

  • 访问控(kong)制(zhi):超大规(gui)模数据中心的(de)(de)场(chang)地通常(chang)有(you)多层安(an)全周边,包括(kuo)围栏、生物识别扫(sao)描、监控和保(bao)安(an)人(ren)员。这些措施限制了对(dui)已验证人(ren)员的(de)(de)访问,有(you)助于减少(shao)破坏(huai)、盗窃和数据泄露(lu)的(de)(de)风(feng)险。在某些情况下(xia),人(ren)工智(zhi)能(neng)赋(fu)能(neng)的(de)(de)监控可(ke)以实(shi)现实(shi)时(shi)威胁检测并告知有(you)效的(de)(de)应对(dui)措施。 

  • 自(zi)动(dong)故障转移:当(dang)主(zhu)系统(tong)故障时(shi),冗(rong)余系统(tong)有助(zhu)于最(zui)小(xiao)化停(ting)机(ji)时(shi)间(jian),并降低单一(yi)故障升级为重大灾难的(de)可能(neng)性。自动控制(zhi)可以(yi)即时(shi)重新路由工作负载,从(cong)而减少手动干(gan)预(yu)的(de)需要。这可以(yi)节省(sheng)宝贵(gui)的(de)时(shi)间(jian),防止(zhi)不(bu)必要的(de)停(ting)机(ji)。 

  • 抗震和(he)防灾:在为(wei)新(xin)的超(chao)大规模(mo)数据中心选址时,应选择严重天气(qi)较少(shao)的地点。建(jian)设(she)(she)和加固设(she)(she)施以包括(kuo)抗震(zhen)支撑(cheng)、防洪措施和抗风结构,这(zhei)将有(you)助于(yu)(yu)在恶劣天气(qi)不可(ke)避免地发生(sheng)时保护设(she)(she)备。最先进的设(she)(she)施通常根据当(dang)地天气(qi)威胁对屋顶、墙壁和基础进行评级,并且通常有(you)排水(shui)系统(tong)设(she)(she)计用(yong)于(yu)(yu)处理突(tu)发的水(shui)流(liu)入。 

弹性基础设施

  • 模块化(hua)架构:模块(kuai)化设施因其能够(gou)快(kuai)速扩(kuo)展(zhan)而(er)(er)无需进(jin)行重大(da)建筑改造或运营中断(duan)而(er)(er)越(yue)来越(yue)受欢迎。这些(xie)模块(kuai)还可以在部署(shu)前(qian)进(jin)行测试,以降低(di)集成过程中出现问题(ti)的风险。 

  • 可用性区域:超(chao)大规模数据中心(xin)以集(ji)群形式建(jian)(jian)造。这种策(ce)略在建(jian)(jian)筑之间创建(jian)(jian)了冗余,允许(xu)设施共(gong)享故(gu)障转移系统。它还启用了动态(tai)负载平衡,以最大化整个区域的(de)效率和正常运行(xing)时(shi)间。 

  • 高密度机(ji)架:高密(mi)度(du)机架是超大规模(mo)设(she)施的必备品。针对计算(suan)密(mi)集型工作负载进行优(you)化,高密(mi)度(du)机架通常支持每机架40 kW至80 kW,并配(pei)有专用冷却(que)。它(ta)们还减少了占(zhan)地面积要求,这可以帮助数据中心(xin)最大化每平方米的投资回报。 

  • 双电源(yuan)馈线和发电机:超大(da)规模数据中心采(cai)用(yong)N+1或2N配置(zhi),以确保在电网故障(zhang)时的(de)不间(jian)断正常运行时间(jian)。备用(yong)发电机(传统上是柴油(you),但越(yue)(yue)来越(yue)(yue)多地由氢或电池(chi)系统提供动力)每周(zhou)进(jin)行测试(shi)。双(shuang)馈线减(jian)少了对(dui)任何单一来源的(de)依(yi)赖,提高了容(rong)错能力。 

  • 变(bian)电(dian)站(zhan)集成:许多超大规模(mo)数(shu)据中心(xin)建造(zao)自己的变(bian)电站以保(bao)证电压稳(wen)定,并确(que)保(bao)对公用事业(ye)的优先访问。这使(shi)得能源分配的控制更好,并将所有公用事业(ye)管理整合在(zai)一(yi)个屋檐下。 

  • 专有光纤网络:像(xiang)谷歌(ge)和(he)Meta这样(yang)的公司已经部(bu)署了私(si)有(you)光(guang)(guang)纤(xian)(xian)网络(luo)。这使(shi)他们能够(gou)控制全球光(guang)(guang)纤(xian)(xian)网络(luo)的覆盖范围,并(bing)在不(bu)需要第三方的情况下(xia)优(you)化延(yan)迟降低。保留网络(luo)所有(you)权还有(you)助于超大规模数据中(zhong)心保证数据隐私(si)。 

  • 软件定(ding)义网(wang)络(SDN):SDN使得带宽(kuan)的动态分配和故障转(zhuan)移(yi)路由成(cheng)为可能,这(zhei)对于大型设(she)施的可扩展(zhan)性至关重要。这(zhei)一策略使得故障恢复更(geng)快,网络利(li)用率(lv)更(geng)高效。 

  • 边(bian)缘(yuan)集成:将核心站点与边缘节点连接起来,使(shi)超大规模(mo)数据中心能够支持对延(yan)迟敏感的服务(wu),如AI推理和内容交付,几乎没有延(yan)迟。分布式架构确保了最(zui)终用户更顺畅的体验,并提高了整个网络的可靠性。

超大规模数(shu)据中(zhong)心已经(jing)进(jin)行了扩展并(bing)适应(ying)了现(xian)代工作负(fu)载,但(dan)小型数(shu)据中(zhong)心还远远没(mei)有(you)跟上。然而,小型数(shu)据中(zhong)心可以专注于最容易实现(xian)的目标,并(bing)以此为基础逐(zhu)步推进(jin)。 

 

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