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数据中心的未来:低成本、更清洁、更高效(上)

 万里长风9 2019-02-01

   数据中心将继续在信息的摄取、计算、存储和管理中发挥至关重要的作用,预计到2025年将有超过175个泽字节的数据。CBInsights发布一份未来数据中心的报告,探讨了数据中心的位置、能源、结构等方面,这些调整都是为了以更低成本、更清洁、更高效地储存更多的信息。
  数据中心通常不会出现在公众的视线范围内,但是它是互联网的支柱。他们每天存储、交流和传输生产的信息,创建的数据越多,数据中心就越重要。
  但是今天的许多数据中心效率都不高,结构过时。为了保持运行,从大型科技公司到托管服务提供商的数据中心运营商正在努力升级,以适应不断变化的世界。

   地点   

  接入光纤网络、能源价格以及周围环境都会影响数据中心建设。

  据估计,到2025年,全球数据中心建设市场的价值可能高达57亿美元。商业房地产巨头CBRE已经推出了一个专门针对数据中心的部门,这是一个巨大的挑战。
  廉价电力资源附近
  将耗能的数据中心建设在廉价电源旁边可以让运营更便宜,同时也是一个更清洁的选择。随着排放量的增加,大型科技公司越来越多地使用不环保的能源为数据中心供电,清洁源是一个重要的考虑因素。
  苹果和Facebook都在水电资源附近建立了数据中心。在俄勒冈州中部,苹果公司购买了一个水电项目,为其Prineville数据中心提供清洁电力。
  苹果公司指出俄勒冈州放松管制的电力市场是其在该地区建立多个数据中心的主要原因。放松管制让苹果可以直接从第三方可再生供应商处购买电力,而不是必须向当地公用事业公司购买电力。
  Facebook在瑞典的吕勒奥水力发电厂旁,建立了一个大型数据中心。瑞典等北欧地区已开始出现数据中心,因为这里气候凉爽,地理位置稳定且不易发生地震,水电和风能等可再生资源丰富。
  几个大数据中心已经进入或正在关注北欧地区。
  2018年12月,亚马逊网络服务公司宣布启动其AWS欧洲区域数据中心,距离斯德哥尔摩约一小时车程。同月,微软在瑞典的两个邻近地区Gävle和Sandviken收购了130公顷土地,目的是开发数据中心。
  2017年10月,谷歌在瑞典农村购买了109公顷的土地,宣布该土地可能用来建数据中心。
  除了靠近便宜、清洁的能源,建立数据中心的公司也可能寻找更凉爽的气候。北极圈附近的地方,如瑞典北部,可以让数据中心节省冷却设备所需的资源。
  电信公司AlticePortugal报告说,其Covilhã数据中心99%都使用外部空气冷却服务器。位于芬兰哈米纳的旧谷歌数据中心使用芬兰湾的海水来冷却设施并减少能源消耗。
  数据中心公司VerneGlobal在冰岛开设了一个园区,利用当地的地热和水力资源。它位于前北约基地,在世界上最大的两个数据市场欧洲和北美之间。

 新兴市场 

  将数据中心建在新兴互联网流量的热点市场中可以缓解网络阻塞,并加快对区域的服务。

  例如,2018年,腾讯在孟买设立了数据中心,此举也表明该地区的互联网使用率正在蓬勃发展,腾讯的游戏平台越来越受欢迎。
  在互联网用户蓬勃发展的地区建立数据中心也可能是一项战略性业务举措。如果本地企业在增长,他们可能会考虑将业务转移到附近的数据中心。

税收激励和地方法律

  数据中心是电力生产商的重要新收入来源,政府正在提供吸引数据中心发展的激励措施。

  从2017年1月开始,瑞典政府对数据中心使用的电力减税97%。瑞典的电力相对昂贵,减税可以让瑞典跟其他北欧国家竞争。
  2018年12月,谷歌在俄亥俄州新奥尔巴尼市就一家价值6亿美元的数据中心达成了销售税减免100%协议,为期15年,而且这种豁免还有可能在2058年续订。
  而在2018年9月,法国脱欧后希望吸引经济人才和全球资本,宣布计划削减数据中心的电力消费税。
  在某些情况下,建立数据中心是公司继续在严格监管的国家运营的一种方式。
  2018年2月,苹果开始在贵州的数据中心存储数据,来符合当地法律。当地数据中心可以让机构更轻松、更快捷地访问存储在苹果云端的中国公民信息。

连接光纤和安全

  选择数据中心位置时,两个更重要的考虑因素是连接光纤网络和严格的安全性。

  多年来,光纤网络一直是选择数据中心建设地点的关键因素。虽然数据通常通过无线网络或本地Wi-Fi传送到移动设备,但这通常只是连接过程的最后一部分。
  大多数时候,数据通过光纤电缆传输到数据存储设备,以及从数据存储设备传输,光纤成为互联网的神经系统。光纤将数据中心连接到蜂窝天线、家用路由器和其他数据存储设施。
  阿什伯恩、弗吉尼亚及其周边地区已成为数据中心的大型市场,这主要归功于该地区庞大的光纤基础设施网络,该网络是由互联网公司AOL在总部建立时实施。
  当Equinix等其他公司迁入该地区并建立自己的数据中心时,该地区的光纤网络继续增长,并吸引更多新的数据中心。
  Facebook已经向弗吉尼亚州Henrico的数据中心投入了近20亿美元,而在2019年1月微软获准拨款150万美元,第六次扩展南弗吉尼亚州数据中心。
  随着对光纤电缆的依赖增加,无论在发达市场和新兴市场,到2019年基础设施的资本支出预计将达到近1500亿美元。
  但随着大型技术建立自己的连接基础设施,光纤网络的新替代品也开始出现。
  2016年5月,Facebook和微软宣布他们合作在弗吉尼亚州的弗吉尼亚海滩和西班牙的毕尔巴鄂之间建造一条水下电缆。
  2017年,Facebook宣布进一步计划在新墨西哥州LasLunas建立自己的光纤网络,全长200英里,将其计划中的新墨西哥数据中心连接到其他服务器。地下光纤系统将为前往LasLunas的信息创建三条独特的网络路径。
  除连接外,安全性是另一个重要的考虑因素。这对于存储敏感信息的数据中心尤为重要。
  例如,挪威金融巨头DNB与GreenMountain数据中心合作建立数据中心。GreenMountain将DNB的数据中心置于高度安全的设施中,一座山内改建的沙坑。GreenMountain声称,这个数据中心完全无法穿透,可“抵御各种危险,包括入侵、恐怖袭击、火山、风暴、地震和犯罪。”
  “瑞士堡诺克斯”数据中心位于瑞士阿尔卑斯山下,门伪装成岩石。数据中心采用应急柴油发动机和气压系统进行保护,可防止任何有毒气体进入房屋。
  由于某些数据中心的服务器具有高安全性,因此有许多数据中心的位置从未公布过。对于这些中心,位置信息可以作为武器使用。
  2018年10月,维基解密(WikiLeaks)公布了AWS设施的内部清单。在披露的信息中,亚马逊是为美国国防部建立价值近10亿美元私有云的竞争者。

数据中心结构

  虽然位置可以说是减轻数据中心中断风险的最佳方式,但数据中心的结构在确保可靠性和使用寿命方面也发挥着重要作用。

  数据中心的建设可以抵抗地震活动、洪水和其他类型的自然灾害。此外,某些设计可以适应扩展、降低能源成本或允许新类型用途。
  跨行业公司(从医疗保健到金融再到制造业)依靠数据中心来支持不断增长的数据创建和消费。在某些情况下,这些数据中心可能是专有并且属于内部的,而其他数据中心可能是远程共享和定位。
  无论哪种方式,数据中心都是世界不断增长的技术焦点核心,继续会出现物理转型。根据CBInsights市场规模调整工具,到2020年全球数据中心服务市场估计将达到2280亿美元。
  数据中心构建中最近的一个转变是规模。一些数据中心变得更小、分布更广(被称为边缘数据中心)。与此同时,其他数据中心也变得比以往更大、更集中(大型数据中心)。

边缘数据中心

  边缘数据中心是小型分布式数据中心,以在网络边缘提供超本地存储和处理能力。

  虽然云计算是传统上将许多设备连接到互联网的可靠又具成本效益的手段,但物联网和移动计算的不断增长给网络带宽带来了压力。
  边缘计算技术正在兴起,提供替代解决方案。
  这涉及将计算资源放置在更靠近数据源的地方(即电机、泵、发电机或其他传感器)或“边缘”。这样做减少了在集中计算位置(如云)之间来回传输数据的需要。
  虽然仍处于初期阶段,但该技术已经为自动驾驶汽车等众多用例提供了更有效的数据处理方法。例如,特斯拉汽车拥有强大的车载计算机,可以对车辆的数十个外围传感器收集的数据进行低延迟数据处理(近乎实时)。这为车辆提供了及时、自动驾驶决策的能力。
  然而,其他边缘技术,例如无线医疗设备和传感器,缺乏直接处理大量复杂数据流所需的计算能力。
  因此,正在部署较小的模块化数据中心,以提供边缘的超本地存储和处理能力。根据CBInsights市场规模调整工具,到2023年,全球边缘计算市场估计将达到340亿美元。
  这些数据中心通常是集装箱的大小,放置在手机信号塔的底部或尽可能接近数据的起源
  除运输和医疗保健外,这些模块化边缘数据中心还被用于制造业、农业、能源和公用事业等行业。他们还帮助移动网络运营商(MNO)更快地向移动用户提供内容,而许多科技公司利用这些系统将内容存储(或缓存)更接近最终用户。
  VaporIO是一家在小区塔底部设置小型数据中心而在边缘提供托管服务的公司。该公司与美国最大的无线基础设施供应商CrownCastle建立了战略合作伙伴关系。
  创业公司并不是唯一参与边缘数据中心市场的公司。
  像施耐德电气这样的大公司不仅与初创公司合作,而且还开发自己的边缘数据中心产品。施耐德提供多种不同的预制模块化数据中心,非常适合需要超本地计算和存储容量的各种行业。
  华为提供类似的预制一体化模块化单元,可以部署在各种不同的环境中,适用于各种用例。
  这些类型的解决方案将电源、冷却、消防、照明和管理系统集成到一个机箱中。它们专为快速部署,可靠运行和远程监控而设计。
  另一个方向是大型数据中心,这类数据中心至少有1百万平方英尺的空间。这些设施很大,可以同时满足成千上万个组织的需求,还可以享受规模经济。
  虽然这些大型数据中心的构建成本很高,但每平方英尺的成本远远好过普通数据中心。
  其中一个最大的项目是SwitchCommunications建造的1740万平方英尺的设施,位于为其服务器提供储存、冷却、电力、带宽和物理安全性。
  BigTech还积极在美国建立大型数据中心,Facebook、微软和苹果都在建设大型设施,以支持其不断增长的数据存储需求。
  例如,Facebook正在德克萨斯州沃思堡建立一个250万平方英尺的数据中心,以处理和存储其个人用户信息。最初,数据中心预计只有75万平方英尺,但随后公司决定将其规模扩大三倍。
  新数据中心的成本约为10亿美元,占地150英亩,为未来的扩张提供机会。2017年5月,44万平方英尺的服务器空间投入使用。
  微软最近的一项投资是爱荷华州西得梅因的数据中心集群,总共花费了35亿美元。这些集群或数据中心总共拥有320万平方英尺的空间,最大的数据中心占170万平方英尺。特定数据中心ProjectOsmium占地200英亩,预计到2022年完工。
  近年来,爱荷华州成为数据中心的热门地点,因为它的能源成本较低,自然灾害风险较低。
  苹果公司还在爱荷华州建设了一个设施,虽然规模较小,面积为40万平方英尺,建设成本为13亿美元。
  虽然苹果的一些设施是从头开始构建,管理其所有内容包括应用程序商店、音乐流媒体服务、iCloud存储、用户数据,其他结构已被重新用来存放服务器。
  例如,苹果公司在亚利桑那州梅萨市改造了一个130万平方英尺的太阳能电池板供能设施,在2018年8月开始运营,由于附近的太阳能电厂,新的数据中心是100%用清洁能源运行。
  吸引大型数据中心的特定地区还有北欧,由于凉爽的温度和不断增加的减税政策,它一直是科技巨头的热门地点。
  内蒙古的呼和浩特市也为大型数据中心提供了良好的地理位置,可以获得廉价当地能源、凉爽的气温和附近内蒙古大学的人才。
  虽然大型数据中心已成为中国的发展焦点,但内蒙古地区已成为数据中心发展重点。中国电信、中国移动和中国联通都在该地区建立了大型数据中心。

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