Qu'est-ce qu'un datacenter hyperscale et comment fonctionne-t-il  ?

Vous êtes-vous déjà demandé comment les grandes entreprises du secteur technologique, telles qu'Amazon et Google, continuent à développer de nouvelles applications tous les mois pour des milliards d'utilisateurs et à assurer leur fonctionnement sans interruption de service ? Certaines des technologies développées par ces entreprises font désormais partie intégrante de notre vie quotidienne. Mais cela signifie simplement une augmentation de la puissance pour alimenter ces applications.

Si vous vous demandez comment ces entreprises parviennent à élargir leur couverture mondiale en existant en permanence dans le nuage, la réponse est : les "datacenters hyperscale".

Que sont les datacenters hyperscale et quelles entreprises les utilisent ?

Pour ceux qui connaissent vaguement le terme, les datacenters hyperscale sont des infrastructures énormes et vitales pouvant supporter des applications complexes et évolutives. Ces datacenters spécifiques sont souvent liés à des entreprises qui travaillent avec le big data, comme Google, Amazon, Facebook, IBM, Apple, Baidu et Microsoft (GAFAM).

Les datacenters d'entreprise classiques désignent les espaces ou les bâtiments qui abritent l'infrastructure informatique des entreprises : équipements et serveurs. Les entreprises utilisent généralement ces ressources pour mener leurs propres opérations, et peuvent également les louer à d'autres entités. Cependant, les datacenters hyperscale les surpassent facilement en termes de performances, de capacité et d'évolutivité.

La taille et la capacité de calcul supérieure qui en résultent leur permettent de surpasser facilement les installations conventionnelles. Le volume de données et la capacité de stockage traités par les installations hyperscale dépassent de loin ceux des entreprises. Selon une enquête, la plupart des entreprises hyperscale s'attendent à un taux de connexion d'au moins 40 GigaBytes par seconde ou plus. Elles peuvent compter plus de 5000 serveurs et occuper une superficie de plus de 3000 mètres carrés.

En parallèle, un datacenter hyperscale doit répondre à la demande croissante des entreprises en matière d'évolutivité à différentes échelles. Ces datacenters doivent évoluer verticalement ou horizontalement pour gérer la charge des serveurs. Les entreprises peuvent avoir besoin de datacenters hyperscale pour augmenter leur puissance de calcul, ajouter des machines ou passer à l'informatique périphérique.

Les géants technologiques tels que Yahoo, Facebook, Microsoft, Apple, Google, Amazon et IBM opèrent environ la moitié des datacenters hyperscale dans le monde. Switch exploite également des datacenters hyperscale massifs, mais les loue principalement aux grandes entreprises qui en ont besoin.

L'intérieur d'un datacenter hyperscale

L'espace est l'un des facteurs les plus cruciaux lors de la création d'un datacenter hyperscale. En effet, les datacenters hyperscale nécessitent un vaste espace. L'un des 45 datacenters hyperscale de Microsoft, situé à Quincy, dans l'État de Washington, abrite environ 38 600 kilomètres de câbles réseau. Pour donner une idée, cette longueur correspond presque à la circonférence totale de la Terre !

Un autre datacenter hyperscale exploité par Microsoft HDC, situé à Singapour, n'est peut-être pas physiquement le plus grand, mais il abrite suffisamment de béton pour construire un trottoir reliant Londres à Paris, soit une longueur de 345 kilomètres. Cela devrait vous donner une bonne idée de la complexité et de l'ampleur qu'implique un datacenter qualifié d'"hyperscale".

Il est intéressant de noter qu'en dépit de sa complexité et de son ampleur, un datacenter ne nécessite généralement pas un personnel nombreux. En effet, une grande partie de la technologie employée dans les différentes disciplines est automatisée. Il est possible que le nombre d'agents de sécurité soit supérieur au nombre d'agents informatiques et de calcul dans un datacenter Hyperscale.

Les plus grands datacenters hyperscale

Selon International Data Corporation, pour qu'un datacenter soit hyperscale, il doit dépasser au moins 5000 serveurs avec environ 3000 mètres carrés d'espace physique. Un datacenter hyperscale typique peut utiliser presque la même quantité d'électricité qu'une petite ville.

Le plus grand campus de datacenters appartient à Switch et s'appelle "The Citadel". Il est situé à Tahoe Reno, NV. Switch exploite ce datacenter de niveau 4 en tant qu'installation de colocation et loue des espaces à d'autres sociétés telles qu'Intel, Boeing, Qualcomm, Bungie et McAfee. Cette installation de 2,2 millions de mètres carrés fonctionne avec une énergie 100 % renouvelable, ne coûtant que 5 cents/kWh. Il offre une connectivité ultra-rapide aux zones de haute technologie comme Los Angeles et San Francisco. Switch possède également une autre installation à Las Vegas, NV, appelée SuperNAP, qui occupe un espace de 1,1 million de mètres carrés.

Le datacenter hyperscale de Range International Information Group à Langfang, Hubei, Chine, s'étend sur 1,9 million de mètres carrés. Cette installation est un testament de la prouesse technologique de la Chine. IBM fournit la technologie de conception, les solutions commerciales et plusieurs autres services. Le datacenter hyperscale DFT appartenant à DuPont Fabros Technology est situé à Ashburn, en Virginie. Il s'étend sur une superficie de 490 000 mètres carrés et compte sept bâtiments de datacenters différents.

Avantages des datacenters hyperscale

Avec toute la complexité d'ampleur et de calcul qu'implique un CDH (Centre de données hyperscale, ou Hyperscale Data Center en anglais), il offre des solutions attrayantes et très prometteuses pour les grandes entreprises. La plupart d'entre eux permettent de résoudre les problèmes liés au stockage d'informations en masse. Voici les différentes façons dont les CDH profitent aux entreprises clientes.

Amélioration de l'économie

L'économie d'échelle est l'avantage évident de tout datacenter hyperscale. Avec une telle quantité de ressources informatiques à leur disposition, les fournisseurs de services de CDH peuvent s'engager dans des accords de prix et de services impensables pour les datacenters plus petits.

Charges de travail équilibrées

Les datacenters hyperscale distribuent efficacement la charge de travail sur plusieurs serveurs pour éviter la surchauffe d'un seul serveur. C'est important car un serveur en surchauffe peut également endommager les serveurs voisins et provoquer une réaction en chaîne indésirable.

Amélioration de l'efficacité énergétique

Bien que les datacenters hyperscale consomment d'énormes quantités d'énergie, ils sont globalement plus efficaces sur le plan énergétique. Ils permettent également aux locataires de louer l'espace en kilowatts, ce qui est plus efficace que de louer l'espace en racks ou en mètres carrés. Les CDH y parviennent parce qu'ils utilisent un nombre fixe de kilowatts tout en allouant la puissance.

Efficacité du refroidissement

Le refroidissement peut être la dépense opérationnelle la plus importante pour la plupart des entreprises. Avec l'hyperscale, les entreprises peuvent réduire efficacement les coûts de refroidissement et concentrer leurs efforts sur les serveurs qui effectuent une grande partie du travail informatique à haute intensité. Une installation hyperscale fournira le refroidissement nécessaire en recyclant la chaleur qui ne circule que dans un sens.

Comment réaliser l'hyperscale

Vous trouverez ci-dessous certains des attributs hyperscale les plus courants que l'on retrouve dans tous les datacenters du secteur. Pour que l'hyperscale soit efficace, votre entreprise doit travailler sur les bases suivantes.

Baies de serveurs haute densité

Des baies bien conçues constituent la base d'un datacenter hyperscale pleinement opérationnel. Comme les entreprises utilisent généralement leur matériel dans un CDH, elles peuvent concevoir leurs racks sur mesure pour répondre à leurs besoins. La demande hyperscale de ces dernières années a conduit à l'utilisation d'un espace rack 48U qui surpasse son homologue 42U, faisant du premier la nouvelle norme industrielle.

Un niveau élevé de refroidissement

Pour équiper un espace avec des racks aussi gourmands en énergie, il faut également prévoir un refroidissement de haute qualité. Pour répondre à cette exigence, la plupart des datacenters utilisent un système HVAC qui dirige l'air froid du sous-sol vers les allées de refroidissement. En même temps, les allées chaudes évacuent l'air chaud, ce qui permet de contrôler la température.

Une grande quantité d'énergie

Les datacenters peuvent facilement consommer une puissance qui suffirait à une petite ville. Par exemple, un datacenter en Virginie a consommé 1 gigawatt d'électricité. Ce chiffre peut facilement soutenir la consommation d'environ 700 000 foyers. Comme les CDH sont très gourmands en énergie, ils doivent être construits dans des zones où l'électricité est bon marché.

Sécurité et espace

La sécurité est une préoccupation logique avec autant d'espace et d'énergie en jeu. Les datacenters construits dans des régions éloignées sont généralement protégés contre les vols. Mais les CDH doivent aussi être parfaitement équipés pour se protéger des cyberattaques, car ils contiennent des masses d'informations clients de nature sensible.

Gestion des données de l'informatique hyperscale

La gestion d'un datacenter hyperscale nécessite d'apporter des modifications à jour et de garantir l'évolutivité. Il existe deux façons d'augmenter la puissance d'un CDH. La mise à l'échelle est une approche verticale qui permet aux datacenters d'augmenter la puissance des ordinateurs. On y parvient en ajoutant directement de la puissance aux machines existantes.

Alternativement, un CDH peut "s'étendre" en augmentant sa puissance de calcul horizontalement, c'est-à-dire en ajoutant de nouvelles machines de calcul et en ramifiant l'équipement. Pour gérer efficacement un datacenter hyperscale, les entreprises doivent veiller à la capacité financière et aux ressources de revenus, à l'infrastructure physique et à la répartition des tâches d'évolutivité.

La pandémie alimente la croissance record des datacenters hyperscale

David Barnet, directeur chez Americas Research, a observé l'impact de la pandémie sur la demande croissante de datacenters hyperscale. Les perturbations physiques provoquées par la pandémie ont imposé aux datacenters une pression sans précédent pour fournir des ressources de mise en réseau à un monde axé sur la technologie. Cela a entraîné une augmentation de la demande et des investissements dans les datacenters.

Selon les données mises en ligne par le Synergy Research Group, le nombre total de datacenters exploités par des installations hyperscale a doublé depuis 2016. Alors que la fin de l'année 2020 a vu une augmentation de 59 datacenters supplémentaires dans le monde.

L'hyperscale est un concept qui défie les limites de notre imagination. C'est un concept aussi vaste à saisir qu'il est futuriste. C'est précisément cette qualité de datacenter hyperscale qui lui a permis de faire fonctionner des géants de la technologie comme Amazon, eBay et Microsoft.