Cosa sono i data center hyperscale e come funzionano?

Vi siete mai domandati come le grandi compagnie tech come Amazon e Google continuino a sviluppare nuove applicazioni in continuazione per miliardi di utenti e siano in grado di farle operare senza praticamente downtime alcuno? Alcune delle tecnologie lanciate da queste compagnie sono diventate parte integrante delle nostre vite quotidiane. Questo significa però una maggiore quantità di energia necessaria per farle funzionare.

Se ti stai chiedendo come queste imprese siano in grado di espandere continuamente la loro presenza globale sul cloud, la risposta è "grazie ai data center hyperscale".

Cosa sono i data center hyperscale e quali compagnie li utilizzano?

Per coloro che sono vagamente familiari con il termine, i data center hyperscale sono delle enormi strutture mission-critical che supportano applicazioni solide e scalabili. Questi particolari data center sono spesso collegati a compagnie che necessitano di lavorare con big data, come Google, Amazon, Facebook, IBM, Apple, Baidu e Microsoft (GAFAM).

I data center enterprise convenzionali fanno riferimento a spazi o edifici che ospitano infrastrutture business IT, come attrezzature e server. Le compagnie fanno tipicamente uso di queste risorse per condurre le proprie operazioni e possono anche affittarli ad altri soggetti. I data center hyperscale sovrastano tuttavia questi data center in termini di performance, capacità e scalabilità.

Le dimensioni e le aumentate capacità di computing permettono loro di superare facilmente in prestazioni le strutture convenzionali. Il volume dei dati e la capacità d'archiviazione gestite dalle strutture hyperscale superano di gran lunga quelli delle controparti enterprise. Secondo uno studio, la maggior parte delle compagnie hyperscale si aspetta una velocità di connessione di minimo 40 gigabyte per secondo o più. Comprendono di solito 5000+ server con un'area in eccesso di 10,000 metri quadri.

Allo stesso tempo, un data center hyperscale deve soddisfare la crescente domanda per scalabilità a diversi ordini di grandezza. Questi data center devono poter essere aumentati o diminuiti verticalmente o scalati orizzontalmente per gestire il carico sui server. Le compagnie possono richiedere che i data center hyperscale aumentino la loro capacità di computing, aggiungendo più macchine o scalare verso l'edege computing.

Giganti del tech come Yahoo, Facebook, Microsoft, Apple, Google, Amazon e IBM sono responsabili dell'operatività di circa la metà dei data center sul pianeta. Anche Switch gestisce enormi data center hyperscale ma in buona parte li affitta a grandi corporation che ne hanno bisogno.

All'interno di un data center hyperscale

Lo spazio è uno dei fattori cruciali quando si crea un data center hyperscale, poiché questo tipo di data center richiede vasti spazi. Uno dei 45 data center hyperscale di Microsoft posizionato a Quincy (WA) alloggia circa 24,000 miglia di cavi rete. In prospettiva, la lunghezza eguaglia quasi quella della circonferenza totale della Terra!

Un altro data center hyperscale gestito da Microsoft HDC, situato a Singapore, pur non essendo il più grande fisicamente, ospita tuttavia sufficiente cemento per costruire un marciapiede che connetta Londra a Parigi, ossia 215 miglia in lunghezza. Questo dovrebbe dare una buona idea della complessità e dell'ordine di grandezza necessari affinché un data center sia definito “hyperscale.”

Cosa interessante da notare è che, nonostante la complessità e la grandezza, un data center non richiede normalmente uno staff full-time di grandi dimensioni. Questo avviene perché la maggior parte della tecnologia impiegata nei vari settori è automatizzata. È possibile che in un data center hyperscale le dimensioni dello staff di sicurezza superino quelle dello staff IT e dello staff computing.

I più grandi data center hyperscale

Secondo l'International Data Corporation, un data center per essere considerato hyperscale deve superare minimo 5000 server e circa 10,000 metri quadri di spazio fisico. Un tipico data center hyperscale può utilizzare quasi lo stesso quantitativo di energia elettrica di una piccola città.

Il più grande campus data center appartiene a Switch ed è chiamato "La cittadella"; si trova in Tahoe Reno (NV). Switch utilizza questo data center Tier-4 come struttura di colocazione e affitta spazio ad altre corporation come Intel, Boeing, Qualcomm, Bungie e McAfee. Questa struttura di 7.2 milioni di metri quadri funziona con energie 100% rinnovabili, costando solamente 5 cent/kWh. Fornisce connettività super veloce a una popolazione hi-tech di zone come Los Angeles e San Francisco. Switch possiede anche un'altra struttura a Las Vegas (NV), chiamata SuperNap, la quale occupa 3.5 milioni di metri quadri di spazio.

Il data center hyperscale di Range International Information Group in Langfang, Hebei (Cina), si sviluppa su 6.3 milioni di metri quadri. Questa struttura è una testimonianza della capacità tecnologica cinese. IBM fornisce la tecnologia di design, le soluzioni business e altri servizi.

Il data center hyperscale DFT posseduto da DuPont Fabros Technology, posizionato ad Ashburn (Virginia), si estende su 1.6 milioni di metri quadri e ha sette diversi edifici data center.

Vantaggi dei data center hyperscale

Grazie alla sua complessità di ordine di grandezza e di computing, un data center hyperscale fornisce soluzioni attraenti per le grandi imprese. La maggior parte di queste riguarda le sfide che derivano dalla necessità di archiviare grandi quantità di informazioni. Di seguito sono elencati diversi modi tramite cui i data center hyperscale offrono vantaggi ai clienti business.

Economia potenziata

L'economia di scala è il vantaggio ovvio di un data center hyperscale. Con così tanto potenziale di computing a propria disposizione, i provider data center hyperscale possono gestire accordi di prezzi e servizi impensabili per data center più piccoli.

Workload equilibrato

I data center hyperscale distribuiscono il workload tra diversi server in maniera efficace in modo da evitare il surriscaldamento di un singolo server. Questo è importante perché un server surriscaldato può danneggiare anche i server vicini generando una reazione a catena.

Migliore efficienza energetica

Sebbene i data center hyperscale consumino grandi quantità di energia, complessivamente sono più efficaci in termini energetici. Permettono inoltre agli affittuari di affittare lo spazio in kilowatt, una soluzione molto più efficiente di affittare spazio rack a metri quadri. I data center hyperscale operano in questo modo perché utilizzano un dato numero di kilowatt quando distribuiscono l'energia.

Efficienza di raffreddamento

Il raffreddamento rappresenta la spesa operativa più importante per la maggior parte delle imprese. Con l'hyperscale, le compagnie possono ridurre efficacemente i costi di raffreddamento e concentrare le proprie energie sui server che eseguono la gran parte del lavoro d'elaborazione ad alta densità. Una struttura hyperscale fornirà il raffreddamento necessario riutilizzando il flusso di calore in una sola direzione.

Come iperscalare

Di seguito sono elencate alcune delle caratteristiche più comuni dei data center del settore. Per iperscalare in maniera efficace la tua compagnie deve lavorare sui seguenti aspetti base.

Rack server ad alta densità

Dei rack ben progettati costituiscono la base di una data center hyperscale pienamente funzionante. Dato che le compagnie utilizzano tipicamente i propri hardware in un data center hyperscale, le compagnie possono personalizzare i propri rack per soddisfare le proprie esigenze. La richiesta di hyperscale negli ultimi anni ha determinato l'utilizzo di spazio rack 48U che supera la controparte 42U, rendendolo il nuovo standard nel settore.

Livello elevato di raffreddamento

Attrezzando lo spazio con dei rack a così alta intensità energetica implica che vi debba anche essere un sistema di raffreddamento di alto livello. La maggior parte dei data center utilizza un sistema HVAC che dirige l'aria fredda da sotto il pavimento per raffreddare i corridoi. Al tempo stesso, i corridoi caldi scaricano l'aria calda tenendo la temperatura sotto controllo.

Grandi quantità d'energia

I data center possono facilmente consumare quantità di energia sufficienti per una piccola città. Un data center in Virginia, per esempio, ha utilizzato 1 gigawatt di energia, una quantità che può facilmente supportare i consumi di circa 700,000 abitazioni. Dato che gli hyper scale data center sono ad alta intensità energetica, devono essere costruiti in zone con elettricità conveniente.

Sicurezza e spazio

La sicurezza è una preoccupazione logica a fronte di tanto spazio ed energia in ballo. I data center costruiti in regioni remote sono naturalmente protetti da potenziali ladri, ma devono essere anche tuttavia pienamente attrezzati a proteggersi da cyber-attacchi, giacché contengono grandi quantità di informazioni dei clienti di natura riservata.

Gestire l'elaborazione dei dati in hyperscale

Gestire un data center hyperscale richiede fare aggiornamenti e assicurare la scalabilità. Vi sono due modi di scalare per un data center hyperscale. Ampliare verticalmente è un approccio che aiuta i data center ad aumentare la potenza computer. Questo è raggiunto aggiungendo potenza direttamente alle macchine già esistenti.

Alternativamente, un data center hyperscale può scalare orizzontalmente, aggiungendo nuove macchine e ampliando l'attrezzatura. Per gestire efficacemente un data center hyperscale le compagnie devono fare attenzione alla capacità finanziaria e alle entrate, alle infrastrutture fisiche e a alla distribuzione dei compiti di scalabilità.

La pandemia alimenta la crescita record di data center hyperscale

David Barnet, direttori di Americas Research, ha notato l'impatto che la pandemia sta avendo sulla crescete domanda di data center hyperscale. I disagi creati dalla pandemia hanno messo una pressione senza precedenti sui data center per fornire le risorse networking ad un pianeta ormai guidato dal tech. Questo ha determinato un aumento di richiesta e investimenti nei data center.

Secondo i dati postati da Synergy Research Group, il numero totale di data center gestiti dalle strutture hyperscale è raddoppiato dal 2016, mentre la fine del 2020 ha visto una crescita di altri 59 data center globalmente.

Hyperscale è un concetto che mette in discussione molti aspetti, visionario quanto futuristico. È esattamente la qualità di un data center hyperscale che consente ad esso di supportare tycoon del tech come Amazon, Ebay e Microsof.