基本介紹
- 中文名：數據中心
- 外文名：datacenter
- 詞性：名詞
- 英式發音：['deɪtə,sentə]
- 釋義：集中管理、存儲和處理數據的設施
基本含義,發展歷程,基本特徵,套用,影響,相關研究,
基本含義
“datacenter”是一個英語名詞，美式拼寫，也可寫作“data center”。其音標為/ ˈdeɪ təˌsɛn tər /。詞源為“data”（數據）與“center”（中心）的組合。其核心定義為：一個配備或連線有一台或多台計算機，用於處理或傳輸數據的設施。
發展歷程
數據中心的演變始於20世紀50-60年代的大型集中式主機房，這些是當代數據中心的前身。隨後，其規模和技術不斷演進，發展為能夠容納數千甚至數萬台物理伺服器的超大規模設施。
近年來，模組化設計與施工因其符合快速演進的技術需求、能加速開發進程並降低成本而被廣泛採用。同時，可持續性和與環境的融合成為重要趨勢，例如微軟在維吉尼亞州的數據中心引入大型木結構以降低碳足跡，以及探索利用自然冷卻甚至水下數據中心等創新形式。
在散熱技術方面，為了應對能耗挑戰，從傳統的氣冷發展到更高效的液冷技術，甚至出現了如兩相浸入式冷卻等前沿方案。
基本特徵
數據中心是為集中放置的電子信息設備提供運行環境的建築場所，可以是一棟或幾棟建築物，也可以是一棟建築物的一部分，包括主機房、輔助區、支持區和行政管理區等。數據中心的架構通常採用分層、模組化的方式組織，包含物理和邏輯布局以支持大規模計算和存儲需求，其物理布局包括成千上萬台排列在機架中的伺服器，通過交換機和路由器互聯，並配有供電和冷卻等支持系統。數據中心網路傳統上依賴分層架構，通常採用樹狀結構，包含接入層、匯聚層和核心層交換機。
虛擬化技術通過資源池化，使物理資源能夠被分區並作為存儲和計算資源池進行管理，發揮著關鍵作用。數據中心管理涵蓋技術和信息技術問題的監督，包括計算機和伺服器操作、數據錄入、數據安全、數據質量以及用於數據處理的服務和套用管理。電源使用效率是廣泛用於衡量數據中心能效的指標，定義為數據中心總能耗與關鍵IT基礎設施系統所用能源之比。液冷技術相比氣冷解決方案更能最佳化電源使用效率，有助於最佳化伺服器密度、空間和能效，並延長硬體壽命。
數據中心的物理安全涉及訪問控制系統、生物識別認證和閉路電視監控等措施，以防止對敏感區域和資源的未授權物理訪問。綠色運維要求在確保設備運行環境穩定的前提下，通過科學管理資源、最佳化運維策略、提升人員素質和控制環境影響，實現電能利用效率、水利用效率等方面的最最佳化。超大規模數據中心的資源分配最佳化面臨可用性（難以轉化為精確數學公式）和可擴展性挑戰。跨地理分布數據中心的機器學習訓練全局調度需處理數據與GPU深度耦合及負載不平衡等問題。
套用
Datacenter是配備或連線計算機用於處理或傳輸數據的設施。該詞在技術領域的具體套用可見於相關例句，例如“Does Google have any intention of actually building these floating data centers?”以及“The state of Texas is emerging as a major player in the datacenter buildout...”。
影響
數據中心的建設與運行消耗土地、水、電等資源，並產生碳足跡。綠色運維的基本目標是在確保運行環境穩定可靠的前提下，實現資源效率最大化、環境影響最小化，並建立廢舊設備回收體系。液冷技術有助於最佳化伺服器密度、空間和能效，並能延長硬體壽命。兩相浸入式冷卻通過液體直接接觸伺服器組件吸收熱量並汽化，蒸汽冷凝後循環利用，形成閉環冷卻系統，有助於降低能耗和故障率。模組化設計、使用交叉層壓木材（CLT）等可持續材料、以及利用自然環境進行冷卻的設計理念有助於降低數據中心的隱含碳足跡並與環境融合。
相關研究
數據中心的設計演變研究表明，模組化建造、可持續建築及城市融合成為前沿方向。模組化設計與施工已被證明對數據中心架構大有裨益，符合快速演進的技術需求。微軟的Natick項目通過探索水下數據中心的可能性，推動了模組化數據中心設計的邊界。
冷卻技術研究方面，兩相浸入式冷卻被用於提高散熱效率，微軟稱這種方法為兩相浸入式冷卻，浸泡的液體用的是3M公司特別設計的不導電液體，並形象形容為“浴缸”。液冷技術有助於最佳化伺服器密度、空間和能效，延長硬體壽命，英特爾處於液冷技術的前沿。AI驅動的能效最佳化工具也被研究，例如英特爾提供工具來自動最佳化基礎架構，提升能效。
資源調度算法研究中，MAST系統專注於跨地理分布數據中心的機器學習訓練全局調度，處理深度耦合性（Data-GPU collocation）和可擴展性挑戰。超大規模數據中心的資源分配最佳化也面臨可擴展性和可用性挑戰。
金山詞霸. "數據中心 (data center)". 金山詞霸_free_fanyi_線上翻譯_翻譯線上_查詞_漢譯英詞典. 2024-09-23.
Dictionary.com. "datacenter". Dictionary.com. 2023-12-08.
OSDI 2024. "OSDI 2024 論文評述 Day 2 Session 6: Cloud Computing". OSDI 2024 會議. 2024-07-12.
