Microsoft डेटा केंद्र

Microsoft का पहला डेटा सेंटर (DPC) 1989 में बनाया गया था। यह पहली पीढ़ी का डेटा सेंटर था, अब यह चौथी पीढ़ी का डेटा सेंटर है। Microsoft स्वतंत्र रूप से डेटा केंद्रों के डिजाइन, निर्माण और प्रबंधन का कार्य करता है। इन कार्यों के लिए, हमारे पास एक विशेष इकाई है - ग्लोबल फाउंडेशन सर्विसेज (जीएफएस)।



Microsoft किन केंद्रों के लिए डेटा केंद्रों का उपयोग करता है?
सबसे पहले, दुनिया भर के लाखों उपयोगकर्ताओं द्वारा उपयोग की जाने वाली सेवाओं की उपलब्धता सुनिश्चित करने के लिए (XBOX Live, Hotmail, MSN, Zune, SkyDrive, आदि)। अब इसे प्रसिद्ध शब्द सास (सेवा के रूप में सॉफ्टवेयर) कहा जा सकता है। दूसरे, एक वैश्विक स्केलेबल प्लेटफ़ॉर्म प्रदान करने के लिए जिस पर डेवलपर्स अपना सास बना सकते हैं। यह एक विंडोज एज़्योर प्लेटफ़ॉर्म है जो PaS (प्लेटफ़ॉर्म फॉर सर्विस) मॉडल को लागू करता है। आंकड़ों और तथ्यों में, यह कुछ इस तरह दिखता है:


बुनियादी डेटा केंद्र वास्तुकला
आइए डेटा सेंटर की बुनियादी संरचना से शुरू करें, इससे पहली और चौथी पीढ़ी के डेटा सेंटर के बीच के अंतरों को समझने में मदद मिलेगी। पारंपरिक डेटा सेंटर इन्फ्रास्ट्रक्चर का प्रतिनिधित्व निम्न प्रकार से किया जा सकता है (स्रोत द ग्रीन ग्रिड ):


बिजली की आपूर्ति प्रणाली । बिजली आपूर्ति प्रणाली ऊर्जा के साथ डेटा केंद्र की आपूर्ति के लिए जिम्मेदार है, आमतौर पर दसियों मेगावाट (मेगावाट)। आमतौर पर (केवल मामले में) डेटा केंद्रों के लिए, दो सबस्टेशन का उपयोग किया जाता है जो बिजली की आपूर्ति करते हैं। सबस्टेशन ( सबस्टेशन ) से, डेटा सेंटर सर्वर से अधिक वोल्टेज के साथ बिजली प्राप्त करता है ( आईटी लोड ) इनपुट पर स्वीकार करने के लिए तैयार है। इसलिए, ट्रांसफार्मर की आवश्यकता होती है जो वोल्टेज को कम करते हैं।

मुख्य ऊर्जा आपूर्ति प्रणाली की विफलता के मामले में, बैकअप जनरेटर प्रदान किए जाने चाहिए। इसके अलावा, औद्योगिक निर्बाध बिजली की आपूर्ति ( यूपीएस ) की आवश्यकता होती है। कृपया ध्यान दें कि "ब्लैक लाइन्स" (पावर प्लांट से बिजली) और "ब्राउन लाइन्स" (जनरेटर से बिजली) फिगर में यूपीएस तक जाती हैं, और ग्रीन लाइन्स (पहले से ही यूपीएस फ़िल्टर से गुज़रती हैं) बाहर जाती हैं। यह "ग्रीन लाइन्स" है जो डेटा सेंटर के उपकरण पर जाती है। यूपीएस का सबसे सरल प्रकार एक बैटरी-आधारित यूपीएस (बैकअप बैटरी यूपीएस) है, लेकिन डेटा केंद्रों के लिए यह आमतौर पर बहुत उपयुक्त नहीं है, क्योंकि काम का एक बहुत छोटा रिजर्व और अवधि प्रदान करता है। हमारे डेटा केंद्रों में, 2 - 2.5 मेगावाट की क्षमता वाले डीजल जनरेटर का उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, ऐसा जनरेटर 250 घरों वाले गांव की सेवा कर सकता है।


शीतलन प्रणाली । शीतलन प्रणाली उपकरणों को ठंडा करने के लिए जिम्मेदार है। इसके संचालन का सिद्धांत काफी सरल है:

1. पानी ("नीली रेखाएं") प्रवेश द्वार में प्रवेश करती है, जिसे कूलिंग टावरों या कूलिंग टावरों ( कूलिंग टावर्स ) का उपयोग करके ठंडा किया जाता है। आमतौर पर, कूलिंग टावरों का उपयोग गर्म जलवायु में किया जाता है। ठंडी जलवायु के लिए, वे अब केवल बाहर की ठंडी हवा का उपयोग करने की कोशिश कर रहे हैं (इस तरह की प्रणालियाँ कूलिंग टावरों की तुलना में बहुत सस्ती हैं), लेकिन इसके लिए सड़क पर कम आर्द्रता और हवा का तापमान 23 डिग्री से अधिक नहीं होना चाहिए। ऐसी प्रणालियों को एडियाबेटिक कूलिंग सिस्टम ( एडियाबेटिक सिस्टम ) कहा जाता है, इनका उपयोग चौथी पीढ़ी के डेटा केंद्रों में किया जाता है।
2. अगला कदम बड़े चिलर या चिलर ( चिलर ) हैं जो पानी को ठंडा करते हैं।
3. अगला, पानी विशेष एयर कंडीशनर में प्रवाहित होता है - सीआरएसी (कंप्यूटर रूम एयर कंडीशनिंग यूनिट), जो पहले से ही डेटा सेंटर (जोन 1) में हैं।
4. हवा से गर्म किया गया पानी ("लाल रेखाएं") फिर से पूरे शीतलन चक्र से गुजरता है।

जब कमरे को ठंडा किया जाता है, तो यह बहुत महत्वपूर्ण है कि गर्म और ठंडी हवा मिश्रित न हो। उदाहरण के लिए, चार सिस्टम भिन्नताओं की तुलना करें:


उच्च सर्वर घनत्व वाले रैक के लिए अंतिम चौथा विकल्प बहुत बार उपयोग नहीं किया जाता है।

कुल मिलाकर, यह हो जाता है कि डेटा केंद्रों का निर्माण करते समय निम्न कार्यों को हल करना आवश्यक है:

1. सर्वरों को सीधे आने वाली अधिकतम ऊर्जा दें, और अन्य प्रतिष्ठानों (शीतलन, एयर कंडीशनिंग, आदि) को नहीं।
2. यह डेटा सेंटर (कम इंस्टॉलेशन, और इसलिए, इसके लिए उपयोग की जाने वाली बिजली, बेहतर) को ठंडा करने के लिए सबसे अधिक कुशल है।
3. डेटा सेंटर क्षेत्र का सबसे कुशल उपयोग (प्रभावी शीतलन के साथ, सर्वरों का घनत्व काफी बढ़ सकता है, जिसका अर्थ है डेटा सेंटर के क्षेत्र को कम करना और इसके लिए साइट की लागत)।

तकनीकी विवरण, उदाहरण के लिए, शीतलन प्रणाली और जनरेटर के कामकाज, हॉर्बस्टा में पाए जा सकते हैं (बिली ब्लॉक से:

• यारोस्लाव में डेटा सेंटर: पिछले पांच वर्षों के एक सपने का अवतार ;
• यारोस्लाव में डेटा सेंटर: सुचारू संचालन के लिए इंजीनियरिंग समाधान ;
• एक डेटा सेंटर का निर्माण, भाग 3: ठंडा परोसें ।

बिजली उपयोग प्रभावशीलता (PUE)
डेटा केंद्रों की प्रभावशीलता को निर्धारित करने के लिए, एक विशेष संकेतक (दक्षता का एनालॉग) है - पावर उपयोग प्रभावशीलता (पीयूई)।
परंपरागत रूप से, PUE मान को केवल उपयोगी (उपकरण, सर्वर, भंडारण, आदि) आईटी उपकरणों की ऊर्जा खपत के लिए डेटा सेंटर की कुल ऊर्जा खपत के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है।


मान लें कि डेटा केंद्र (सर्वर, प्रकाश, आदि) के कामकाज के लिए 15 मेगावाट की आवश्यकता होती है, और सर्वर द्वारा केवल 10 मेगावाट की खपत होती है, इसलिए PUE = 1.5। यह पता चला है कि कम PUE, बेहतर है। अब डेटा सेंटर के लिए, 1.3-1.5 PUE को मानक माना जाता है। पहली पीढ़ी के डेटा केंद्रों की तुलना में चौथी पीढ़ी के डेटा केंद्रों में PUE काफी कम है।

डेटा सेंटर और ITPAC की जनरेशन (IT Preassembled Components)



पहली पीढ़ी सर्वर है, दूसरी पीढ़ी सर्वर रैक है, तीसरी पीढ़ी कंटेनर है, और चौथी पीढ़ी विशेष मॉड्यूल (आईटी प्रास्पेम्स्ड घटक, आईटीपीएसी) है।


पारंपरिक कंटेनरों में, बाहरी जल शीतलक का उपयोग किया जाता है, जिसके लिए लाइनों को ठंडे पानी से जोड़ना आवश्यक है; इसके अलावा, उनकी बिजली दक्षता थोड़ी कम है। ITPAC पर आधारित नवीनतम मॉड्यूलर DPCs के लिए, एक हवा-पानी प्रणाली का उपयोग किया जाता है ( मॉड्यूल के अंदर पानी की बूंदों का छिड़काव, जो वाष्पीकरण के माध्यम से शीतलन दर को बढ़ाता है ), और ऊर्जा दक्षता संकेतक (PUE) 1.05 है, जो कि प्रत्येक वाट के लिए सर्वरों को भेजा जाता है। कूलिंग इंफ्रास्ट्रक्चर की जरूरतों पर केवल 0.05 वाट खर्च किया जाता है।

वास्तव में, ITPAC डेटा सेंटर के निर्माण के लिए एक पूर्ण मॉड्यूल के लिए कुछ मानक है। इसमें कंटेनर और इसके घटकों के लिए विनिर्देशों हैं: रैक, वेंटिलेशन सिस्टम और अन्य उपकरणों के लिए, साथ ही पानी, बिजली और डेटा ट्रांसमिशन नेटवर्क सहित आपूर्ति संचार के लिए। एक महत्वपूर्ण विशेषता प्रारंभिक शीतलन के बिना बाहरी हवा का उपयोग करने की संभावना है, जिनमें से तापमान काफी व्यापक सीमा पर भिन्न हो सकता है। आंतरिक वायु कंडीशनिंग प्रणाली के कामकाज को सेवन हवा के तापमान के आधार पर नियंत्रित किया जाता है। तो, इसमें एक महत्वपूर्ण वृद्धि के मामले में, ITPAC कंटेनर के अंदर पानी का ठंडा चालू होता है, जब यह एक निश्चित सीमा तक गिर जाता है, तो सर्वर द्वारा गर्म हवा का उपयोग मॉड्यूल के अंदर एक आरामदायक वातावरण बनाए रखने के लिए किया जाता है। सामान्य तापमान पर, सर्वरों को ठंडा करने के लिए इनटेक एयर का प्रवाह पर्याप्त होता है। ITPAC में 2000 से अधिक सर्वर हो सकते हैं।


ITPAC का उपयोग कर एक डेटा सेंटर का निर्माण कई गुना तेज और अधिक कुशल है: लागत प्रभावी शीतलन प्रणाली, ITPAC कंटेनरों को दूरस्थ रूप से निर्मित किया जा सकता है और डेटा सेंटर के तहत साइट पर असेंबल किया जा सकता है।


डेटा केंद्र कहाँ स्थित हैं?
नीचे डेटा केंद्रों की भौगोलिक उपस्थिति है। अगर हम विंडोज एज़्योर के बारे में बात करते हैं, तो अब यह 8 डेटा सेंटर हैं (4 उत्तरी अमेरिका में, 2 यूरोप में और 2 एशिया में)। वैसे, उनमें से दो ने बहुत पहले विंडोज एज़्योर का समर्थन करना शुरू नहीं किया था।


विंडोज एज़्योर के लिए, यहां यह ध्यान देने योग्य है कि पड़ोसी क्षेत्रों के डेटा केंद्रों के लिए वे स्वचालित रूप से और फ़ाइल भंडारण डेटा की प्रतियां बनाते हैं, अर्थात। यह स्वचालित प्रतिकृति है। नतीजतन, हमें अपने डेटा की 6 प्रतियां (प्रत्येक डेटा सेंटर के लिए 3 प्रतिकृतियां) मिलती हैं। इन सभी उपायों (प्रतिकृति, अलग-अलग बिजली की आपूर्ति, आदि) का उद्देश्य अंतिम विकसित अनुप्रयोग या सेवा की दोष सहिष्णुता को बढ़ाना है जो हम प्रदान करते हैं या जिसे हमारे पाएएस प्लेटफॉर्म पर विकसित किया गया था। वैसे, एक और दिलचस्प बिंदु: जैसा कि हमने पहले कहा था, सर्वर और रैक के लिए आपको यूपीएस या जनरेटर की आवश्यकता होती है। जनरेटर काफी अधिक डेटा सेंटर ऊर्जा का उपभोग करते हैं, इसलिए यूपीएस का उपयोग करना अधिक "किफायती" है, लेकिन जैसा कि हम याद करते हैं, इसका रिज़र्व पर्याप्त नहीं हो सकता है - फिर सर्वर विफल हो जाएगा या डेटा खो जाएगा (जो अच्छा नहीं है)। तो, यह प्रतिकृति और भू-वितरण का दृष्टिकोण है जो आपको डेटा सेंटर के बुनियादी ढांचे के स्तर से अनुप्रयोगों और सेवाओं के स्तर तक एसएलए के लिए डेटा और ट्रांसफर की देखभाल नहीं खोने देता है, और यह आपको PUE के गुणांक को कम करने और दक्षता बढ़ाने की अनुमति देता है।

कैलिफोर्निया में डेटा सेंटर नीचे की छवि जैसा दिखता है:


पैमाने को महसूस करने के लिए, आइए एक फुटबॉल मैदान (पीले आयतों, जिनमें से प्रत्येक 2464 एम 2 है) से तुलना करें:


आगे क्या है? पांचवीं पीढ़ी का डेटा सेंटर?
डेटा केंद्रों की पांचवीं पीढ़ी क्या होगी? आइए डेटा को ऊर्जा के एक नए रूप के रूप में देखें:


पुराने दिन : डेटा केंद्रों और सास, घरों या व्यवसायों को युग ने सीधे बिजली प्राप्त की और इसे अपने विवेक (अपने सर्वर रूम, आदि के लिए) पर इस्तेमाल किया। यहाँ क्या नुकसान है? रास्ते में "ऊर्जा का बड़ा" बेकार।

आज : डेटा केंद्रों के आगमन के साथ, उन्होंने ज्यादातर काम और गणना करना शुरू कर दिया, और आउटपुट पर हमें डेटा (Saas) मिलता है। आप देख सकते हैं कि ऊर्जा का "अपशिष्ट" पहले से बहुत कम है।

भविष्य : एक डेटा सेंटर और एक ऊर्जा स्रोत (सबस्टेशन) को मिलाएं। और यह एक नया तरीका है, क्योंकि प्रति मील बिजली वितरण पर लगभग $ 2 मिलियन खर्च किए जाते हैं। एक ऑप्टिकल चैनल (टावरों के बजाय) बहुत सस्ता है। और हम पहले से ही इस अवधारणा का पालन करना शुरू कर रहे हैं, उदाहरण के लिए, आयरलैंड में निर्माणाधीन नया डेटा सेंटर। इस डेटा सेंटर की मुख्य विशिष्ट विशेषता इसकी अपनी ऊर्जा आपूर्ति प्रबंधन बुनियादी ढांचे की उपलब्धता होगी। मेरा मानना ​​है कि कई क्लाउड प्रदाताओं ने पहले से ही इस बारे में सोचा है।

आगे क्या होगा यह भविष्य द्वारा दिखाया जाएगा, लेकिन अब उन्नत प्रौद्योगिकियों और पाएएस वास्तुकला के उपयोग के माध्यम से ऊर्जा दक्षता के नए स्तर हासिल किए गए हैं।

यदि कोई Microsoft डेटा केंद्रों के बुनियादी ढांचे में रुचि रखता है, तो ग्लोबल फाउंडेशन सेंटर (GFS) वेबसाइट पर जाएं - हमारे पास बताने के लिए कुछ है, क्योंकि Microsoft न केवल एक सॉफ्टवेयर कंपनी है, बल्कि डेटा सेंटर मॉड्यूल और सामान्य रूप से डेटा सेंटर आर्किटेक्चर के विकास में भी व्यापक अनुभव है। वीडियो पेज पर, आप इसके निर्माण के क्षण से शुरू होने वाले डेटा सेंटर का एक आभासी दौरा कर सकते हैं (यह तैयार डेटा सेंटर की तुलना में और भी दिलचस्प है)।

पुनश्च। मैं लेख को तैयार करने में उनकी मदद के लिए कोंस्टेंटिन किचिंस्की और एंजेई आर्शवस्की को धन्यवाद देना चाहता हूं।