小枣君注：前几天介绍 东数西算 的时分，许多同学问到了关于数据中心的问题。今日专门写一篇，与咱们沟通讨论。

　　从效果上来看，数据中心便是一个超大号的机房，里边有许多许多的服务器，专门对数据进行会集办理（存储、核算、沟通）。

　　依据业界组织核算，2020 年全球经数据中心处理的数据流量高达 15.3ZB（1ZB ≈ 10 亿 TB），占全球总流量的 99.35%。也便是说，简直一切的互联网数据，都离不开数据中心的处理，由此可见其重要性。

　　按现在比较盛行的说法，数据中心是像水厂、电厂相同的重要根底设备，是数字经济的动力引擎，也是国家和社会开展的支撑底座。

　　上世纪 60 年代的时分，人类还处于大型机年代。那时，为了寄存核算机体系、存储体系和电力设备，人们修建了机房，并将其称为服务器农场 （Server farm）。

　　到了 90 年代，跟着互联网的诞生和蓬勃开展，许多公司开端推广信息化。他们建造自己的网站，还建立了很多的邮件、FTP、OA 办公自动化等服务器。

　　有些公司将服务器放在企业内部的机房。也有些公司，由于服务器不多，但又不愿意放在办公室（噪音大、简略断电、安全性低），所以，就 保管 在运营商机房，租借运营商的场所、电力、网络带宽，让对方代为办理和保护。

　　所以，数据中心的概念开端逐步构成。1996 年。一家名叫 Exodus 的美国公司（专门从事机房设备建造和带宽服务），最早提出了 IDC 这个叫法。

　　1997 年，苹果公司推出了一款名叫 Virtual PC（虚拟 PC） 的虚拟机软件。后来，VMWare 也推出了现在大名鼎鼎的 VMWare Workstation，标志着虚拟机年代的到来，为数据中心的演进打下了根底。

　　跟着时间推移，第一代数据中心的保管服务开端精细化，从完好的服务器主机保管，延伸出了网站保管，呈现了虚拟主机服务。

　　也便是说，在某一台服务器上，经过虚拟主机软件，虚拟出 N 个网站主机，租借给 N 个客户运用。

　　除了网站之外，还呈现了数据存储空间租借等多样化的服务。这便是 IDC 数据中心的第二个阶段。

　　再往后，到了 20 世纪初，亚马逊、谷歌等公司提出了云核算，从而将数据中心带入了第三个阶段（云核算阶段），继续至今。

　　云核算阶段，是第二阶段的晋级演进。它经过虚拟化技能、容器技能，完全完结了数据中心服务器算力资源的池化。一切的 CPU、内存、硬盘等资源，都由更为强壮的虚拟化软件办理，然后分配给用户运用。

　　从物理硬件租借，进化为虚拟硬件租借，乃至软件渠道租借、服务租借。IaaS、PaaS、SaaS，就这样呈现在咱们面前。

　　前面小枣君说了，数据中心便是一个大机房。所以，从硬件品种上来说，数据中心和咱们曾经常常看到的企业内部机房差不多，只不过规范、层次和办理等级更 high level 一点。

　　主设备，是真实完结核算和通讯功用的设备，也便是以服务器、存储为代表的 IT 算力设备，以及以沟通机、路由器、防火墙为代表的通讯设备。

　　底层根底支撑设备设备，又分为多种，首要是供配电体系和散热制冷体系，别的还有消防体系、监控体系、楼宇办理体系等。

　　数据中心最根底的主设备，当然是服务器。服务器其实也便是个高功能核算机，咱们应该都见过，里边和台式机相同，是 CPU、内存、主板、硬盘、显卡（GPU）、电源等。

　　曾经，服务器基本上都是 Intel 架构（更早的时分，还有 PowerPC、SPARC 等）。现在，跟着国家方针改变，国产 CPU 兴起，占有越来越多的比例。这些国产 CPU 选用 ARM 架构，性价比更高，本钱更低。

　　一个常见规范机架，高度尺度一般是 42U。U 是一种表明服务器外部尺度的单位，是 unit 的缩略语，1U 等于 4.445cm。机架宽度的线mm。

　　机架的深度有许多种，包含 600mm、800mm、900mm、1000mm、1200mm 等。一般来说，IT 设备（服务器）机架的深度更深（1100mm 或 1200mm），而通讯设备的深度会浅一些（600mm）。

　　现在处处都讲大数据，咱们人类发生的数据量每年都在激增，也就增加了对存储设备的数量和功能要求。

　　咱们应该都知道，现在干流的核算机存储硬盘分为 HDD 和 SSD 两种。HDD 便是咱们传统的机械硬盘，而 SSD 是逐步开端遍及的固态硬盘。

　　SSD 归于半导体存储器，存储速率快，体积小，十分受欢迎。可是，它的价格贵重。关于数据中心来说，出于性价比考虑，HDD 仍然是干流挑选。而 SSD，现在首要用于高端客户、高功能需求事务。

　　TOR 沟通机，是数据中心范畴的常见名词。望文生义，便是机架顶部沟通机的意思。这类沟通机，是数据中心最底层的网络沟通设备，担任衔接本机架内部的服务器，以及与上层沟通机相连。

　　事实上，机架沟通机并没有说一定要放在机架顶部。它既能够在机架顶部，也能够在机架的中部或底部。之所以一般放在顶部，仅仅由于这样最有利于内部布线。

　　值得一提的是，现在数据中心为了高带宽传输数据，遍及运用光纤代替网线。所以，光纤、光模块和光通讯设备（OTN 等），成为数据中心重要的组成部分。

　　尤其是光模块，高速率光模块（例如 400G）价格很贵重，占了数据中心很大一块本钱，限制了开展。

　　现在还有一个比较盛行的光通讯名词，叫做DCI，也便是 Data Center Inter-connect（数据中心互联）。现在盛行分布式布置，数据中心之间的数据流量很大，对带宽要求很高。

　　咱们国家搞的那个 东数西算 ，就涉及到数据中心的互联互通，对 DCI 相关商场有不行忽视的刺激效果。

　　数据中心配电柜分为中压配电柜和低压配电柜。中压配电柜首要是 10kV 电压等级，向上接入市电，向下接低压配电柜。低压配电柜首要是 400V 电压等级，对电能进行进一步的转化、分配、操控、保护和监测。

　　除了配电柜之后，为了确保紧迫情况下的正常供电，数据中心还会装备很多的 UPS（不间断电源）乃至柴油发电机组。

　　HVDC 是 High Voltage Direct Current，高压直流输电。它和 UPS 之间的差异涉及到较为杂乱的强电常识，后续有时机再专门介绍。

　　总归，HVDC+ 市电 的可靠性和安全性更高，供电功率强于 UPS+ 市电 ，是不间断电源的干流开展趋势。

　　有过 ICT 职业实践从业经历的同学们都知道，服务器这样的 IT 设备一般是运用 220V 沟通电，而核心网、无线等通讯设备则更多运用的是 -48V 直流电。

　　市电供电，一般都是沟通。数据中心，一般既会供给 -48V 直流，也会供给 220V 沟通（经过 AC-DC 转化和 DC-AC 逆变转化）。

　　事实上，直流现在正成为更多数据中心的挑选（例如谷歌），由于直流的损耗更小，对电能的利用率更高，契合现在数据中心高算力下的高能耗开展趋势。

　　制冷体系是数据中心除了主设备之外的第二大耗能主体。关于数据中心的耗电数据，我在 东数西算 那篇文章中有具体介绍，这儿就不多说了。

　　风冷一般选用风冷空调体系。和咱们家用空调相同，数据中心风冷空调也分为室内机和室外机。相对来说，技能老练，结构简略，简略保护。

　　液体的导热才能是空气的 25 倍，相同体积下，液体带走的热量是空气的近 3000 倍。从噪音视点来看，平等散热水平下，液冷的噪音比风冷下降 20-35 分贝。从能耗的视点来看，液冷比风冷节省电量 30%-50%。

　　现在，液冷技能被职业遍及看好，但仍处于探究阶段。从整体来看，液冷的商场前景十分宽广，据称商场规模超越千亿。

　　关于制冷和散热，值得一提的是，机柜池级、排级和机柜级等近端制冷方法，正在兴起，成为新建数据中心的干流挑选。

　　传统的制冷都是房间级，对整个机房进行空调制冷，这种方法制冷途径太长，功率太低，无法满意高功耗设备的散热需求，能耗也很大。

　　除了配电和散热制冷之外，数据中心还有一些和办理运维有关的设备设备，例如动环监控体系、楼宇自动操控体系、消防体系等。

　　DCIM 全名叫做 Data Center Infrastructure Management，是闻名咨询公司 Garter 提出来的。它的办理规模更为全面，选用东西监控、办理和操控数据中心的一切 IT 主设备以及配套根底设备。

　　呈现火灾后，火灾和烟雾传感器的警铃响起，然后，机房区域能够开释氩气、氮气这样的惰性气体，掠夺火焰中的氧气，完结救活（大约几十秒就能搞定）。

　　数据中心是一个巨大的体系，建造进程十分杂乱繁琐，工期也很长。这些年，为了更快速、更灵敏地布置数据中心，厂商推出了模块化数据中心的概念。

　　说白了，便是将数据中心的结构体系、供配电体系、暖通体系、消防体系、照明体系、归纳布线等进行集成，变成一个一个的 积木 。然后，将 积木 运送到现场后，进行简略吊装、建立，就能够完结建造和布置。

　　选用这种方法，大型数据中心的建造周期从 18-24 个月紧缩成了 6 个月左右，经济效益显着。

　　正如我前文所说，数据中心是数字年代重要的信息化根底施行，是算力的重要载体，直接决议了国家的数字竞争力。

　　在 东数西算 战略的带动下，国内数据中心将迎来又一波开展热潮。依据数据核算，2022 年我国数据中心事务商场规模将到达 3200.5 亿元，年均复合增长率高达 27.0%。2025 年，国内数据中心 IT 投资规模有望到达 7070.9 亿元。

　　除了数量激增之外，数据中心正在向绿色化、智能化的方向开展，活跃引进 AI 人工智能，提高能效，下降运营杂乱度。