什么是数据中心?
数据中心即互联网数据中心(Internet Data Center),是算力的载体。
我们可以将数据中心理解为一个超大规模的机房,存放了大量服务器、存储设备、网络设备,以及其他相关物理基础设施。
各设备和模块之间协同工作,提供强大的计算能力、存储能力和网络连接能力。
数据中心的三大基础结构分别是计算、存储和网络。
计算
采用高性能CPU、显卡(GPU)、大容量内存和高速存储的服务器是数据中心的计算主力军,拥有强大算力,满足各类高性能应用的需求。
CPU负责逻辑判断、数据运算和控制调度等任务,CPU的计算能力决定了服务器的整体性能。
GPU是专门设计用于高效并行处理大量数据的处理器。在大规模并行计算场景下,GPU能极大地提升计算效率,适用于图形渲染、深度学习、科学计算等领域。
据国外研究机构统计,2023年全球数据中心GPU总出货量达到了385万颗,相比2022年的267万颗增长了44.2%。
除此之外,还有FPGA和ASIC,是根据特定应用需求进行半定制或全定制设计的AI芯片,专业性更强、算力更高、功耗更低。
存储
数据中心的存储设备包括硬盘、磁盘阵列、分布式存储系统,以及NAS、SAN等外挂式网络存储。
数据中心的存力决定了数据的实际存储量和可用性,对于数据长期保存的完整性和安全性至关重要。
网络
数据中心的网络设备包括交换机、路由器、防火墙等,是数据中心内部与外部互联互通的基础设施,确保数据能在计算节点、存储设备以及外部用户之间高效安全地传输。当面对庞大业务量时,网络设备能够满足数据中心内大规模、高并发的数据传输需求,同时兼顾网络的管理效率和安全性,为数据中心内部所有设备提供稳定可靠的数据通信。在数据中心的网络架构中,较为常见的是叶脊网络,具有可扩展性、高可靠性和高性能。叶脊网络由叶交换机(Leaf Switch)和脊交换机(Spine Switch)组成。叶交换机用于连接服务器和存储设备,脊用于连接叶交换机,是网络的骨干。