60 лет эволюции Центров Обработки Данных (ЦОД)

Дата-Центры, которые мы знаем сегодня, возникли на заре компьютерной эры, когда отдельные ЭВМ занимали целые комнаты, этажи и здания.

Один из самых первых коммерческих компьютеров был “Универсальный Автоматический Компьютер 1” (Universal Automatic Computer 1), или Univac 1, созданный компанией Eckert-Mauchly Computer Corporation, а затем Remington Rand, после покупки первой. Первый Univac использовался американским Бюро переписи в марте 1951.

Пятый Univac 1, первоначально построенный для американской Комиссии по атомной энергии, использовался американским диктором Си-Би-Эс (CBS), чтобы предсказать правильный результат президентских выборов 1952 года. На фото выше, Univac 1 с легендарным ведущим новостей Си-Би-Эс Уолтером Кронкайтом.

Univac 1005 был представлен в 1966 году и, в отличие от коммутационной панели его предшественника 1004, использовал для обработки данных перфокарты

Мобильный компьютер использовался американской армией на поле боя во время американо-вьетнамский конфликта.

Идея мобильной компьютерной комнаты сейчас используется во многих Дата-Центрах. В последнее время, все более популярным становится модульный подход, в котором контейнеры для размещения серверов могут быть добавлены или удалены по мере необходимости.

Самые ранние компьютеры были построены для выполнения определенных задач, но к 1960-ым годам компании, такие как IBM, начали предоставлять клиентам доступ к своим системам на почасовой основе, для выполнения задач по обработки данных.

Центр обработки данных IBM в Нью-Йорке на фото выше, был одним из таких.

Идея покупки вычислительной мощности на определенный период времени является все еще популярной и сегодня, она нашла свое отражение в современных ЦОД, предоставляющих облачные сервисы.

Развитие мэйнфреймов стал следующим шагом в эволюции Дата-Центров.

Изначально термин «мэйнфрейм» употреблялся для обозначения типовых процессорных стоек, но позже стал означать высокопроизводительные компьютеры с огромным запасом оперативной памяти, предназначенным для обработки и хранения большого объема данных.

Рассвет развития мэйнфреймов пришелся на 1970-е и 1980-е года, когда компании получили возможность размещать их в своих помещениях, прежде чем появился клиент-серверный подход.

Благодаря тому, что с ростом мощности и производительности, росли и требования к охлаждению, мэйнфреймы стимулировали развитие некоторых концепций охлаждения, которые и сейчас используются в современных Дата-Центрах. Методы охлаждения, вентиляции и изоляции источников питания — все эти элементы впервые появились при использовании мэйнфреймов и впоследствии получили развитие в Дата-Центрах.

На момент его запуска, в июне 1970 года, модель IBM’s 195 мэйнфрейма (на фото выше), была самой мощной вычислительной системой, построенной компанией IBM.

Появление клиент-серверной архитектуры и усложнение инфраструктуры привело к переходу от одного компьютера в виде мэйнфреймов к ЦОД, который мы знаем сейчас, где некоторое количество серверов используется для операции и поддержки бизнеса.

К 1980 году Дата-Центры начинают появляться на многих предприятиях, которые и по настоящее время используется для развития бизнеса. Несколько компаний, такие как HP, продавали стандартизированные системы, микрокомпьютер HP 3000 с 1986 (на фото выше), с помощью которого организации смогли наращивать свои вычислительные мощности.

Поскольку размер и вычислительная мощность Дата-Центров увеличивалась следующие несколько десятилетий, поиск большей энергоэффективности стал набирать темпы.

К 1990 HP запустила свою серверную систему HP 9000 (на картинке выше), которая сосредоточился на повышении эффективность.

С увеличением размеров и вычислительной мощности Дата-Центров, появилась потребность в программном обеспечении, которое бы позволило управлять инфраструктурой ЦОД.

Разработка компании HP под название OpenView, представленная в 1994 году, была специально разработана для Дата-Центров и позволяла операторам осуществлять контроль и мониторинг инфраструктуры ЦОД из центральной консоли (на фотографии выше).

Концепция блейд-серверов стала частью лексики Дата-Центров в течение первого десятилетия 21 века.

Эти тонкие микрокомпьютеры в виде лезвий, устанавливаются в специальную блейд корзину и поддерживают горячую замену не вызывая нарушения в работе остальных компонентов сервера.

На изображение показаны блейд-сервера компании Dell, обеспечивающие высокую производительность. Они используются для обработки сейсмических данных и работы с изображениями компании Geotrace.

Многие руководители центров обработки данных в начале 2000-х годов обратили внимание на технологию виртуализации, необходимую для снижения быстро растущих расходов на энергопотребление в ЦОД.

Виртуализации серверов, в которых программное обеспечение используется для разделения физических серверов на несколько виртуальных машин, является одной из технологий, которая влияет на потребление электроэнергии, а также на кол-во размещаемого оборудование в Дата-Центре. Технология, позволяющая уменьшить количество физических серверов в ЦОД путем виртуализации, снижает потребление энергии и уменьшает потребности в охлаждении.

Виртуализация также позволяет Дата-Центрам быть более гибкими, поскольку она позволяет виртуальным машинам добавлять или удалять необходимое количество вычислительных ресурсов без необходимости покупки нового оборудования.

Один из последних крупнейших проектов по виртуализации серверов стал Британский суперкомпьютер Tesco, в котором было виртуализировано 1 500 Windows-серверов на базе технологии Citrix.

Ожидалось, что схема виртуализации Дата-Центр сократит выбросы углерода в атмосферную 20 процентов.

Стремительный рост компании Google в первом десятилетии нового века позволил компании построить один из крупнейших Дата-Центров в мире.

На фото выше первый контейнерный Дата-Центр Google, открытый в 2005 году. 45 контейнеров более двух этажей, способных вместить в общей сложности более 45000 серверов, мощность Дата-Центра составляет 10 МВт. Коэффициент эффективности использования электроэнергии (PUE) в Дата-Центре составил 1,25

Чикагский Дата-Центр Microsoft, открывшийся в 2009 году, также был построен с использование контейнеров.

В строительстве Дата-Центра использовалось 56 контейнеров, которые могу вмещать от 1800 до 2500 серверов. Около трети всех серверов размещаются в более традиционных гермозонах Дата-Центра.

Контейнерный подход, впервые продемонстрированный в 1960-х годах с Univac 1005, обеспечивает более гибкий подход к наращиванию инфраструктуры ЦОД.

В последние несколько лет, на операторов Дата-Центров увеличилось давление экологов, выступающих за минимизацию загрязнения экологии и использования зеленых технологий при проектировании новых ЦОД.

На фотографии выше, представлен инновационный Зеленый Дата-Центр IBM, расположенный в штате Коннектикут. IBM использует данный объект для исследования, различных возможностей использования зеленых технологий в ЦОД.

Одна из разработанных технологий IBM Cool Blue позволяет управлять энергопотреблением и охлаждением на уровне отдельных серверов, серверных шкафов или Дата-Центров в целом. Размещение с монтажной стороны серверного шкафа, специальной двери, в которой циркулирует холодная вода, позволяет снизить температуру воздуха выбрасывающегося в горячий коридор.

Свободное охлаждение и использование возобновляемых источников энергии стал одним из последних трендов в развитии Дата-Центров.

Исландский Дата-Центр Thor расположенный в Хафнарфиорур использует возобновляемые источники питания, а охлаждение серверного оборудования происходит за счет внешнего воздуха без использования холодильных установок.

По материалам: silicon.com