Et datacenter (på engelsk datacenter eller datacenter ) eller computercenter er et sted (og en tjeneste), der samler udstyr, der udgør informationssystemet for en eller flere virksomheder ( centrale computere , servere , racklagring , netværk og telekommunikationsudstyr osv. ). Det kan være internt og / eller eksternt for virksomheden, drives eller ikke med støtte fra tjenesteudbydere. Det leverer it- tjenester i et kontrolleret miljø ( aircondition ) og sikkerhed ( brandsikringssystem , mod tyveri og indtrængen osv. ) Med en nødsituation og redundant strømforsyning .
Miljøspørgsmål er på den ene side knyttet til deres forbrug af sjældne eller ædle metaller og sjældne jordarter, og på den anden side til et stigende forbrug af elektricitet fra alle datacentre og til deres medprodukt, som er spildvarmen , der spredes især af serverne og lagringssystemerne , men kan være en energigenvinding .
Datacentre er ansvarlige for 0,3% af den globale udledning af drivhusgasser . Datacentre repræsenterer mindre end 15% af miljøpåvirkningen af digital på global skala, mens brugerudstyr tegner sig for to tredjedele, og netværket den resterende del. Husk, at ifølge den franske forening The Shift Project var digital teknologi som helhed ansvarlig for 3,7% af CO 2 -emissionerne. på verdensplan i 2018 mod 2,5% i 2013.
Udtrykket "datacenter" er oversættelsen af engelsk datacenter / datacenter . Frédéric Bordage , ekspert i bæredygtig computing og digital ædruelighed , foretrækker udtrykket "computercenter". Datacenteret indeholder faktisk ikke kun lagringsarrays af data , men også servere , der udfører behandlingerne . På den anden side, undtagen i en logik med fuld cloud computing , distribueres data mellem datacentre og brugerterminaler.
Et datacenter er en bygning, der er sikret mod indtrængen og naturlige og teknologiske risici, der rummer forskellige elektroniske apparater, computere , lagringssystemer og telekommunikationsudstyr . Centret kan rumme et værelse, et gulv eller store bygninger.
Der er servere 1U (kaldet "pizzabokse") eller større, " U " svarende til en højdenhed på 4,445 cm (1,75 tommer), stablet i stativer , som er arrangeret til at danne enkelte rækker, hvilket tillader let bevægelse mellem serverne , både foran og bagpå. Nogle enheder, f.eks. Mainframe -computere , ligner disse bugter i størrelse. De er ofte placeret ved deres side.
Før internetboblen blev millioner af kvadratmeter beregnet til at huse sådanne centre bygget i håb om, at de ville blive besat af servere . Siden da er koncentrationen af centre fortsat med udviklingen af specialiserede centre, hvor de vigtigste udfordringer er at kontrollere aircondition og især elforbrug. Denne bevægelse er integreret i bæredygtig databehandling og sigter mod at resultere i såkaldte økologiske databehandlingscentre, for hvilke der er opstået specialværktøjer.
Omkring 2008 blev Hyperscale datacentre ( datacenter på mindst 250.000 servere med optimeret klimaanlæg) skabt til de voksende behov hos Amazon og Google noterer Bill Carter fra Open Compute -projektet (oprettet i 2011 for at Facebook kan spare energi forbruges af dets servere).
Betydningen af lagring af data i forbindelse med en aktivitet og bevægelser af opkøb mellem virksomheder kan få dem til at erhverve teknologier internt eller til at søge specialiserede tjenesteudbydere på datacentre med kapacitet til at sikre interoperabilitet mellem forskellige datalagre.
Et computerdatacenter (CDI, ikke at forveksle med et computerbehandlingscenter , CTI) grupperer servere, der lagrer data ved hjælp af lagringsarrays . De fleste datacentre udfører også operationer på disse data, så de fungerer også som CTI.
Data og databaser er ofte blevet afgørende for, at virksomhederne og samfundet generelt fungerer. Det siges, at en stigende mængde data er personlig eller følsom , hvorfor der kræves høje sikkerheds- og serviceniveauer fra datacentre, for at sikre integriteten og funktionen af deres enheder og for at undgå angreb mod serviceovergreb .
For hvert center skal de sikre en god netværksforbindelse (internet, intranet osv. ) Og høj tilgængelighed af informationssystemet . For at gøre dette, software -applikationer styre de væsentligste opgaver for kundernes ’business aktivitet’. Disse applikationer inkluderer administratorer af databaser , filserverne og applikationsserverne .
Den klimaanlæg opretholder en ensartet temperatur på omkring 20 grader Celsius , vigtigt, fordi driften af edb-systemer genererer en masse varme, og bliver defekt over en vis tærskel temperatur.
Et moderne datacenter er designet til at optimere afkøling af alle serverne og dermed reducere energiomkostningerne ved installationen og derved også reducere omkostningerne ved hosting.
Klimaanlægget testes generelt ved modtagelse af centeret, normalt med unit varmeapparater generere varm luft, eller med belastningsgrupper ( rack-monterbar ), der kan indsættes i bugterne, hvis de allerede er til stede.
Aircondition organisationKølekompressoren er grundlaget for kølesystemer, men de kan indeholde flydende bade for at forbedre effektiviteten.
Databehandlingscentre udsender meget varme (se energieffektivitetsindikator ). De skal køles kontinuerligt eller hærdes. Den energi, der udvindes fra serverne, er oftest spildt, fordi den frigives til miljøet.
I 2010'erne havde eksperimenter til formål at genvinde disse joule og genbruge dem til lokale eller lokale energibehov ( varme , varme netværk ). For eksempel modtager universitetet i Amsterdam gratis vand opvarmet af Equinix datacenter . I Roubaix er fem OVHcloud- centre , en fransk vært , vandkølet og hjælper med at opvarme nærliggende bygninger. I Clichy opvarmer Global Switch et tropisk drivhus . I Marne-la-Vallée , Dalkia fjernvarmenettet i Paris-Val d'Europe genvinder varme fra et datacenter i Priory ZAC for at opvarme et intercommunal vandcenter og i sidste ende levere "26 GWh varme til opvarmning 600.000 m 2 af tertiære lokaler og udstyr fordelt på 150 hektar ” , dvs. en besparelse på 5.400 tons CO 2om året, hvad der svarer til emissionerne fra 5.000 køretøjer. I Schweiz opvarmer IBM Uitikon- svømmehallen .
I Montreal (Canada) afkøles en "serversilo", så stor som en bybygning, passivt og ser sin varme genvindes af et tagkraftværk og distribueres til naboer. Det testes på Hubert-Reeves øko-campus i Technoparc de Montréal ( fr ) .
Disse er især:
Centrenes fysiske miljø er under streng overvågning.
Overvågning af, at klimaanlægget fungerer korrekt, hvilket i sig selv er vigtigt for, at elektronisk udstyr fungerer korrekt.
Nødstrømforsyningen kan leveres via en UPS og en elektrisk generator eller via en roterende gruppe (no-break) koblet til en kinetisk akkumulator.
For at forhindre et tab af elektrisk strøm fordobles normalt alle elektriske komponenter, inklusive backup-systemer. De såkaldte essentielle servere leveres yderligere af et system, der bruger to uafhængige elektriske kilder inde i midten.
Centrene har normalt et hævet gulv på 60 cm lavet af aftagelige fliser. Dette rum tillader fri luftcirkulation, ligesom det letter ledningsføring og data gennem forskellige kabelruter. Imidlertid har datacentre ikke noget teknisk gulv (strømforsyning fra toppen af stativerne for lettere at understøtte tunge mainframe -elementelementer (IBM z10 osv. ).
De har ofte komplekse brandsikringssystemer. Moderne centre er ofte udstyret med to alarmsystemer. Den første registrerer varme partikler, der udsendes af overophedede komponenter i udstyret, partikler, der ofte forårsager brand. På denne måde er det muligt at eliminere en ildkilde ved dens kilde (nogle gange er det tilstrækkeligt at slukke en svejseenhed for at eliminere risikoen for brand). Et andet system bruges til at aktivere et sæt aktiviteter, hvis en brand starter. Disse systemer er også dedikeret til en del af databehandlingscentret. Sammen med fremragende branddøre og andre indeslutningsanordninger er det muligt at kontrollere ilden og slukke den uden at påvirke resten af bygningen.
Konventionelle brandslukningssystemer er lige så skadelige for elektroniske komponenter som brand, hvorfor der er udviklet alternative metoder. Nogle bruger nitrogen , argonit , FM-200 eller FK-5-1-12 (Novec 1230), mens andre falder tilbage på emissionen af fine partikler af ultrarent vand (dette vand er ikke elektrisk ledende, hvilket ikke beskadiger elektronisk komponenter).
Sikkerhed er også afgørende for, at sådanne centre fungerer. Fysisk adgang til disse centre er begrænset til autoriseret personale, ligesom videokameraer gør det muligt at spore folk på stedet. Sikkerhedsvagter sikrer også, at centret er stort eller indeholder oplysninger, der anses for væsentlige.
I en datacentral, de invertere og klimaanlæg forbruge halvdelen af den energi af centret (begyndelsen af det XXI th århundrede). Moderne servere (2012) kan modstå op til 45 ° C , men kræver en temperatur på 20 til 35 ° C . På trods af fremskridtene med de mere effektive komponenter har serverne en tendens til at være mere og mere kompakte og tætte (efter overfladen).
Den energieffektivitet af serveren og datacentret er genstand for forbedringer, fra deres design til deres anvendelse, især ved tilpasning af behovet for at kraften i serveren, og free-cooling af vand eller luft.
Fra slutningen af 2000'erne til 2012 gik vi fra 10% til 50% af "virtuelle servere"; disse kan også hjælpe med at optimere styringen af energistrømme.
Microsoft hævdede, at de fleste af befolkningen bor tæt på kysterne, mens serverne er langt fra det (hvilket forlænger latenstiderne i forbindelserne), i juni 2018 testede et "nedsænket datacenter" til søs ("Natick-projektet"). Bygget af Naval Group (ex-DCNS, fransk), skal den forbruge 5% af den energi, der er nødvendig for den samme service på land. Det skal testes i et år, selvom strukturen er planlagt til at være nedsænket i fem år, med en første server med kapacitet svarende til et par tusinde individuelle pc'er; nok til at gemme næsten fem millioner digitaliserede film. Systemet er nedsænket i en cylinder fortøjet på bunden ud for Orkney -skærgården (det nordlige Skotland ). Det er fjernbetjent, og dets strømforsyning kommer fra vedvarende marine energier.
Skrammel i servere, de kalorier, der udvindes, kan genvindes, for eksempel til opvarmning af boliger , kontorer , drivhuse, algekulturer ...
Kommunikation inden for et center er nu næsten udelukkende internetprotokol . Den indeholder derfor routere , switche og alt andet udstyr, der muliggør kommunikation mellem serverne og omverdenen. Redundans opnås undertiden ved at benytte sig af flere netværksudstyr fra forskellige mærker.
Et par servere bruges til at give virksomhedens brugere med den grundlæggende Internet og Intranet -tjenester , de har brug for: e-mail , proxy , DNS , filer , osv
Netværk sikkerhedsudstyr er også til stede: firewalls , VPN , intrusion detection systemer , osv samt systemer til overvågning af netværket og visse applikationer.
De servere tendens til at være virtualiseret . I Frankrig ville en tredjedel af serverne, der er hostet i datacentre, blive virtualiseret og en femtedel ved høj tæthed i 2011. Disse priser forventedes at blive fordoblet inden 2013.
Hovedformålet med et datacenter er at køre applikationer, der behandler data, der er vigtige for en virksomheds drift. Disse applikationer kan designes og udvikles internt af virksomhedsklienten eller af en softwareleverandør til virksomhedsstyring. Dette kan typisk være ERP og CRM .
Ofte er disse applikationer spredt på flere computere, hver udfører en del af opgaven. De mest almindelige komponenter er databasesystemer , filserveren , applikationsserveren og middleware .
Brugervenligheden af et datacenter kan begrænses af flere parametre. På lang sigt vil de største grænser, operatørerne støder på, være det brugbare overfladeareal og derefter den tilgængelige strøm.
I den første fase af dets livscyklus vil et datacenter se en hurtigere vækst af sin besatte overflade end af den forbrugte energi.
Med den konstante fortætning af nye computerhardwareteknologier vil behovet for energi blive overvældende og balancere derefter overstige behovet for overfladeareal (anden derefter tredje fase af cyklussen).
Udviklingen og mangfoldigheden af tilsluttede enheder, lagring og databehandlingsbehov betyder, at datacentrenes behov vokser hurtigere og hurtigere. Det er derfor vigtigt at definere en udviklingsstrategi for datacentret, inden du går "med ryggen til væggen". Beslutnings-, design- og konstruktionscyklussen er flere år. Det er derfor vigtigt at indlede denne strategiske refleksion, når datacentret når 50% af dets forbrugte energi.
Den maksimale belægning i et datacenter skal stabilisere sig omkring 85% med hensyn til både energi og besat område. De ressourcer, der således spares, vil faktisk fungere som et manøvreringsrum til at styre udskiftning af udstyr og vil således tillade midlertidigt samliv mellem gamle og nye generationer.
Hvis denne grænse overskrides i lang tid, bliver det ikke længere muligt at udskifte udstyret, hvilket ubønhørligt fører til kvælning af informationssystemet.
Datacentret er en ressource i sin egen ret til informationssystemet (IS) med sine egne tids- og ledelsesbegrænsninger (levetid 25 år ), det skal derfor tages i betragtning inden for rammerne af middelplanerne. (mellem 3 og 5 år ).
I 2011 var der 2.087 databehandlingscentre på verdensplan. Gruppen af elektrisk udstyr, instrumentering og kontrolindustrier ( Gimélec ) estimerer antallet af databehandlingscentre for leverandører i Frankrig til 130, hvoraf 40% er i Paris-regionen. Globalt er behandlingscentre spredt over hele territoriet med koncentrationsområder, der delvis er knyttet til bynetværket i departementerne Paris, Île-de-France (hovedsagelig Hauts-de-Seine, Seine-Saint-Denis), Nord og Bouches -du-Rhône. Vesten og Rhône-Alpes-regionen er også privilegerede områder.
Store virksomheds it-afdelinger er generelt placeret i databehandlingscentre, dedikerede eller delte. De største centre i verden er de af internetgiganter som Google , der bruger modulære, containerbaserede infrastrukturer, der kan være vært for op til 1.160 servere (se Google Platform ) eller Facebook, som har udvidet sit datacenter. Behandling Prineville i Oregon . Amazon har også placeret sit behandlingscenter i Oregon i betragtning af de lave energiomkostninger i denne stat. Apple har bygget sit største hub i Maiden , North Carolina , for at understøtte sin iCloud -udviklingsstrategi .
I 2019 opregnede det danske websted datacentermap.com 4.798 databehandlingscentre i 122 lande rundt om i verden, herunder 1.756 i USA og 149 i Frankrig .
I 2018 de fem globale virksomheder efter børsværdi er Apple , Amazon , Alfabet , Microsoft og Facebook , som overhale olie- og gas- titaner Shell og ExxonMobil (i 2019, Saudi Aramco s IPO er en spil- changer , da kapitalisering dette selskab overstige 2000 milliarder dollars i december). Disse nye giganter og GAFAM'erne generelt bidrager til opvarmning af miljøer og til global opvarmning gennem den inkorporerede energi, de bruger. Denne tendens forventes at vokse med den globale udvikling af Internettet, online video , trådløs telefoni , tilsluttede objekter , big data og blockchain -teknologi . En rapport fra Det Internationale Atomenergiagentur fra 2017 om digital energi og energi estimerer, at mængden af data, der skal lagres og håndteres af datacentre, forventes at tredobles mellem 2014 og 2020, hvilket skulle få dem til at styre dem med den største årvågenhed; indledningsvis skulle energioptimering gøre det muligt at begrænse stigningen i forbruget til 3% mellem 2014 og 2020, men hverken kvantecomputering eller bioinformatik synes moden nok til at tillade et teknologisk spring.
I 2018 200 terawatt-timer blev (TWh), der kræves til driften af datacentre, eller 1% af den globale efterspørgsel efter elektricitet, svarende til produktion af omkring halvdelen af atomreaktorer i Frankrig (379,1 TWh i 2017, tab line medfølger ikke) . Forøgelsen i deres effektivitet vil yderligere annullere indtil 2028 stigningen i forbrug induceret af en stigning i trafikken ifølge Dale Sartor (leder af Center of Expertise on Energy Efficiency in Data Centers at the Lawrence National Laboratory- Berkeley , DOE ), men så forventes efterspørgslen efter elektricitet at stige hurtigt igen.
To udfordringer er derfor at reducere det globale computerforbrug af energi og forbedre dets genvindingsvarme .
Køling af computerhardware alene bidrager direkte med 0,3% af den samlede kulstofemission, mens al computing udsender 2% af alle globale emissioner eksklusive inkorporeret energi . Den carbon footprint der forventes af IT til at stige betydeligt, såvel som dets vand fodaftryk (i 2014, amerikanske datacentre forbruges 100 milliarder liter vand i køletårne). Det globale it-strømforbrug vil sandsynligvis overstige 20% af det samlede samlede inden 2030, hvoraf en tredjedel kun gælder datacentre. Den potentielle forbliver delikat inden for computerområdet, hvor innovation er hurtig, men hvis cryptomonnaie (som Bitcoin eller Ethereum ) og blockchain eller IA vokser uden decarbonise uden at spare energi, især i en sammenhæng med spild af energi og planlagt forældelse , efterspørgslen efter energi og elektricitet vil være meget højere.
Anders Andrae, ekspert i bæredygtig IKT hos Huawei Technologies i Kista , Sverige, vurderer, at uden større anstrengelser kan datacentreers strømforbrug multipliceres med 15 mellem 2015 og 2030 for at nå 8% af den globale efterspørgsel efter elektricitet, men dette tal er kontroversielt.
En omvendt hypotese er, at en del af dataene vil blive gemt og brugt på millioner af computere i henhold til princippet om et distribueret datacenter (se nedenfor ), selvom sikre datacentre på forhånd vil være nødvendige for følsomme data., Økonomisk, militær især intelligens, sundhed og personlig.
De lave energipriser i årene 2000-2010 muliggjort af skifergas og krisen i 2008 samt fraværet af en kulstofafgift eller generel afgift på forurenende datacenteraktiviteter har ikke tilskyndet til energibesparelser, men fremskridt lavet.
Mange servere udfører også unødvendige opgaver; Jonathan Koomey bemærkede således i 2018, at næsten en fjerdedel af en prøve på 16.000 små servere installeret i skabe, kanaler og kældre i virksomheder udførte forældede opgaver som teknikere eller software som "zombier". Havde glemt at slukke. Ifølge en undersøgelse foretaget af Berkeley National Laboratory ville overførsel af aktiviteten af 80% af serverne i små amerikanske datacentre til mere effektive meget store centre spare 25% af deres energiforbrug.
Bitcoin, født i 2008, forbruger allerede 20 TWh elektricitet om året i verden i 2018, svarende til knap 10% af forbruget af datacentre, ifølge Alex de Vries (konsulentdata hos PwC ), men det kan ikke vokse så meget som dets promotorer håber, eller migrere til menneskelige eller mindre magthungrende typer blockchains, eller måske i sidste ende ikke opfylder behovet for tillid til transaktioner. Den udbredte brug af blockchain ved børser ville være mere bekymrende.
Ifølge Frédéric Bordage , ekspert inden for bæredygtig it og digital ædruelighed , i modsætning til almindelig opfattelse, som følge af en vis overmediedækning , repræsenterer datacentrernes miljøpåvirkninger ganske vist kun ca. 15% af miljøpåvirkningen i 2019. digital teknologi på global skala langt bag brugerudstyr (mere end to tredjedele) og netværket.
Det samlede økologiske fodaftryk for datacentre vokser hurtigt, men det kunne have været reduceret ved optimering og ressourcedeling (med omkring 25% i 2010) og kunne stadig være (se nedenfor).
Miljøpåvirkningen koncentreres i løbet af:
Fremstilling koncentrerer forurening og udtømning af lagre af ikke-vedvarende ressourcer . Brug primært resulterer i udledningen af drivhusgasser (knyttet til produktion af energi , der forbruges af datacentret) og emissioner fra affald af elektrisk og elektronisk udstyr (WEEE).
To faktorer, der kan kontrolleres bedre og / eller værdsættes, er:
På trods af gevinster i processoreres energieffektivitet og med hensyn til netværksoptimering og energieffektivitet af computerudstyr på grund af eksplosionen i behov er store databehandlingscentre fysiske og cybernetiske systemer ( Cyber-Physical System ), der forbruger store og stigende mængder elektricitet . Ifølge Qarnot Computing I Frankrig, i 2013, forbrugte mere end to hundrede datacentre mere end 7% af landets elektricitet. En datacenter på 10.000 m 2 ville forbruge så meget som en by med 50.000 indbyggere og en stor datacenter forbruger 100 MW fx 1/ 10 th af produktionen af et termisk kraftværk.
”På europæisk plan anslog Kommissionen i 2008, at datacentre brugte 56 TWh , hvoraf halvdelen blev brugt til at køle bygninger af” .
En af de vigtigste målinger, der bruges til at vurdere energieffektiviteten i et datacenter, er energieffektivitetsindikatoren eller PUE (for effektforbrugseffektivitet ). Denne indikator vurderer det overskydende elforbrug på grund af alt ikke-IT-udstyr i datacenteret. Et ideelt datacenter ville have en energieffektivitetsindikator på 1, det vil sige, at hele datacentrets strømforbrug ville blive brugt af it-udstyr.
Datacentre er ansvarlige for 0,3% af den globale udledning af drivhusgasser .
To løftestænger til forbedring af kulstofaftryk er energibesparelser på den ene side og miljøvenligt design med genvinding af kalorier produceret på den anden. Af kompenserende foranstaltninger ( carbon offset ) overvejes eller bruges også af nogle aktører. I 2011 blev GrenoblIX -centret det første "økologiske" datacenter i Frankrig.
For at reagere på disse tre udfordringer og efter SETI @ home- oplevelsen har vist interessen for " distribueret computing " (i dette tilfælde ved hjælp af personlige computere forbundet til internettet), har visse operatører som AMD overvejet at decentralisere deres databehandlingscentre i et distribueret netværk som foreslået af enheder (små databehandlingscentre, der hver især nyder godt af en vindmølle, indpasset i hinanden af optiske fibre ).
Installatører og ejere af datacentre og energiproducenter kunne i fremtiden kombinere deres investeringer i et smart elnet , muligvis integreret i det "internet af energi", som Jeremy Rifkin foreslår i sit koncept " Tredje industrielle revolution ".
Den sky kunne så udvikle sig til en fuldt decentraliseret model kræver en "dynamisk styring af køling" (køling, hvor det er nødvendigt, og når det er nødvendigt, og passivt som muligt), og en anden tilgang til server sikkerhed og af deres data, distribueret datastyring , energistyring og datacenternetværks kapacitet til selv at tilpasse sig udsving i behov, men også i tilgængelig energi. Deres svar skal være mere elastiske uden en samlet stigning i energiforbruget inden for rammerne af en grøn sky, der stadig er opfundet.
I begyndelsen af 2000'erne dukkede en supplerende løsning op til de foregående, som kunne reserveres til at sikre data stærkt. Det er at udvikle netværk af stort set virtuelle servere (eller mere præcist delt og distribueret ved hjælp af en del af ressourcerne fra familie- og forretningscomputere eller brug af dem, når deres ejere ikke bruger dem eller underudnytter dem, hvilket også kræver nytænkning af it-sikkerhed ). Til dette skal systemer til sikker allokering af ressourcer og fordeling af opgaver (muligvis udskudt, når de ikke haster) stadig testes og valideres i stor skala. I alle tilfælde skal forskning og udvikling udvikles.
Digitale radiatorer : Det er en pseudo elektrisk radiator (den udstråler den fatale computervarme i form af nyttig varme. Disse er bundkortene og deres processorer, der erstatter hele eller en del af Joule-effekt-varmeelementet.
Den 5. juni 2018, som en del af Natick -projektet, nedsænkede Microsoft og Naval Group deres første datacenter ud for Orkney -kysten i Skotland, der opererede helt uafhængigt med vedvarende energi.
Den Uptime Institute har defineret en certificering af datacentre i fire kategorier, kaldet "Tier" .