預計截止至2020年，互聯(lián)設備的數(shù)量將達到500億。而如此眾多的設備預計將在2017年產(chǎn)生高達7.7ZB的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)。隨著運營商放棄了客戶端-服務器以及局域網(wǎng)（LAN）架構，并轉(zhuǎn)而青睞側(cè)重在服務器、存儲與網(wǎng)絡中采用虛擬化的設計，如此大量的數(shù)據(jù)處理需求將給數(shù)據(jù)中心生態(tài)系統(tǒng)帶來巨大挑戰(zhàn)。為此，有越來越多的公司開始選擇基于移動計算、云服務、大數(shù)據(jù)和社交網(wǎng)絡等領先技術的更加靈活且開放的平臺。
 
亞馬遜、谷歌與Facebook等創(chuàng)新領袖正在積極構建超大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心，以處理海量的帶寬需求與工作負載。最近，F(xiàn)acebook在開放計算項目（Open Compute Project）主辦的開放計算峰會（Open Compute Summit）上分享了一個關于其數(shù)據(jù)中心開發(fā)的經(jīng)典案例。開放計算項目由Facebook創(chuàng)立，旨在通過分享服務器、存儲與網(wǎng)絡的設計，開發(fā)高性能、低成本且節(jié)能的數(shù)據(jù)中心。據(jù)Facebook透露，開放平臺已經(jīng)幫助其節(jié)省了12億美元的成本。
 
最近，許多企業(yè)正投入云計算的懷抱，他們一般從第三方購買計算容量，節(jié)約運營自身數(shù)據(jù)中心所需的資本與運營費用。因此，云服務提供商已成為對開放平臺超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心投資力度最大的投資者之一。以溢價提供高級服務的傳統(tǒng)服務器提供商可能將面臨來自開放平臺提供商的激烈競爭，后者的成本更低且基礎架構更靈活、可擴展。
 
使用開放平臺的方法意味著須整體看待數(shù)據(jù)中心開發(fā)項目。雖然服務器是核心技術，但需要考慮包括服務器、存儲、網(wǎng)絡以及軟件在內(nèi)的整體系統(tǒng)，并以全新方法將這些組件更好地整合在一起，讓數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)真正的突破性變革。
 
雖然開放平臺觸及的不僅僅是服務器，但在滿足下一代數(shù)據(jù)中心的傳輸容量、處理速度與節(jié)能高效的需求方面，服務器仍發(fā)揮著關鍵作用。在構建服務器時，必須通過一臺物理服務器容納多臺虛擬服務器，以便在虛擬化成為業(yè)界標準的情況下提高服務器利用率。服務器需要使用既快速又節(jié)能的多核處理器，且必須與日益虛擬化的存儲及網(wǎng)絡系統(tǒng)無縫互動。
 
許多半導體公司與服務器制造商現(xiàn)在都在開發(fā)運行于ARM處理器、而非行業(yè)標準x86架構的服務器。ARM處理器普遍用于智能手機、平板電腦及其他便攜式設備以及隨物聯(lián)網(wǎng)（IoT）趨勢而出現(xiàn)的新興設備、聯(lián)網(wǎng)家電、汽車和各種網(wǎng)絡傳感器。ARM有助于各公司開發(fā)擁有創(chuàng)新型多核CPU的處理器，實現(xiàn)真正的服務器級性能，并面向網(wǎng)絡、通信、大數(shù)據(jù)、存儲及安全應用提供業(yè)界最佳的虛擬化加速器。
 
現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心還需要更快速的網(wǎng)絡連通性，千兆以太網(wǎng)（GbE）將被10GbE、40GbE并最終被100GbE規(guī)模的管網(wǎng)所替代。10GbE結構網(wǎng)絡（網(wǎng)絡中的流量可流向各個方向）將有利于節(jié)能、易管理性以及通過網(wǎng)絡虛擬化靈活使用計算資源。
 
同時，為了提高數(shù)據(jù)中心內(nèi)架頂式（ToR）交換機與服務器網(wǎng)卡（NIC）之間的速度，降低兩者間以太網(wǎng)連通性成本，最近成立的行業(yè)組織25Gb以太網(wǎng)聯(lián)盟（the 25Gigabit Ethernet Consortium）制定了新的以太網(wǎng)規(guī)范說明，以允許數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡應用25Gbps或50Gbps以太網(wǎng)鏈路協(xié)議。
 
符合行業(yè)標準且可互操作的25Gb以太網(wǎng)規(guī)范旨在提升性能，大幅降低架頂式（ToR）交換機與服務器網(wǎng)卡（NIC）之間每Gbps的互聯(lián)成本。相對于當前的10Gbps與40Gbps以太網(wǎng)鏈路，該規(guī)范規(guī)定了單通道25Gbps以太網(wǎng)與雙通道50Gbps以太網(wǎng)鏈路協(xié)議，能夠讓機架端點與交換機之間的每條物理通道或屏蔽雙軸銅纜性能提升最高達2.5倍。作為以太網(wǎng)標準的管理機構，美國電氣與電子工程師協(xié)會（IEEE）也在考慮將該技術用于未來的IEEE標準。
 
為云計算而構建的現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心還通過所謂的存儲解聚（storage disaggregation）開創(chuàng)了存儲技術新天地。近些年來，存儲因服務器計算而聚合在一起，因此數(shù)據(jù)可以更快速地從存儲中檢索出來。但是，隨著固態(tài)硬盤（SSD）成為新的存儲媒介，上述服務器的存儲成本開始升高。現(xiàn)在，計算與存儲之間的連接速度得到了提升，存儲可以與計算再次分開或者解聚及共享。
 
新的互聯(lián)技術能夠讓數(shù)據(jù)傳輸速度提升至40Gbps，并將很快升至100Gbps，幾乎一蹴而就。存儲解聚能夠讓數(shù)據(jù)中心運營商更加靈活地升級或替換個別組件，而非替換整個系統(tǒng)。對于需要快速檢索的數(shù)據(jù)，還可以使用SSD存儲，而價格較低的SAS與SATA驅(qū)動器則用于不太緊急的數(shù)據(jù)。
 
在設計開放平臺數(shù)據(jù)中心時，還必須考慮安全技術，避免以往的事后彌補。網(wǎng)絡需要深度數(shù)據(jù)包檢測技術，并以達到Gb級速度來篩查異常情況。其他需要具備安全能力的網(wǎng)絡組件還包括邊緣路由器、防火墻、家庭網(wǎng)關以及虛擬私人網(wǎng)絡（VPN）設備等。在整個網(wǎng)絡中，提供安全性的同時不得影響網(wǎng)絡速度與性能。
 
雖然上述技術變化可能會給更加熟悉客戶端-服務器物理硬件運營的數(shù)據(jù)中心管理人員帶來挑戰(zhàn)，但可以開發(fā)更高效開放平臺超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的大量潛在機會也隨之而來。而這種數(shù)據(jù)中心將能滿足在高速發(fā)展的設備上完成更快、更高容量計算的不斷增長的需求。

 
作者簡介：
Nick Ilyadis，博通公司（Broadcom）基礎設施和網(wǎng)絡事業(yè)集團副總裁兼首席技術官。Nick Ilyadis負責為包括網(wǎng)絡交換、以太網(wǎng)控制器、高速控制器、PHY、企業(yè)無線局域網(wǎng)、SerDes、處理器和安全等技術在內(nèi)的一系列芯片產(chǎn)品制定產(chǎn)品策略和跨產(chǎn)品線組合方案。
在加入博通公司之前，他在北電網(wǎng)絡公司擔任負責企業(yè)數(shù)據(jù)產(chǎn)品工程的副總裁。他還在美國數(shù)字設備公司（DEC）和Itek公司擔任過工程方面的職務。Ilyadis先生擁有新罕布什爾州大學電子工程碩士學位和羅切斯特理工學院的電子工程學士學位。