微软正式宣布在台建云端机房Azure最新第八代资料中心设计有哪些特色

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摄影／黄郁芸

微软今日（26日）在台宣布多项重磅消息，Azure资料中心即将落地台湾，正式将台湾纳入微软全球超过60个资料中心区域的版图，并且，也将在台设立Azure云端硬体与基础设施建设团队，设计适用AI、物联网与边缘运算解决方案的云端软硬体基础建设，提供微软全球资料中心使用。

微软除了将于台湾云端区域提供Azure服务，还将开放Microsoft 365、Dynamics 365和Power Platform等服务。儘管，微软没有进一步揭露太多资料中心的建置规格，还有投资规画的细节，不过，微软Azure技术长Mark Russinovich在9月时，曾回顾自家资料中心技术逾30年来的发展历程，并揭露最新一代（第八代）微软资料中心的设计。

过去1年多来，微软在全球已宣布了10个Region（区域级）云端资料中心的建置计画，如今，再增加一个云端区域落脚台湾，而最新一代微软资料中心的设计，即是以快速部署为重点，就是为了要满足自家资料中心大暴增的需求。

微软第八代资料中心以前一代资料中心Ballard为基础，聚焦在优化部署上的设计，採预先部署模组化结构的方式，最小建置单位（Tranche）为120万瓦，要来缩短资料中心建置时间，还有缩小资料中心的空间大小，而资料中心的电力使用效率（Power Usage Effectiveness，PUE）为1.15到1.18之间，提供5个9的可用性。第八代资料中心的部分设计，也可望成为未来Azure台湾资料中心的建置规格。

微软发展资料中心，至今已展开第9代资料中心的建置工程。微软第一代资料中心属主机代管（Colocation）模式，时间点落于1989年至2005年之间。在这个时期，微软将各种类型的离散伺服器部署到，经机械冷却的託管设施中，而资料中心是在低温下运作，可提供5个9的可用性。

Mark Russinovich指出，这样的託管运作方式并不注重效率，因此资料中心PUE为2.0或甚至更高，每台伺服器会获得过剩的电力，但，他也提到，这样的资料中心电力使用效率其实与现今大多数企业面对的情况，相差不远，因为多数企业仍继续採托管的方式，运行伺服器。

开始发展云服务，资料中心发展重点转为如何在部署大规模云服务时，提高效率

跨过千禧年后，在2000年至2009年期间，微软开始一步步跨入云服务领域，因此，其资料中心的发展重点开始发生转变，转而聚焦于部署大规模云端服务时，如何提高效率。

2007年时，微软正式发展第二代资料中心，伺服器的部署密度是这一代资料中心的发展重点。微软会预先配置机柜，并在机柜中配置高密度的伺服器，再部署它们进资料中心，而较高的伺服器密度也使得资料中心PUE降至1.5到1.8之间。资料中心的可用性则维持在5个9。

时隔2年，2009年时，微软尝试利用货柜来设计第三代资料中心，展开第三阶段的资料中心发展历程。微软将资料中心所需的设备都装进货柜，试图用不同方式控制热度，进而降低PUE，而第一个以货柜打造的资料中心，就落脚在美国芝加哥。这个时期建置的微软资料中心PUE，落在1.4到1.6之间。

然而，Mark Russinovich表示，长期维护利用货柜打造的资料中心后，他们发现该类型资料中心的维护成本比採ITPAC（IT Pre-Assembled Component）方式打造的资料中心高昂。

因此微软从2012年开始，决定不再使用货柜打造资料中心，由ITPAC方法取而代之。ITPAC是指微软为特定类型伺服器，预先在资料中心的数个区域，部署网路电缆等设备，接着，只要放置具有机柜、伺服器、控制面板等设备的模组，即可使用Hyper-V 等进行配置。

ITPAC成为微软第四代资料中心的建置方式，这一代资料中心聚焦模组化发展。同时，微软开始发展绝热冷却机制，利用资料中心外的室外环境温度，来降低冷却成本，并且在较高温度下，仍可执行伺服器，而PUE降至1.1到1.3之间。

2015年时，微软迈向发展超大规模资料中心，为第五代资料中心。这个时期，微软专注于如何快速建置资料中心，来确保设施可以扩充，满足超大规模的需求。第五代资料中心由4个具独立电源、冷却系统和网路的800万瓦託管设施所组成，因此，每个设施都可以用作为独立的可用区域，而PUE降为1.17到1.25之间。

2017年起，不再建置3,200万瓦大型资料中心，转而建立较小尺寸的设施

接着，微软在2017年时，进一步发展第六代资料中心，将其定位为可扩充的形态。微软不再建置由4个独立託管设施组成的3,200万瓦大型资料中心，转而建立较小尺寸的设施，且可透过设施间的相互连接，打造一个大规模的资料中心配置。Mark Russinovich表示，这样的新资料中心设计在部署上，更具扩充性和灵活性，PUE则降为1.17到1.19之间。

隔年，微软再发布名为Ballard的第七代资料中心，聚焦简化电力系统的设计，并增加该系统对弹性容量的支援，意谓着可过度配置资料中心电力。Mark Russinovich表示，需搭配使用智能系统，来监控电力的使用状况，并压制耗能高的工作负载，以确保即使该类工作负载利用了许多CPU，也不会造成机房断电。这个阶段建置的资料中心PUE则为1.15到1.18之间。

最新一代资料中心以快速部署为设计重点，因应自家资料中心大暴增的建置需求

微软今年再优化Ballard设计，建立该设计的快速部署版本，预先部署模组化结构，为第八代资料中心。与原先的设计相比，新一代资料中心可在更短时间内完成建置，所需佔用的空间也较小。但，Mark Russinovich指出，这个能以极快速度部署新云端区域的作法，也衍生了一些额外的建置成本。

如今，微软已投入下一代资料中心的研发工程，更设立了将资料中心PUE降为1.07或甚至更小的目标。为达此目标，微软研究院与Azure两大部门从2018年开始联手，启动名为Natick的水下资料中心实验计画，将装载864台伺服器，大小与货柜相近的资料中心，沉下约35公尺深的苏格兰海底。

Mark Russinovich表示，水下资料中心可利用周围的水温进行冷却，意味着可将PUE降低至陆地资料中心无法达到的水準，且处于水下，能避免飓风、地震等天灾的威胁。

微软于今年9月也宣告该计画已告一段落，已打捞沉在苏格兰海底两年的资料中心上岸。经过两年的监控，研究人员发现，水下资料中心的故障率为地面资料中心的八分之一，且水下资料中心在维护上虽相较地面不易，但，整体成本与一般陆地资料中心相近，甚至更低。

Natick计画团队已将海底资料中心舱内空气及部份零件、伺服器送至总部进行检验，来获得更具体的实验结果，而Azure团队将持续关注检验，来评估未来其是否具商用可行性。

微软从2010年开始，正式推出公有云服务Azure，时至今日已届满10年，如今，在公有云市场採用率排名上，Azure稳居第二，紧追在龙头AWS之后，且彼此间差距也有缩小的态势。目前微软官方公布的全球云端资料中心区域共有66个，其中11个云端区域含台湾在内，尚未完成兴建。文⊙黄郁芸