ما تحديث مركز البيانات؟

بالنسبة إلى معظم المجموعات، تحديث مركز البيانات ليس مشروعًا لمرة واحدة بل هو عملية مستمرة. ويركز على الابتعاد عن الأنظمة المعتمدة على الأجهزة نحو البنية التحتية المعرفة بالبرمجيات التي تمتد عبر البنية التحتية المحلية والسحابة الخاصة والسحابة العامة وإعدادات الحافة، وكلها تدار كبيئة واحدة.

لقد غيرت الحاجة إلى استخلاص القيمة من الذكاء الاصطناعي (AI)، والتطبيقات الموزعة، والمعالجة الفورية على الحافة ما تحتاجه المجموعة من مركز البيانات. ووفقًا لبحث جولدمان ساكس، سترتفع احتياجات الطاقة في مركز البيانات بنسبة 50% بحلول عام 2027 وتصل إلى 165% من مستويات عام 2023 بحلول عام 2030، مدفوعة بشكل كبير بأحمال التشغيل في التدريب والاستدلال.¹ لم يتم بناء معظم مراكز البيانات القديمة لتلبية تلك المتطلبات.

خدمت مراكز البيانات عصرًا مختلفًا من الحوسبة حيث بنيت البنية التحتية التقليدية حول الحوسبة المعتمدة على وحدة المعالجة المركزية، وأحمال التشغيل المتوقعة والتخزين المركزي.

على عكس تدريب النماذج الذي يعمل في مرافق مركزية كبيرة، فإن استدلال الذكاء الاصطناعي يعمل بشكل متزايد على الحافة (على سبيل المثال، في المصانع والبيع بالتجزئة والمواقع النائية). ويمتد التحديث الآن إلى ما هو أبعد من مركز البيانات الأساسي إلى المواقع الموزعة.

كما أن سيادة البيانات تحدد مكان إدارة أحمال التشغيل. وتتطلب العديد من الصناعات والمناطق الجغرافية أن تبقى بعض البيانات ضمن الاختصاص القضائي محددة، ما يعني أن قرارات توزيع أحمال التشغيل يجب أن تأخذ في الحسبان مكان وجود البيانات وأين تنطبق اللوائح.

اتبعت مراكز البيانات التقليدية نموذجًا مركزيًا. وكانت الخوادم المادية تشغل تطبيقات فردية، وتربط الفرق أنظمة التخزين بمضيفين محددين، وكانت تكوينات الشبكة تتطلب التشغيل اليدوي. عمل هذا النموذج بشكل جيد عندما تضمنت أحمال التشغيل تشغيل التطبيقات مثل تخطيط الموارد (ERP) وقواعد البيانات.

بدأ التحول إلى مركز البيانات الحديثة مع محاكاة افتراضية الخوادم، التي فصلت أحمال التشغيل عن الأجهزة المادية وسمحت للتطبيقات المتعددة مشاركة الموارد على خادم واحد. وقامت البنية التحتية المحددة بالبرمجيات بتوسيع ذلك ليشمل التخزين والشبكات.

أدى إدخال الحاويات وKubernetes إلى زيادة قابلية النقل، ما سمح للتطبيق بالعمل بشكل متسق عبر خوادم محلية وسحابة خاصة ومنصة سحابية عامة. يشار إلى هذا النهج المدفوع بالبرمجيات لإدارة مركز البيانات بأكمله باسم مركز البيانات المعرف بالبرمجيات (SDDC)

اليوم، لم يعد مركز البيانات الحديث موقعًا ثابتًا. فهو يشمل المرافق الأساسية، والمنصات المرتكزة على السحابة، ومواقع الحافة، مع تحرك أحمال التشغيل بناء على الأداء والتكلفة وزمن الانتقال والامتثال بدلاً من القرب الفعلي من الأجهزة. يمنح هذا النموذج الموزع المزود بسحابة هجينة المجموعات المرونة لتشغيل أحمال التشغيل حيث تؤدي بأفضل شكل، بينما تدفع البرمجيات والأتمتة لتوفير الموارد وإدارتها.

مركز البيانات للذكاء الاصطناعي يذهب أبعد من ذلك، حيث صُمم لتلبية متطلبات الحجم والأداء لتدريب الذكاء الاصطناعي وأحمال التشغيل الاستنتاجية التي لم تُصمم مراكز البيانات التقليدية لتحملها.

لا تزال أحمال التشغيل التقليدية للمؤسسات تعمل في معظم المرافق على بنية تحتية افتراضية محلية. على النقيض من ذلك، تم تصميم تطبيقات السحابة الأصلية لتعمل عبر أنظمة السحابة العامة والمحلية في الوقت نفسه، بدلاً من أن تكون مرتبطة ببيئة واحدة.

اليوم، تفرض أحمال التشغيل المدعومة بالذكاء الاصطناعي أكبر المتطلبات على البنية التحتية، ما يتطلب حوسبة كثيفة-GPU، وتخزين سريع، وشبكات منخفضة التأخير. تشترك أحمال تشغيل الحوسبة عالية الأداء (HPC) في العديد من هذه المتطلبات.

بعيدًا عن مركز البيانات الأساسي، تتزايد أحمال تشغيل الحافة مع حركة التعلم الآلي (ML) والذكاء الاصطناعي إلى مواقع موزعة أقرب إلى المصدر، وتعمل على خوادم بعيدة وأجهزة إنترنت الأشياء (IOT).

تغطي البنية التحتية لمركز البيانات الحديث أنظمة توفر الحوسبة والتخزين وحماية البيانات. في ما يأتي نظرة على ما تتضمنه هذه العناصر:

• الأجهزة الجاهزة للحوسبة والذكاء الاصطناعي: تحديث الحوسبة يعني الانتقال من الخوادم التي تعتمد على وحدة GPU فقط إلى دعم أحمال التشغيل المعجلة بواسطة وحدة GPU للذكاء الاصطناعي والحوسبة عالية الأداء. تتعامل وحدات المعالجة العصبية (NPUs) مع الاستدلال عند الحافة، حيث أن كفاءة الطاقة تهم بقدر الأداء غير المنسق. تجمع الأجهزة المؤسسية (مثل ®IBM Z) بين مسرعات الذكاء الاصطناعي والقدرات الأمنية المطلوبة في الصناعات المنظمة مثل المالية والرعاية الصحية.

• التخزين عالي الأداء: أقراص SSD من نوع NVMe ومصفوفات الذاكرة الوميضية فقط تقلل من زمن الانتقال وتزيد من سرعة الإنتاج، بينما يفصل التخزين المعرف بالبرمجيات (SDS) الإدارة عن الأجهزة المادية. تدعم هذه القدرات العمليات المتسقة عبر الإعدادات المحلية وإعدادات الحوسبة السحابية. بالإضافة إلى ذلك، يتعامل Object Storage مع كميات كبيرة من البيانات غير المنظمة التي تولدها تدريبات الذكاء الاصطناعي وأحمال التشغيل على الحافة.

• الشبكات المعرفة بالبرمجيات (SDN) وSDDC: تطبق الشبكات المعرفة بالبرمجيات (SDN) إدارة برمجية على الشبكات، والتخزين، والحوسبة، لتحل محل التكوين اليدوي للأجهزة عبر مركز البيانات بأكمله.

• المحاكاة الافتراضية وHCI: تظل المحاكاة الافتراضية للخادم الأساس لمعظم مراكز البيانات المحدثة، ما يسمح بمشاركة العديد من أحمال التشغيل في الأجهزة المادية. تتجاوز البنية التحتية فائقة التقارب (HCI) ذلك، حيث تجمع بين الحوسبة والتخزين والشبكات في منصة واحدة تُدار بواسطة البرمجيات.

• الحاويات وKubernetes: تقوم الحاويات بتغليف التطبيقات في وحدات محمولة تعمل بشكل متسق عبر الإعدادات. تدير Kubernetes نشرها وتوسعها عبر بيئات هجينة من منصة واحدة.

• الأتمتة والذكاء الاصطناعي لعمليات تقنية المعلومات: مع توسع مراكز البيانات بشكل أكبر، تصبح العمليات أصعب على نطاق واسع. تتولى أنظمة الأتمتة وأنظمة إدارة العمليات المدعومة بالذكاء الاصطناعي (AIOp) عمليات المراقبة والاستجابة للحوادث وتخطيط القدرات بناءً على البيانات في الوقت الفعلي.

• الطاقة والتبريد السائل: تحتاج رفوف الذكاء الاصطناعي عالية الكثافة إلى طاقة أكبر بكثير من التكوينات التقليدية، ما يتطلب العديد من مرافق مركز البيانات ترقية أنظمة توصيل الطاقة لديها. يعالج التبريد السائل الحرارة التي لا يمكن لتبريد الهواء إدارتها على نطاق واسع.

• الأمان وبنية الثقة الصفرية: مع انتشار أحمال التشغيل عبر المزيد من الإعدادات ومواقع حوسبة الحافة، هناك المزيد من نقاط الدخول التي يجب تأمينها. تحديث الأمن السيبراني يعني الابتعاد عن النماذج القائمة على المحيطات نحو أطر الثقة الصفرية، حيث لا يحصل أي مستخدم أو جهاز أو عبء عمل على وصول افتراضي، بغض النظر عن موقع الشبكة.

يوفر تحديث مركز البيانات مجموعة من الفوائد التي تدعم احتياجات الأعمال المؤسسية الحالية:

• دعم للذكاء الاصطناعي وأحمال التشغيل الحديثة: يوفر تحديث مركز البيانات للمجموعات البنية التحتية اللازمة لإجراء تدريب الذكاء الاصطناعي أو الاستدلالات أو التحليلات الفورية، ما يلغي الاختناقات التي تأتي مع نظام قديم.

• زيادة المرونة: تعمل البنية التحتية المعرفة بالبرمجيات والأتمتة على تقليل الوقت اللازم لتوفير الموارد ونشر التطبيقات والاستجابة لمتطلبات أحمال التشغيل المتغيرة. يمكن للمجموعات توزيع الموارد عبر أحمال التشغيل دون تغييرات في الأجهزة المادية.

• انخفاض تكاليف التشغيل: يعمل تحديث مركز البيانات على تحسين تكنولوجيا المعلومات ليعمل بكفاءة أكبر. يتم نقل أحمال التشغيل إلى أكثر الأماكن فعالية من حيث التكلفة، سواء كان في الموقع المحلي أو السحابة أو الحافة، ويقلل ذلك أيضًا من العبء الزائد الناتج عن الحفاظ على البنية التحتية غير المستغلة.

• تحسين المرونة: تقلل مراكز البيانات الحديثة والهيكل الموزع من الاعتماد على أي مرفق أو اتصال واحد. أحمال التشغيل يمكن أن تستمر عبر الإعدادات، والحافة يمكن أن تستمر في العمل بشكل مستقل عند فقدان الاتصال المركزي.

• أمان أفضل: يدعم تحديث مركز البيانات تطبيق السياسات بشكل متسق عبر الإعدادات الموزعة، كما أن التشفير الحديث يقلل من التعرض عبر مراكز البيانات والمنصة السحابية والحافة.

• تسهيل الامتثال: يمكن للمجموعات توجيه أحمال التشغيل الحساسة إلى مرافق أو مناطق محددة وتطبيق تلك السياسات من خلال إدارة برمجية بدلاً من التكوين اليدوي.

• الاستدامة: البنية التحتية الحديثة أكثر كفاءة في استهلاك الطاقة من الأنظمة القديمة. يسهم التبريد السائل والأجهزة الموفرة للطاقة في تقليل البصمة البيئية لعمليات مركز البيانات.

• تحديث التطبيقات: توفر الحاويات وKubernetes والمنصات السحابة المتعددة الهجينة لفرق التطوير الأدوات للانتقال من التطبيقات الموحدة إلى بنى الخدمات المصغرة. تحسن هذه الطريقة سرعة النشر والتوافر ووقت التشغيل، لتحسين تجربة المستخدم.
  
  

مشروعات تحديث مركز البيانات معقدة وغالبًا ما تكون جزءًا أساسيًا من إستراتيجية التحول الرقمي الأوسع. البدء بخارطة الطريق والإستراتيجية الواضحة التي يمكنها التكيف مع تغير التقنية ومتطلبات الأعمال أمر أكثر أهمية مما تتوقعه المجموعات.

تدمج العديد من المجموعات المؤسسية خدمات الاستشارات من مزودي التقنية (مثل IBM وHPE) لتقييم البنية التحتية الحالية وإدارة الانتقال عبر البنية التحتية والأمن والعمليات.

قبل اتخاذ قرارات البنية التحتية، تحتاج المجموعات إلى معرفة أحمال التشغيل التي تديرها وما هي متطلبات الأداء والأمان والامتثال. ويكشف هذا عن التبعيات القديمة ويحدد المكان الذي يجب أن يذهب إليه كل حمل من أحمال التشغيل.

وفقًا لدراسة شركة Deloitte، لا تزال أكثر من 60% من ميزانيات تكنولوجيا المعلومات تذهب للحفاظ على نظام قديم، وغالبًا ما يكون هذا أول عائق تواجهه برامج التحديث.²

حدد أهدافا محددة، مثل تقليل تكاليف البنية التحتية، أو دعم حالة استخدام محددة للذكاء الاصطناعي، أو تلبية متطلبات إقامة البيانات .

تمنح الأهداف المحددة الفرق طريقة لقياس التقدم واتخاذ القرار على طول الطريق.

ليس كل أحمال التشغيل يجب أن تكون في السحابة وليس كل أحمال التشغيل يجب أن تكون محلية. توفر حلول السحابة قابلية للتوسع ووصولاً أسرع إلى خدمات جديدة، بينما تمنح البنية التحتية المحلية المجموعات تحكمًا أكبر في الأداء والامتثال.

بالنسبة إلى المجموعات التي لا تستطيع مرافقها دعم البنية التحتية عالية الكثافة للذكاء الاصطناعي، فإن التوطين المشترك يستحق النظر كجزء من هذا القرار.

يعطي النهج التدريجي الأولوية لأحمال التشغيل الأعلى قيمة أولاً، ما يقلل من خطر فترة التعطل والاضطراب في العمليات مع تقدم المبادرة.

يجب أن تكون ضوابط الأمان، ومراقبة الامتثال، وإدارة التكاليف جزءًا من بنية التحديث منذ البداية. ويشمل هذا النهج النسخ الاحتياطي والتعافي من الكوارث، وتخطيط استمرارية الأعمال حتى تستمر العمليات في حال فشل النظام أو حدث خطأ في الترحيل. 

لا ينتهي تحديث مركز البيانات عند النشر. تتطلب البنية التحتية المراقبة المستمرة والتصحيح والترقيات وإدارة دورة الحياة.

غالبًا ما تكون الخبرة في منصات الخدمة السحابية، وKubernetes، والبنية التحتية للذكاء الاصطناعي مطلوبة، وتحتاج فرق تكنولوجيا المعلومات إلى تدريب مستمر مع تطور خدمات مركز البيانات والتقنيات الجديدة.