ศูนย์ข้อมูล คืออะไร ? รู้จักดาต้าเซนเตอร์ สถานที่ที่ไม่คุ้นชิน แต่มีความสำคัญสุด ๆ

ศูนย์ข้อมูล (Data Center) คืออะไร ?

ในยุคดิจิทัลที่ "ข้อมูล (Data)" เข้ามามีบทบาทสำคัญในการขับเคลื่อนธุรกิจ และเทคโนโลยีศูนย์ข้อมูล หรือ ดาต้าเซนเตอร์ (Data Center) กลายเป็นหัวใจสำคัญของการจัดการ และประมวลผลข้อมูล มันทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางในการจัดเก็บข้อมูล ทำให้ธุรกิจต่าง ๆ สามารถเข้าถึง และเรียกใช้งานข้อมูลได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ไม่ว่าคุณจะเป็นองค์กรธุรกิจขนาดใหญ่ หรือเล็ก Data Center มีบทบาทที่สำคัญในการรับรองความปลอดภัยของข้อมูล และความพร้อมของระบบ การเข้าใจ และเรียนรู้เกี่ยวกับ Data Center จะช่วยให้คุณสามารถปรับปรุงการจัดการข้อมูล และปรับตัวเข้ากับเทคโนโลยีที่กำลังเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว

บทความนี้ เราจะมาอธิบายว่า Data Center คืออะไร ? ถ้าสงสัยล่ะก็ ตามมาอ่านกันได้เลยครับ ...

ศูนย์ข้อมูล คืออะไร ? (What is Data Center ?)

ศูนย์ข้อมูล หรือ Data Center คือ อาคาร, พื้นที่ที่ถูกจัดสรรภายในอาคาร หรือกลุ่มอาคาร ที่ใช้ในการเก็บระบบคอมพิวเตอร์ และองค์ประกอบที่เกี่ยวข้อง เช่น ระบบโทรคมนาคม (Telecommunications) และ ระบบเก็บข้อมูล (Storage Systems)

เนื่องจากปัจจุบันนี้ ระบบไอทีมีความสำคัญต่อการดำเนินธุรกิจเป็นอย่างมาก Data Center จึงไม่ได้เป็นแค่เพียงที่เก็บ คอมพิวเตอร์ (PC) หรือตั้ง เซิร์ฟเวอร์ (Server) เท่านั้น แต่มันจะรวมถึงระบบอื่น ๆ ที่ช่วยให้การทำงานของระบบไอทีราบรื่นตลอด 24 ชั่วโมง ไม่ว่าจะเป็นระบบสำรองพลังงานไฟฟ้า, ระบบสื่อสารเพื่อแลกเปลี่ยนข้อมูลผ่านเครือข่าย, ระบบปรับอากาศทำความเย็น, ระบบป้องกันอัคคีภัย, ระบบรักษาความปลอดภัยป้องกันการบุกรุก ฯลฯ

ภาพจาก : https://www.indiamart.com/proddetail/data-center-design-and-construction-services-20780584591.html

Data Center ขนาดใหญ่มีอัตราการใช้พลังงานไฟฟ้าสูงมาก บางแห่งอาจใช้พลังงานเทียบเท่ากับการใช้พลังงานไฟฟ้าของทั้งเมืองเลยทีเดียว จากการสำรวจในปี ค.ศ. 2022 (พ.ศ. 2565) พบว่า Data Center ทั่วโลกมีอัตราการใช้พลังงานไฟฟ้าสูงถึง 240-340 เทราวัตต์ (TWh) หรือประมาณ 1-1.3% ของความต้องการพลังงานไฟฟ้าทั่วทั้งโลก ซึ่งนี่ยังไม่นับรวมพลังงานไฟฟ้าที่ถูกนำไปใช้ในการทำเหมือง สกุลเงินคริปโต (Cryptocurrency) ที่คาดว่าอยู่ที่ประมาณ 110 TWh หรืออีก 0.4% ของความต้องการพลังงานไฟฟ้าทั่วโลก

ปัจจุบันนี้ภูมิภาคเอเชียแปซิฟิกมีศูนย์ข้อมูลมากที่สุด 1,811 แห่ง ตามด้วยยุโรป 1,558 แห่ง และอเมริกาเหนือ 1,357 แห่ง

ภาพจาก : https://www.abiresearch.com/blog/data-centers-by-region-size-company

องค์กรพลังงานระหว่างประเทศ (IEA) คาดการณ์ว่าการใช้พลังงานไฟฟ้าจาก Data Center อาจเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าระหว่างปี ค.ศ. 2022 - 2026 (พ.ศ. 2565 - 2569) ซึ่งความต้องการพลังงานไฟฟ้าที่สูงขึ้นจาก Data Center, เหมืองคริปโต และ ปัญญาประดิษฐ์ (AI) จะเพิ่มแรงกดดันต่อระบบไฟฟ้าท้องถิ่น และทำให้ราคาพลังงานไฟฟ้าเพิ่มขึ้นในบางพื้นที่

ศูนย์ข้อมูลมีขนาด ความต้องการพลังงาน ความซ้ำซ้อน และโครงสร้างรวมที่แตกต่างกันออกไป แบ่งเป็นประเภทหลักๆ ได้ 4 ประเภท ได้แก่ ศูนย์ข้อมูลในสถานที่ ศูนย์ข้อมูลที่ใช้ร่วมกัน (Colocation Facilities) ศูนย์ข้อมูลขนาดใหญ่ (Hyperscale Data Centers) และศูนย์ข้อมูลตามขอบเครือข่าย (Edge Data Centers)

หน้าที่ของ ศูนย์ข้อมูล คืออะไร ? (What is the Role of the Data Center ?)

อย่างที่เราได้เกริ่นไปแล้วว่า ศูนย์ข้อมูล (Data Center) นั้นเป็นส่วนสำคัญขององค์กร ซึ่งถูกออกแบบมาเพื่อสนับสนุนแอปพลิเคชัน และบริการต่าง ๆ ของธุรกิจ ซึ่งสรุปโดยสังเขปได้ดังนี้

• จัดเก็บข้อมูล, บริหารข้อมูล, สำรองข้อมูล และกู้คืนข้อมูล
• แอปพลิเคชันที่จำเป็น เช่น อีเมล, ระบบหลังบ้าน ฯลฯ
• การทำธุรกรรมอีคอมเมิร์ซ (e-Commerce) ในปริมาณมาก
• ระบบออนไลน์ของเกมต่าง ๆ
• ข้อมูลจำนวนมาก (Big Data)
• การเรียนรู้ของเครื่องจักร (Machine Learning)
• ปัญญาประดิษฐ์ (AI)

ประเภทของ ศูนย์ข้อมูล (Types of Data Center)

ศูนย์ข้อมูล (Data Center) มีอยู่หลายประเภท ที่ได้รับความนิยมก็จะมีดังต่อไปนี้

ศูนย์ข้อมูลองค์กร (Enterprise Data Center)

Enterprise Data Center เป็นศูนย์ข้อมูลที่เจ้าขององค์กรสร้างขึ้นเพื่อใช้งานต่าง ๆ ภายในองค์กร โดยออกแบบมาด้วยการปรับแต่งให้ตรงกับความต้องการขององค์กร และมักจะตั้งอยู่ภายในสถานที่ขององค์กรด้วย

ศูนย์ข้อมูลบริการจัดการ (Managed Services Data Center)

ศูนย์ข้อมูลชนิดนี้ถูกตั้งขึ้นมาเพื่อใช้งาน, จัดการ และตรวจสอบ โดยมีผู้ให้บริการ บุคคลที่สาม (3^rd-Party) คอยดูแลให้ แล้วเปิดให้บริการเช่าหลายรูปแบบ เพื่อเสนอให้บริษัทที่สนใจเข้ามาเช่าใช้ โดยจัดการผ่านแพลตฟอร์มต่าง ๆ โดยไม่จำเป็นต้องลงทุนสร้าง Data Center เอง

ศูนย์ข้อมูลแบบใช้ร่วมกัน (Colocation Data Center)

ศูนย์ข้อมูลแบบใช้ร่วมกันช่วยให้ธุรกิจสามารถเช่าพื้นที่ภายในสถานที่จริง ที่ตั้งอยู่นอกสถานที่ ซึ่งการจัดหาพลังงาน, การระบายความร้อน และการรักษาความปลอดภัย เจ้าของธุรกิจจะต้องจัดหา และจัดการส่วนประกอบด้วยตนเอง

ศูนย์ข้อมูลบนคลาวด์ (Cloud Data Center)

เป็นอีกรูปแบบหนึ่งของศูนย์ข้อมูลที่ตั้งอยู่นอกสถานที่ ศูนย์ข้อมูลบน คลาวด์ (Cloud) ให้บริการโครงสร้างพื้นฐานที่เปิดให้เช่า และบริการโฮสต์ให้กับธุรกิจที่ต้องการใช้งาน ซึ่งจัดการโดยผู้ให้บริการบุคคลที่สาม โดยลูกค้าสามารถเข้าถึงทรัพยากรภายใน Data Center ผ่านทางเครือข่ายอินเทอร์เน็ต

ภาพจาก : https://www.velatia.com/en/blog/data-center-what-is-it-and-how-does-it-work/

องค์ประกอบหลักของ ศูนย์ข้อมูล (Core Components of Data Center)

ศูนย์ข้อมูล (Data Center) มีสถาปัตยกรรม และข้อกำหนดที่แตกต่างกันได้หลายรูปแบบ ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ในการใช้งาน ยกตัวอย่างเช่น ศูนย์ข้อมูลที่สร้างสำหรับผู้ให้บริการคลาวด์ เช่น Amazon จะมีข้อกำหนดโครงสร้างพื้นฐานที่แตกต่างจาก ศูนย์ข้อมูลของสถานที่ราชการที่จะต้องให้ความสำคัญในการรักษาความปลอดภัยของข้อมูลลับสูงเป็นพิเศษ

แต่ไม่ว่าจะเป็นศูนย์ข้อมูลประเภทใด การดำเนินงานที่มีประสิทธิภาพจะเกิดขึ้นได้ ก็ต่อเมื่อมีการลงทุนที่เหมาะสมทั้งในด้านสถานที่ และอุปกรณ์ เนื่องจากศูนย์ข้อมูลมักถูกใช้ในการเก็บข้อมูล และแอปพลิเคชันที่มีความสำคัญต่อธุรกิจ การรักษาความปลอดภัยของศูนย์ข้อมูลจึงมีความสำคัญ จำเป็นต้องมีการรักษาความปลอดภัยทั้งสถานที่ และอุปกรณ์ จากผู้บุกรุก และการโจมตีทางไซเบอร์ต่าง ๆ

องค์ประกอบหลักของ Data Center แบ่งออกได้ดังนี้

สถานที่ (Facility)

พื้นที่ที่สามารถใช้งานได้สำหรับติดตั้งอุปกรณ์ไอที รองรับการเข้าถึงข้อมูลตลอด 24 ชั่วโมง ทำให้ศูนย์ข้อมูลเป็นหนึ่งในสถานที่ที่มีการใช้พลังงานมากที่สุดในโลก การออกแบบที่ดีจึงสำคัญมาก เพื่อให้ใช้งานพื้นที่ได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ และควบคุมสภาพแวดล้อมเพื่อรักษาอุปกรณ์ให้อยู่ในช่วงอุณหภูมิ และความชื้นที่เหมาะสม

องค์ประกอบหลัก (Core Component)

อุปกรณ์ และซอฟต์แวร์ สำหรับการทำงานของระบบไอที และแอปพลิเคชัน ซึ่งอาจรวมถึงระบบจัดเก็บข้อมูล, เซิร์ฟเวอร์, โครงสร้างพื้นฐานเครือข่าย เช่น สวิตช์ (Network Switch) และเราเตอร์ (Router) และส่วนประกอบในการรักษาความปลอดภัยข้อมูลต่าง ๆ เช่น ไฟร์วอลล์ (Firewall)

โครงสร้างสนับสนุน (Support Infrastructure)

หมายถึงอุปกรณ์ที่ช่วยให้ Data Center สามารถรักษาความพร้อมใช้งานสูงสุดได้อย่างปลอดภัย สถาบัน Uptime ได้กำหนด Data Center ออกเป็น 4 ระดับ (Tier) โดยมีความพร้อมใช้งานอยู่ระหว่าง 99.671% ถึง 99.995% ส่วนประกอบบางอย่างของ Support Infrastructure ก็อย่างเช่น

• Uninterruptible Power Sources (แหล่งจ่ายไฟสำรอง) : แหล่งพลังงานสำรองที่ช่วยระบบทำงานได้อย่างต่อเนื่อง แม้ระบบพลังงานหลักจะมีปัญหา เช่น แบตเตอรี่สำรอง, เครื่องปั่นไฟ และแหล่งพลังงานสำรองอื่น ๆ (ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ UPS)
• Environmental Control (การควบคุมสภาพแวดล้อม) : เครื่องปรับอากาศในห้องคอมพิวเตอร์ (Computer Room Air Conditioners (CRAC), ระบบทำความร้อน, ระบายอากาศ และปรับอากาศ (Heating, Ventilation and Air Conditioning (HVAC) และระบบระบายอากาศ
• Physical Security System (ระบบรักษาความปลอดภัยทางกายภาพ) : ระบบไบโอเมตริกซ์ (Biometric) และการเฝ้าระวังด้วยกล้องวงจรปิด
• Data Center Operations Staff (พนักงานปฏิบัติการศูนย์ข้อมูล) : บุคลากรที่ปฏิบัติงาน, บำรุงรักษาอุปกรณ์ไอที และโครงสร้างพื้นฐานตลอด 24 ชั่วโมง

ระดับของ ศูนย์ข้อมูล (Data Center Tiers)

ระดับของศูนย์ข้อมูล หรือ Data Center Tier ถูกกำหนดขึ้นมาเพื่อใช้แยกแยะข้อกำหนดของศูนย์ข้อมูล โดยแบ่งตามองค์ประกอบของสิ่งต่าง ๆ ที่มีอยู่ในศูนย์ข้อมูล เดิมทีจะมีอยู่ 4 ระดับ แต่ล่าสุดมีการเพิ่มระดับที่ 5 เข้ามาแล้ว

Tier 1 - ความจุพื้นฐาน (Basic Capacity)

เป็นระดับที่ง่าย และต่ำที่สุด แม้ระดับการทำงานอยู่ที่ประมาณ 99.671% อาจดูสูง แต่เมื่อเทียบกับระดับอื่น ๆ ถือว่าอยู่ในระดับที่ต่ำกว่า เนื่องจากศูนย์ข้อมูล Tier 1 จะมีการสำรองข้อมูลน้อย หรือไม่มีการสำรองข้อมูลเลย อุปกรณ์สำรองพลังงาน และการทำความเย็นมีเพียงชุดเดียว ทำให้มีเวลาที่มันหยุดทำงานประมาณ 28 ถึง 29 ชั่วโมงต่อปี

สำหรับธุรกิจขนาดเล็กที่ไม่มีความต้องการที่ซับซ้อน ศูนย์ข้อมูลระดับ 1 เป็นตัวเลือกที่เพียงพอ และสามารถตอบสนองความต้องการได้ดี เนื่องจากธุรกิจขนาดเล็กส่วนใหญ่ต้องการ Data Center ไว้สำหรับการเก็บบันทึกข้อมูล และการติดต่อทางธุรกิจเท่านั้น ดังนั้น ความน่าเชื่อถือ และไม่มีวันที่ระบบหยุดทำงาน จึงไม่ใช่สิ่งที่จำเป็นเสมอไป 

Tier 2 - สำรององค์ประกอบบางอย่าง (Redundant Capacity Components)

ศูนย์ข้อมูลระดับ 2 มีเวลาทำงานอยู่ที่ 99.741% หมายความว่า มันมีเวลาหยุดทำงานรวมในหนึ่งปีไม่เกิน 22 ชั่วโมง อุปกรณ์สำรองพลังงาน และการทำความเย็นมีเพียงชุดเดียว เหมือนกับ Tier 1 แต่อุปกรณ์บางอย่างจะมีการสำรองเพิ่มขึ้นมา เช่น เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรอง หรืออุปกรณ์ทำความเย็น เพื่อเพิ่มความเสถียรให้กับระบบ แม้ว่ามันอาจจะดูไม่แตกต่างจากศูนย์ข้อมูล Tier 1 อย่างชัดเจน แต่ศูนย์ข้อมูลร Tier 2 มีความเชื่อถือได้มากกว่าอย่างเห็นได้ชัด

Data Center Tier 2 เหมาะสำหรับธุรกิจขนาดกลางที่ต้องการความเชื่อถือมากกว่าที่ Tier 1 สามารถให้ได้ แต่ไม่สามารถจ่ายค่าใช้จ่ายของ Data Center ที่ระดับสูงกว่าได้ 

Tier 3 - สำรององค์ประกอบทั้งหมด (Comprehensive Redundancy)

Data Center Tier 3 เป็นตัวเลือกสำหรับบริษัทขนาดใหญ่ โดยมีเวลาทำงานอยู่ที่ประมาณ 99.982% ซึ่งหมายความว่า ตัว Data Center จะไม่หยุดทำงานเกินกว่า 1.6 ชั่วโมงต่อปี เวลาทำงานดีขึ้นอย่างมาก หากเทียบกับ Tier 2 เนื่องจากมีโครงสร้างพื้นฐานที่ซับซ้อน มีระบบพลังงาน และการทำความเย็นสำรองหลายตัวที่พร้อมทำงานทดแทนกันตลอดเวลา โดยส่วนประกอบทั้งหมดนี้ ยังถูกเชื่อมต่อกับแหล่งพลังงานหลายแหล่งอีกด้วย หากจุดใดจุดหนึ่งล้มเหลว ก็สามารถใช้แหล่งอื่นทดแทนได้ทันที 

นอกจากนี้ การที่มีระบบสำรองหลายตัว ทำให้เวลาต้องการการบำรุงรักษา และซ่อมแซม สามารถดำเนินการได้โดยไม่ต้องปิดระบบก่อนเหมือน Tier ต่ำกว่า ทำให้ Data Center Tier 3 เป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับธุรกิจ หรือสถาบันที่ต้องการความน่าเชื่อถือสูง

Tier 4 - ทนทานต่อความผิดพลาด (Fault-Tolerant)

บริษัทขนาดใหญ่มักเลือกใช้ Data Center Tier 4 ซึ่งมีประสิทธิภาพที่สูงกว่าระดับทั้งสามที่กล่าวมาข้างต้น โดยมีเปอร์เซ็นต์เวลาทำงานสูงถึง 99.995% หรือหมายความว่า ตัว Data Center จะมีเวลาหยุดทำงานเพียง 0.5 ชั่วโมงต่อปีเท่านั้น นอกจากนี้ยังมีการป้องกันจากการขัดข้องด้านพลังงานได้ยาวนานถึง 96 ชั่วโมง และมีระบบสำรองจำนวนหลายแห่ง เพื่อให้มั่นใจว่าระบบสามารถรักษาประสิทธิภาพการทำงานได้อย่างต่อเนื่อง แม้ว่าจะมีเหตุการณ์ไม่คาดฝัน เกิดความล้มเหลวของอุปกรณ์จำนวนมากก็ตาม

อย่างไรก็ตาม ด้วยเหตุผลที่ว่ามา ทำให้การดำเนินงาน และบำรุงรักษาของ Data Center Tier 4 มีค่าใช้จ่ายสูงมาก แต่บริษัทยักษ์ใหญ่ก็นิยมเลือกใช้กัน รวมถึงหน่วยงานของรัฐบาลก็เช่นกัน

ภาพจาก : https://www.volico.com/what-are-the-major-differences-between-data-center-tiers/

Tier 5

Tier 5 เป็นแนวโน้มที่ค่อนข้างใหม่ และถูกเพิ่มขึ้นมาได้ไม่นาน โดยมันมีคุณสมบัติตามข้อกำหนดทั้งหมดของ Data Center 4 แต่มีข้อกำหนดที่เกี่ยวข้องกับการอนุรักษ์สิ่งแวดล้อมเพิ่มเติมเข้ามา อย่างการไม่ใช้น้ำ, มีเครื่องตรวจจับมลพิษทางอากาศ, ตู้เซิร์ฟเวอร์ที่มีความปลอดภัย และระบบตรวจสอบการใช้พลังงาน Data Center Tier 5 มักเป็นที่ต้องการสำหรับโครงการที่เกี่ยวข้องกับพลังงานท้องถิ่น และพลังงานทดแทน Data Center Tier 5 มีความดึงดูดธุรกิจ, สถาบัน หรือองค์กร ที่กังวลเกี่ยวกับภาพลักษณ์ด้านนโยบายสิ่งแวดล้อม 

ประวัติความเป็นมาของ ศูนย์ข้อมูล (Histroy Of Data Center)

ศูนย์ข้อมูล (Data Center) มีประวัติย้อนกลับไปได้ถึงเครื่อง ENIAC ของกองทัพสหรัฐอเมริกา ซึ่งสร้างสำเร็จในปี ค.ศ. 1945 (พ.ศ. 2488) ติดตั้งที่มหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนีย

แต่เมื่อเทคโนโลยีดีขึ้น จากคอมพิวเตอร์ที่ต้องใช้พื้นที่ติดตั้งเต็มทั้งห้อง คอมพิวเตอร์ก็มีขนาดเล็กลง การมาถึงของไมโครคอมพิวเตอร์ (Microcomputer) ทำให้พื้นที่ที่ต้องการสำหรับการวางระบบไอทีมีขนาดลดลงอย่างมาก คอมพิวเตอร์ขนาดเล็กจำนวนมากนี้ได้เข้ามาแทนที่เมนเฟรมคอมพิวเตอร์ (Mainframe Computer) ซึ่งห้องที่เต็มไปด้วยไมโครคอมพิวเตอร์นี้ได้กลายเป็นที่รู้จักในชื่อ "เซิร์ฟเวอร์" (Server) และภายหลังมันก็กลายเป็น "ศูนย์ข้อมูล" (Data Center)

ในช่วงปี ค.ศ. 2002 (พ.ศ. 2545) การเปิดตัว Amazon Web Services (AWS) ระบบประมวลผลบนคลาวด์ ได้สร้างความเปลี่ยนแปลงสำคัญต่อแนวคิดที่มีต่อ Data Center เพราะบริการ Cloud ช่วยให้องค์กรเข้าถึงทรัพยากรการประมวลผลตามความต้องการผ่านอินเทอร์เน็ต โดยมีการคิดราคาตามการใช้งาน ทำให้สามารถปรับขนาดทรัพยากรเพิ่ม หรือลดได้อย่างอิสระ