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Google 四分之一秒的威力
來源:天下雜誌 日期:2013-06-13 獨家直擊美國Google 資料中心 彷彿盤古開天闢地,我們正親眼目睹數位宇宙的誕生。《經濟學人》指出,兩年前,全球儲存的資料量,等於每人擁有160座亞歷山大圖書館(位於埃及,曾是史上最大圖書館)。 2020年前,企業、個人都將處理,比目前多五十倍的資料量。 新資訊、新霸權。雲端,也就是駕馭「海量資料」的能力,成為決勝點。不僅歐、美、日、台政府紛紛搶進雲端產業,Google、亞馬遜、臉書、微軟也在全球各地搶建資料中心,要在嶄新的雲端運算時代,搶得先機。 其中,最閃耀的巨星,是股價剛創新高、衝破九百美元大關的全球科技一哥—Google。 《天下》獨家前進Google 多年來杜絕媒體採訪的資料中心,直擊數位巨人的心臟,第一手解讀雲端致勝祕訣。Google 引領的雲端風潮,更是台灣科技產業繼半導體、個人電腦的下一波趨勢。市調機構弗雷斯特預估,雲端運算市場將於2020年前,成長至兩千四百億美元(約七兆台幣),大約是今日個人電腦、半導體市場的八成規模。 台灣昔日的電子巨頭,鴻海、廣達、華碩、宏碁、台達電、英業達等,全都加入「追雲」的行列。「追雲」的台灣新一代英雄,是誰?這次,《天下》介紹兩位五、六年級的「追雲英雄」—華碩雲端總經理吳漢章、台達電雲端技術中心資深處長翟本喬。 美國喬治亞州,亞特蘭大。電影《飄》的女主角郝思嘉,在烽火危城中,身著黑色喪服翩然起舞,舞出風靡東西、永恆不朽的愛情故事。半世紀後,亞特蘭大用另一種姿態,隱身在你我的喜怒哀樂中。每天,二十億人使用Google,三十億筆搜尋跋山涉水,迢迢趕赴Google 全球十三個資料中心。其中,最有效率的亞特蘭大資料中心,是Google 科技霸業的基石。 綠樹圍繞,小溪潺潺,灰撲撲一棟建築,約五個足球場大。很難想像,這棟毫不起眼的建築,就是二十億人數位靈魂的倉庫、數位身分的保險箱。如果說,搜尋演算法是Google的腦,關鍵字廣告是Google 賺錢的雙手,資料中心就是Google 賴以生存的心臟,將資料如血液般,源源輸送到科技巨人的全身。 碩大無朋的機房,一排排機櫃裡,伺服器幽幽閃著紅光、綠光、藍光。「嗶嗶」的電子噪音,像是Google 數位巨人的心跳。頭頂的風扇震耳欲聾,像是這巨人的呼吸,大聲到必須戴粉色耳塞,或是貓熊式絨毛耳罩,才能在巨人的身體裡安全工作。Google 所有的祕密中,「資料中心」一向是最被嚴密防守的祕中之祕。 祕中之祕 佛地魔轄區 Google 從來不對外公開伺服器數量,和資料中心的資本支出。Google 位於奧瑞岡州達拉斯市的資料中心,安全圍籬外,多年前還豎著一個宅味十足的牌子:「佛地魔轄區」。 為什麼? 因為,只要競爭對手—微軟執行長鮑爾默(Steve Ballmer),不曉得Google 的支出,就無法用這數字來設定微軟的基礎設施攤提。鮑爾默若隨便挑一個數字,太高,會讓微軟破產,Google 就佔便宜。太低,微軟無法發揮競爭力,Google 又佔便宜。 做瘋狂的事 才會進步 「我自己覺得Google 最獨特的地方、成功最大的原因,就是軟硬體的基礎建設,」Google 台灣董事總經理簡立峰,有感而發。 為什麼Google 可以慷慨推出一GB的Gmail 免費電子信箱,信箱儲存量一出手就超越微軟、雅虎一百倍以上?還提供四億多人免費使用?為什麼收購YouTube 時,Google 可以免費容納數十億支影片? 約六十八個美國國會圖書館的資料? 答案,躺在Google 資料中心一望無際的伺服器中。就像是中央廚房(資料中心)蓋好了,要出什麼菜(Gmail、Google Maps、Google+)就很快。 五月中,Google 開發者大會上,身穿紅色T恤、頭髮帶些灰白的Google 執行長佩吉(Larry Page),突然現身,驚艷全場。四十歲的他,提起Google 第一項雲端服務Gmail,滿臉欣慰。「我們還只有一百人的時候,就推出Gmail。人們都說, 你瘋了,你是一家搜尋公司,幹嘛做Gmail ?」佩吉回想。 「因為我們懂資料中心、懂伺服器、懂儲存。我想,總是做些瘋狂的事,才會進步嘛,」佩吉話才說完,會場掌聲響起。 為什麼Google 會贏過競爭對手? Google的祕密1:全球最有效率的資料中心 時光倒流。 十四年前,Google 剛創辦一年。三百多台半成品、沒有機殼的「裸體」伺服器,塞在矽谷數哩外,聖塔克拉拉市,一家伺服器託管公司的一個鐵籠子裡,纜線交纏如一盤難吃的義大利麵。 「如果你把電子郵件的GB儲存空間,想像成一個大一男生,這大概就是他宿舍裡的樣子,」科技雜誌《連線》(Wired)的資深主筆李維(Steven Levy),在《Google 總部大揭密》一書中形容。 那時,Google 平均要花三.五秒才能送出一筆搜尋結果,還常在週一當機。短短十五年,Google 從這個亂七八糟的老鼠窩,一躍而成全球最大的雲端資料庫。如今,Google 處理資料的威力,就像擁有讀心術。當你用鍵盤打入搜尋,還沒打完,搜尋結果已經躍入眼簾。平均一個Google 搜尋,只花四分之一秒。 四分之一秒的背後,是全球十三個資料中心、超過百萬台伺服器、耗資數十億美元打造的硬體基礎建設。其中一座,今年夏天將在台灣彰濱工業園區開始營運。「資料中心,是Google 搜尋引擎的引擎,」掌管Google 全球資料中心的副總裁—卡瓦(Joseph Kava)告訴《天下》。 用電效率 業界十倍 卡瓦精悍健壯,紅紅的臉蛋配上小平頭,活力四射,像是隨時準備揚帆出航的船長。 站在這個斥資六億美元打造的昂貴機房裡,卡瓦驕傲地指出,這資料中心裡,伺服器使用的每一瓦電力,只需要另外○.一瓦用於額外的空調、變壓。而同樣的情況下,業界通常需要用到整整一瓦。換句話說,Google 這座資料中心的用電效率,是業界平均的十倍高。 節能,是資料中心最大的挑戰。綠色和平組織發表的報告指出,全球資料中心的用電量佔全球二%,每年將有一二%成長。一座大型資料中心,平均用電五十兆瓦(megawatt),足以點亮一座小鎮。Google 資料中心最高效率,是因為Google 自己動手打造伺服器與資料中心。 永遠的攝氏十七度 為了節能,Google 很異端,連機房都只要「微涼」,而不是一般的「寒冷」。資料中心耗電最兇的,就是巨大的冷卻機組。節能,先從空調下手。Google 機房永遠保持攝氏十七度。工作人員可以穿著短袖、短 褲,不必套上厚外套。 因為,伺服器散發的熱,由機櫃背後捲成一圈圈的細小水管的冷水吸收,送回水塔。像是百葉窗簾的狹長葉片,讓熱水滴緩緩低落,降溫後,再沿著水管,送回機櫃後繼續下一次的降溫,循環再利用。一根根綠色、紅色、藍色的巨型水管繞行天花板,這套自己設計的「天然」冷卻系統,是Google 節能的祕密武器。 Google 這麼厲害,Google 伺服器一定是伺服器中的波音七四七、法拉利?錯了。《連線》 雜誌指出,Google 效率的關鍵,在於以非常低的價錢,購買大量硬體次級品,再用軟體,來解決機器高故障率的問題。 Google的祕密2:雲端管理與低價伺服器 Google 發展初期,創辦人佩吉和布林的伺服器,不過是用樂高積木架起來的。對Google 來說,伺服器要從惠普、IBM買,搭配思科路由器、Windows 軟體,這種傳統做法簡直無法忍受。「我根本可以不管工業標準,自己訂作硬體,」在Google 七年打造硬體架構、現任台達電雲端技術中心資深處長的翟本喬回憶。傳統伺服器市場,一個機種一年有三萬台銷量,但Google 一買就要十萬、二十萬、三十萬台。 硬碟比小孩用的還爛 只有極簡的硬體設計思惟,才符合Google 的世界觀:以網路為基礎的大規模快速運算。舉例來說,Google 伺服器每一塊主機板都省去繪圖處理器、繪圖顯示連接埠。Google 工程師不必走到伺服器前,插線連電腦,來查看伺服器運作狀況。只要從雲端管理系統,就能知道哪一台掌管郵件的伺服器快壞了。在故障前,就先換硬碟、換記憶體。 綠髮藍眼、二十八歲的漢寧森(R. Henningsen),剛到亞特蘭大的資料中心工作一年多。每天,他把快壞掉的伺服器拔出來,維修零件。對他來說,機器壞了,就像在Google 員工休息室裡玩跳舞機一樣,稀鬆平常。 Google 第一位資訊長梅瑞爾(Douglas Merrill)就曾公開說過,Google 購買的硬碟「比你家買給小孩用的還爛。」 一般而言,伺服器故障率約四%至一○%。為了降低故障率,雲端企業通常買昂貴的優質伺服器。但Google 背道而馳。一開始組建數十萬台電腦時,就假設有些電腦會故障。而Google 軟體系統,會把資料分散給好幾台伺服器。如果一筆搜尋在一、兩毫秒內,還沒得到回應,其他台伺服器就會上前回應要求。 因為可以快速平行運算、分配工作到其他伺服器,即使百分之一的機器壞掉,Google 所有的服務依然能如常進行。 運轉支出 對手的三分之一 這套平行運算軟體系統,是Google 的無價之寶。業界估計,Google 電腦運轉的支出,只有競爭對手的三分之一。 Google 可以增加數萬台伺服器與儲存量、更快送出搜尋結果,而不用修改原來的程式碼。「這種擴充性是非常驚人的,」Google 台灣董事總經理簡立峰說。「一筆搜尋,一眨眼就到你眼前,簡直像魔術,」Google 全球資料中心副總裁卡瓦,眨眨眼睛。 「但這一切,不是魔術,是多年的投資,多年的軟硬體工程技術,是我們的血與汗,」卡瓦說。想超越Google ?一趟Google 資料中心之旅會告訴你,血與汗是必要的代價。 |
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