વોટ્સએપ પર આવતો ગુડ મોર્નિંગનો મેસેજ હોય, ઇન્સ્ટાગ્રામમાં અવિરત ફરતી રીલ્સ હોય કે પછી UPI મારફતે અપાતા સવારના ચા-નાસ્તાના પૈસા હોય– આપણને આ બધું માત્ર આપણા હાથમાં રહેલા ફોન, 5G સિગ્નલ્સ કે એપનો જાદુ લાગે છે. પરંતુ વાસ્તવિકતામાં, સ્ક્રીન પર દેખાતી દરેક ડિજિટલ ક્રિયા પાછળ હજારો કિલોમીટર દૂર સ્થિત એક વિશાળ, અદૃશ્ય અને અવિરત ધબકતી દુનિયા કામ કરી રહી હોય છે.
આ અદૃશ્ય ડિજિટલ સામ્રાજ્યનું નામ છે—ડેટા સેન્ટર. જો કમ્પ્યુટર સોફ્ટવેર અને મોબાઇલ એપ્લિકેશન્સ આજના આધુનિક ડિજિટલ યુગનો આત્મા હોય, તો ડેટા સેન્ટર તેનું શરીર અને ધબકતું હૃદય છે. બહારથી જોતાં આ ડેટા સેન્ટર કદાચ બારીઓ વગરની, બોરિંગ અને ફેક્ટરી કે ગોડાઉન જેવી સપાટ ઇમારત દેખાઈ શકે, પરંતુ એ કોંક્રીટની દીવાલોની અંદર પગ મૂકતાં જ એક એવી અદ્ભુત દુનિયા સામે આવે છે, જ્યાં હજારો-લાખો પ્રોસેસર્સના પંખાનો અવાજ ગુંજતો હોય છે અને પ્રકાશના વેગે ડેટા દોડતો હોય છે.
ડેટા સેન્ટર એટલે શું?
સરળ શબ્દોમાં કહીએ તો ડેટા સેન્ટર એ ડિજિટલ દુનિયાનું એક એવું વિશાળ પાવરહાઉસ કે કમ્પ્યુટર ગોડાઉન છે, જ્યાં હજારો શક્તિશાળી કમ્પ્યુટર્સ (સર્વર્સ), સ્ટોરેજ ડિવાઇસ અને નેટવર્ક સાધનોને એકસાથે રાખીને દિવસના 24 કલાક અને વર્ષના 365 દિવસ સતત ચલાવવામાં આવે છે. તમે તમારા ફોનમાં જે પણ જુઓ છો– પછી તે તમારા જૂના ફોટા હોય, બેન્ક અકાઉન્ટનું બેલેન્સ હોય કે નેટફ્લિક્સની કોઈ ફિલ્મ હોય– તે ક્યારેય હવામાં તરતું નથી હોતું. આ બધું જ કોઈક ડેટા સેન્ટરમાં રહેલા સ્ટોરેજ અને સર્વર્સ પર સંગ્રહિત અથવા પ્રોસેસ થતું હોય છે.
ઘણાને એમ લાગે છે કે ડેટા સેન્ટર તાજેતરની જ ઉપજ છે, પરંતુ ડેટા સેન્ટરનો ઇતિહાસ આધુનિક કમ્પ્યુટરના જન્મ સાથે જ શરૂ થઈ ગયો હતો. 1940ના દાયકામાં બનેલા વિશ્વના પ્રથમ ઇલેક્ટ્રોનિક કમ્પ્યુટર્સ એટલાં કદાવર હતાં કે એક કમ્પ્યુટર આખો વિશાળ હોલ રોકતું હતું. તેમાં રહેલી હજારો વેક્યુમ ટ્યુબ્સ પ્રચંડ ગરમી ફેંકતી અને ભારે વીજળી વાપરતી. તેને ઠંડા રાખવા અને વિશેષ પાવર પૂરો પાડવા માટે ખાસ ‘કમ્પ્યુટર રૂમ’ની જરૂર પડતી હતી. આવા ડેડિકેટેડ કમ્પ્યુટર રૂમને આધુનિક ડેટા સેન્ટરના પ્રારંભિક સ્વરૂપ તરીકે જોઈ શકાય.
1990ના દાયકામાં વર્લ્ડ વાઈડ વેબનો વિકાસ થયો અને ડોટ-કોમ બૂમ આવી. કંપનીઓ પોતાની વેબસાઇટ્સ બનાવવા લાગી અને તેને 24 કલાક ઓનલાઇન રાખવા માટે સર્વર રૂમ ઊભા થવા લાગ્યા. 2000ના દાયકાના અંતથી અને ખાસ કરીને 2010 પછી ક્લાઉડ કમ્પ્યુટિંગનો આધુનિક યુગ ઝડપથી આગળ વધ્યો, જ્યાં એમેઝોન (AWS), ગૂગલ અને માઇક્રોસોફ્ટ જેવી કંપનીઓએ વિશાળ ડેટા સેન્ટરો ઊભાં કરીને કંપનીઓને ઇન્ટરનેટ દ્વારા સ્ટોરેજ અને કમ્પ્યુટિંગ રિસોર્સિસ ભાડે આપવાનું શરૂ કર્યું. હવે AIના ઝડપી વિકાસે આ ડેટા સેન્ટરોને માત્ર કમ્પ્યુટર રૂમમાંથી બદલીને અતિ વિશાળ અને અત્યંત શક્તિશાળી ‘હાઇપરસ્કેલ કેમ્પસ’માં પરિવર્તિત કરી દીધાં છે.
ડેટા સેન્ટરના 3 મુખ્ય સ્તંભો
કોઈપણ ડેટા સેન્ટર ભલે ગમે તેટલું નાનું કે મોટું હોય, તે મૂળભૂત રીતે ત્રણ મુખ્ય સ્તંભો પર કાર્ય કરે છે. પહેલો સ્તંભ છે ‘કમ્પ્યુટિંગ’, જે સર્વર્સ અને પ્રોસેસર્સના માધ્યમથી ગણતરીઓ કરવાનું અને યુઝર્સની રિક્વેસ્ટ્સ પ્રોસેસ કરવાનું કામ કરે છે. બીજો સ્તંભ છે ‘સ્ટોરેજ’, જ્યાં વિશ્વભરના યુઝર્સનો બેંકિંગ, હેલ્થ કે સોશિયલ મીડિયાનો ડેટા સચવાય છે. અને ત્રીજો સ્તંભ છે ‘નેટવર્કિંગ’, જે હાઇ-સ્પીડ ફાઇબર ઓપ્ટિક કેબલ્સ, સ્વિચ અને રાઉટર્સ મારફતે ડેટા સેન્ટરને સમગ્ર વિશ્વના ઇન્ટરનેટ સાથે જોડીને રાખે છે.
જો આપણે કોઈ આધુનિક ડેટા સેન્ટરની અંદર પ્રવેશ કરીએ, તો ધાતુના મોટા કબાટ જેવા રેકની લાંબી લાઈનો જોવા મળશે. તેમાં અત્યંત પાતળા રેક-માઉન્ટ કે બ્લેડ સર્વર્સ ગોઠવેલાં હોય છે. મોટાં નાણાંકીય સંસ્થાનોમાં વિશિષ્ટ વર્કલોડ માટે મેઇનફ્રેમ્સનો ઉપયોગ હજુ પણ થાય છે. આજના AI યુગમાં સામાન્ય CPU ઉપરાંત Nvidia H100 કે B200 જેવા શક્તિશાળી GPU (ગ્રાફિક્સ પ્રોસેસિંગ યુનિટ્સ)નો પણ મોટા પ્રમાણમાં ઉપયોગ થાય છે. GPU એકસાથે અનેક ગણતરીઓ કરવાની ક્ષમતા ધરાવતા હોવાથી AI મોડેલ્સના ટ્રેનિંગ અને inference માટે ખાસ ઉપયોગી સાબિત થાય છે.
ડેટા સાચવવાનું આધુનિક સ્ટોરેજ માળખું
ડેટા સેન્ટરની ક્ષમતાનું એક મોટું કારણ એ છે કે તેમાં વિશાળ પ્રમાણમાં ડેટા સ્ટોર કરવા માટે અદ્યતન સ્ટોરેજ સિસ્ટમ્સનો ઉપયોગ થાય છે. જૂની મિકેનિકલ ડ્રાઇવ્સ (HDD)ની સરખામણીએ હવે ચિપ-આધારિત સુપર-ફાસ્ટ SSD અને NVMe ડ્રાઇવ્સનો પણ મોટા પ્રમાણમાં ઉપયોગ થાય છે, જે ખૂબ ઝડપી ડેટા રીડ અને રાઇટ કરી શકે છે. આ સિવાય વિવિધ પ્રકારના ડેટાને સંગ્રહિત કરવા માટે SAN (Storage Area Network), NAS અને ઓબ્જેક્ટ સ્ટોરેજ જેવી અલગ-અલગ સ્ટોરેજ સિસ્ટમ્સનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.
હાલમાં એવી એક પણ સેકન્ડ નથી હોતી જ્યારે દુનિયાના કોઈને કોઈ ખૂણે ઇન્ટરનેટનો ઉપયોગ ન થઈ રહ્યો હોય, તેથી ડેટા સેન્ટરનો સૌથી મોટો નિયમ છે–‘એક પણ સેકન્ડ માટે સેવા બંધ ન થવી જોઈએ.’ જો પાવર જાય તો બેન્ક, હોસ્પિટલો, એરલાઇન્સ અને અન્ય મહત્વની ડિજિટલ સેવાઓને અસર થઈ શકે છે. આ માટે પાવરની અત્યંત જટિલ સિસ્ટમ ગોઠવવામાં આવે છે. મોટાં ડેટા સેન્ટર્સમાં વીજળીના એકથી વધુ સ્ત્રોત, UPS સિસ્ટમ્સ અને બેકઅપ જનરેટર્સનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. ગ્રીડમાં ખામી સર્જાય ત્યારે UPSની બેટરીઓ તરત જ પાવર સપોર્ટ આપે છે અને લાંબા સમયના આઉટેજમાં બેકઅપ જનરેટર્સ ચાલુ થઈ શકે છે.
આવાં હજારો કમ્પ્યુટર્સ અને સર્વર્સ જ્યારે એકસાથે ચાલે છે ત્યારે તે પ્રચંડ ગરમી ઉત્પન્ન કરે છે, તેથી તેમને સતત ઠંડાં રાખવાં પડે છે. પરંપરાગત રીતે ઠંડી હવા ફેંકતા એર-કૂલિંગનો ઉપયોગ થતો આવ્યો છે, પરંતુ AIના હાઈ ડેન્સિટી કમ્પ્યુટિંગને કારણે હવે લિક્વિડ કૂલિંગનો ઉપયોગ પણ ઝડપથી વધી રહ્યો છે. તેમાં પ્રોસેસરની નજીક ઠંડુ પ્રવાહી ફેરવીને ગરમી દૂર કરવામાં આવે છે. કેટલાક વિશિષ્ટ ડેટા સેન્ટર્સમાં ઇમર્સન કુલિંગનો પણ ઉપયોગ થાય છે.
ડેટા સેન્ટર કામ કેવી રીતે કરે છે?
જ્યારે તમે ફોનમાં કોઈ વિડીયો પ્લે કરો છો, ત્યારે તમારી રિક્વેસ્ટ નેટવર્ક મારફતે સંબંધિત સર્વિસના સર્વર અથવા કન્ટેન્ટ ડિલિવરી નેટવર્ક સુધી પહોંચે છે. ત્યાં ઓથેન્ટિકેશન, રુટિંગ અને અન્ય પ્રક્રિયાઓ બાદ જરૂરી ડેટા શોધવામાં આવે છે અને નાના-નાના ડેટા ‘પેકેટ્સ’ના સ્વરૂપમાં તમારા ડિવાઇસ સુધી પહોંચાડવામાં આવે છે. આ આખી પ્રક્રિયા ઘણી વખત મિલિસેકન્ડ્સમાં થાય છે, પરંતુ તેની ચોક્કસ ઝડપ તમારા સ્થાન, નેટવર્ક, સર્વિસની આર્ટિટેક્ચર, CDN અને અન્ય અનેક પરિબળો પર આધાર રાખે છે. એટલે દરેક ડેટા સેન્ટરની રિક્વેસ્ટ માત્ર 10થી 15 મિલિસેકન્ડમાં પૂરી થાય છે એવું કહેવું યોગ્ય નથી.
ડેટા સેન્ટરના મુખ્ય પ્રકારો
દરેક ડેટા સેન્ટર એકસરખું નથી હોતું. તેમની માલિકી, કદ, ઉપયોગ અને ટેક્નોલોજીના આધારે તેને વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.
- એન્ટરપ્રાઇઝ: મોટી બેન્ક કે સરકારી સંસ્થાઓ પોતાના ખાનગી ઉપયોગ માટે બનાવે છે.
- કોલોકેશન: થર્ડ-પાર્ટી કંપનીઓ ઇમારત, કૂલિંગ અને સિક્યુરિટી પૂરી પાડે છે જ્યાં અન્ય કંપનીઓ જગ્યા ભાડે રાખે છે.
- ક્લાઉડ: AWS, ગૂગલ ક્લાઉડ જેવા ભાડાના રિસોર્સિસ.
- હાઇપરસ્કેલ: મેટા કે ગૂગલના 10 લાખથી વધુ સર્વર્સ ધરાવતાં વિશાળ કેમ્પસ.
- એજ/માઇક્રો ડેટા સેન્ટર: સેલ્ફ-ડ્રાઇવિંગ કાર કે રિયલ-ટાઇમ ગેમિંગ માટે યુઝરની નજીક શહેરોમાં રખાતા નાના એકમો.
Tier સિસ્ટમ: ગુણવત્તા અને સ્તરનું માપદંડ
ડેટા સેન્ટર કેટલું મજબૂત છે તે માપવા માટે Tier Iથી Tier IV સુધીનાં વર્ગીકરણ હોય છે. Tier Iમાં કોઈ બેકઅપ નથી હોતો, તેથી તેમાં વાર્ષિક 28 કલાકનો ડાઉનટાઇમ આવી શકે છે. Tierનું લેવલ વધતાં ડાઉનટાઈમ ઘટતો જાય છે. એ જ રીતે Tier IV એ ટેકનોલોજીનું સર્વોચ્ચ સ્તર છે જે 2(N+1) ફોલ્ટ ટોલરેન્ટ ક્ષમતા ધરાવે છે. તે 99.995% જેટલો અદ્ભુત અપટાઈમ આપે છે, એટલે કે આખા વર્ષ દરમિયાન તેનો ડાઉનટાઇમ માત્ર 26 મિનિટથી વધુ હોતો નથી.
ડેટા સેન્ટરમાં રહેલા ડેટાના કારણે તેની બહારી સુરક્ષા વ્યવસ્થા લશ્કરી મથક જેટલી કડક હોય છે. બહાર વિશાળ ફેન્સિંગ, 24 કલાક સશસ્ત્ર ગાર્ડ્સ, CCTV અને બાયોમેટ્રિક રેટિના સ્કેનર્સ હોય છે. અંદર કમ્પ્યુટર હોવાથી આગ ઓલવવા પાણીનો ઉપયોગ થઈ શકતો નથી, તેથી ત્યાં FM-200 કે Novec જેવા કેમિકલ ગેસ આધારિત ફાયર એક્સ્ટિંગ્વિશરનો ઉપયોગ થાય છે, જે ઓક્સિજન ઘટાડ્યા વગર કે હાર્ડવેરને નુકસાન પહોંચાડ્યા વગર ક્ષણવારમાં આગને બુઝાવી દે છે.
જે રીતે બહાર સજ્જડ સુરક્ષા હોય છે એમ ડેટા સેન્ટરની આંતરિક સુરક્ષા વ્યવસ્થા પણ ખૂબ સજ્જડ હોય છે. ડેટા સેન્ટર્સને હેકર્સ અને સાયબર હુમલાઓથી બચાવવા માટે ફાયરવોલ, IDS/IPS અને DDoS ફિલ્ટર્સ સતત કામ કરે છે. અંદરનો તમામ ડેટા AES-256 જેવા અતિજટિલ કોડ્સથી એન્ક્રિપ્ટેડ હોય છે. જો વાવાઝોડું કે ભૂકંપ જેવી આફતમાં કોઈ એક ડેટા સેન્ટર નાશ પામે તોપણ ડિઝાસ્ટર રિકવરી (DR) પ્લાન મુજબ તમામ ડેટા પળવારમાં 500 કિલોમીટર દૂર સ્થિત બીજા ડેટા સેન્ટરમાં રિયલ-ટાઇમમાં કોપી થતો રહે છે.
નોંધનીય છે કે ડેટા સેન્ટર 24 કલાક કામ કરતાં હોવાથી તે ભારે માત્રામાં પાણી અને વીજળીનો વપરાશ કરે છે. આજે વિશ્વની કુલ વીજળીના લગભગ 2%થી 3% ભાગ માત્ર ડેટા સેન્ટર્સ વાપરે છે, અને AIના લીધે 2030 સુધીમાં આ આંકડો 8% સુધી પહોંચી શકે છે. એક મોટું ડેટા સેન્ટર 1 લાખની વસ્તી ધરાવતા શહેર જેટલી વીજળી વાપરી શકે છે. તેથી સર્વર્સને ઠંડાં રાખવા માટે લાખો ગેલન પાણી વપરાતું હોવાથી હવે ટેકનોલોજી કંપનીઓ 100% સૌર અને પવન ઊર્જાથી ચાલતાં ‘ગ્રીન ડેટા સેન્ટર્સ’ તરફ વળી રહી છે.
જિઓ પોલિટિક્સ અને ડેટા સોવરેનિટી
આજના સમયમાં ડેટા સેન્ટર્સ હવે માત્ર આઇટી માટેની ઇમારતો નથી, પરંતુ રાજકીય અને આર્થિક તાકાતનું પ્રતીક બની ગયાં છે. ભારત સહિત ઘણા દેશોએ ‘ડેટા સોવરેનિટી’ના કાયદા બનાવ્યા છે, જેથી દેશના નાગરિકોનો ડેટા પોતાની જ સરહદોની અંદર સ્થિત ડેટા સેન્ટરોમાં રાખવો ફરજિયાત બન્યો છે. આનાથી સ્થાનિક કન્સ્ટ્રક્શન, પાવર અને ટેલિકોમ ક્ષેત્રે કરોડો ડોલરનું રોકાણ આવી રહ્યું છે અને રોજગારીની નવી તકો ઊભી થઈ રહી છે.
આવનારા 10થી 15 વર્ષોમાં ડેટા સેન્ટર્સનું સ્વરૂપ બદલાવા જઈ રહ્યું છે. ભવિષ્યમાં ડાર્ક ડેટા સેન્ટર પણ આવશે જેમાં માણસો જ નહીં હોય અને તમામ મેન્ટેનન્સ ઓટોમેટિક રોબોટ્સ કરશે. AIની વીજળી જરૂરિયાત માટે નાના ન્યુક્લિયર રિએક્ટર્સ (SMRs) વપરાશે, જ્યારે પરંપરાગત ચિપ્સની જગ્યાએ કરોડો ગણી ઝડપ આપતાં ક્વોન્ટમ સર્વર્સ ગોઠવાશે.
પૃથ્વી પર જમીન, વીજળી અને પાણીનો વપરાશ બચાવવા માટે હવે વૈજ્ઞાનિકો ડેટા સેન્ટર્સને અવકાશમાં (સેટેલાઇટ ઓર્બિટમાં) તરતા મૂકવાની પરિકલ્પના પર કામ કરી રહ્યા છે. આ સ્પેસ ડેટા સેન્ટર્સને સૂર્યમાંથી 24 કલાક સોલર એનર્જી મળતી રહેશે અને સ્પેસની કુદરતી ઠંડકને કારણે તેમને ઠંડા રાખવા માટે પાણીની પણ જરૂર નહીં પડે.
આપણે સ્ક્રીન પર જે વર્ચ્યુઅલ અને જાદુઈ દુનિયા જોઈ રહ્યા છીએ તેનું હૃદય સંપૂર્ણપણે ભૌતિક છે અને તે આ ડેટા સેન્ટરોમાં જ ધબકે છે. 1940ના દાયકાના નાના ગરમ કમ્પ્યુટર રૂમથી શરૂ થયેલી આ યાત્રા આજે ગ્લોબલ હાઇપરસ્કેલ કેમ્પસ સુધી પહોંચી છે. ડેટા સેન્ટર્સ એ માનવ સંસ્કૃતિની અત્યાર સુધીની સૌથી જટિલ અને શ્રેષ્ઠ એન્જિનિયરિંગ સિદ્ધિઓમાંની એક છે, જે આખા વૈશ્વિક ડિજિટલ અર્થતંત્રને સતત જીવંત અને ધબકતું રાખે છે.
