O que é infraestrutura hiperconvergente?

Enquanto um data center tradicional usa diferentes itens de hardware para várias funções, sistemas hiperconvergentes usam máquinas virtuais (VMs) para criar resumos de cada componente, todos contidos em hardware comum disponível comercialmente. Dessa forma, soluções de infraestrutura de TI que utilizam hiperconvergência podem otimizar o gerenciamento e as operações de gerenciamento de data centers para uma alternativa no local, de alto desempenho e econômica em relação aos data centers tradicionais ou à computação em nuvem pública.

A crescente demanda por data centers para acelerar o crescimento dos negócios colocou uma maior necessidade de infraestrutura hiperconvergente. Em um relatório da Fortune Business Insights, o tamanho do mercado global de HCI foi avaliado em US$ 9,66 bilhões em 2023. Em 2024, projeta-se que cresça de US$ 11,98 bilhões para US$ 61,49 bilhões até 2032 (com uma taxa composta de crescimento anual (CAGR) de 22,7%). 1

Para entender melhor a infraestrutura hiperconvergente, é útil comparar as diferenças entre a infraestrutura hiperconvergente (HCI) e a infraestrutura convergente (CI).

Para combinar funcionalidades de computação, rede e armazenamento em um único sistema gerenciável, os data centers que empregam uma metodologia convergente integram vários componentes. Esses elementos podem incluir servidores, processadores, armazenamento e rede em soluções singulares e pré-fabricadas, que consistem em hardware modular ou específico.

Os sistemas de CI realmente simplificam a implementação e o gerenciamento em relação aos sistemas não convergentes, mas não aproveitam todo o potencial da virtualização por software. Embora alguns elementos da infraestrutura convergente sejam combinados, esses sistemas ainda exigem várias peças de hardware exclusivas (que podem ser especializadas e caras) e suporte de TI para integrar e gerenciar o sistema.

Os sistemas hiperconvergentes levam a convergência um passo adiante. Em vez de integrar diversos componentes especializados de hardware, os sistemas hiperconvergentes criam versões virtuais de cada elemento do data center (computação, armazenamento e rede) em um servidor x86 de padrão industrial.

Soluções de infraestrutura hiperconvergente incluem Nutanix Cloud Platform (NCP), Dell EMC VxRail, IBM Fusion HCI, VMware vSAN e Microsoft Azure HCI Stack.

Tanto a infraestrutura hiperconvergente (HCI) quanto as formas mais tradicionais de infraestrutura de TI, como a infraestrutura convergente (CI) e a infraestrutura não convergente, utilizam diferentes componentes para viabilizar operações de negócios sem percalços. No entanto, enquanto os modelos de infraestrutura anteriores usavam diferentes componentes de hardware físico para realizar tarefas diferentes, o hardware de HCI cria resumos virtualizados de cada componente em uma única peça de hardware.

A potência, o armazenamento (por exemplo, NAS, SAN, armazenamento flash baseado em NVMe) e a capacidade do hardware HCI são escaláveis e nativos da nuvem. A HCI pode ser ampliada para aumentar os recursos totais de infraestrutura ou reduzida para aumentar o desempenho de componentes individuais em um único item de hardware.

A HCI virtualiza componentes de infraestrutura tradicionais e também adiciona alguns novos componentes para permitir a hiperconvergência.

Os principais componentes de software da HCI incluem: 

• Hipervisor: um hipervisor é uma camada de software especializada que gerencia as cargas de trabalho de sistemas hiperconvergentes criando máquinas virtuais (VMs), que funcionam como representações digitais de componentes de hardware exclusivos.

• Nós: dentro de um ambiente de HCI, um nó é uma unidade autônoma que inclui recursos de computação, armazenamento e rede. Os nós trabalham juntos para criar um ambiente de infraestrutura de TI unificado e virtualizado.

• Computação: os componentes de computação executam VMs e aplicativos dentro de plataformas hiperconvergentes. 

• Rede definida por software (SDN): o componente de rede de cada nó usa rede definida por software (SDN) para permitir a comunicação entre os nós e facilitar a transferência de dados dentro da HCI.

• Armazenamento definido por software (SDS): o armazenamento definido por software (SDS) abstrai e virtualiza o armazenamento físico subjacente dos componentes do data center. Este aspecto-chave do armazenamento hiperconvergente elimina a necessidade de matrizes de armazenamento especializadas e permite uma partição mais eficiente dos recursos totais de armazenamento. Esses benefícios podem ser alcançados quer seja com unidades de estado sólido (SSD) tradicionais ou armazenamento de non-volatile memory express (NVMe).

Embora a infraestrutura hiperconvergente (HCI) possa não ser adequada para todas as aplicações, ela oferece muitos benefícios em relação aos tipos mais tradicionais de infraestrutura de TI. Notavelmente, a HCI aumenta a eficiência de TI, reunindo recursos automaticamente e alocando esses recursos de forma dinâmica sob demanda.

Por meio da automação, o HCI pode ajudar a reduzir a carga das equipes de TI e eliminar operações manuais isoladas ou em silos, maximizando o uso de recursos. Além disso, o HCI simplifica os upgrades e a manutenção do sistema.

Algumas vantagens adicionais oferecidas pela HCI incluem:

• Escalabilidade

• Proteção de dados

• Eficácia em custo

• Automação

• Compatibilidade
  
  

O poder transformador da infraestrutura hiperconvergente (HCI) oferece amplos benefícios potenciais a inúmeros setores. Uma forma altamente adaptável de infraestrutura de TI, a HCI pode ser aplicada em uma ampla gama de aplicações e é adequada para a maioria das organizações. Ele oferece uma solução de TI ágil, eficiente e escalável, capaz de lidar com cargas de trabalho pesadas e grandes quantidades de armazenamento de dados.

A capacidade de simplificar a infraestrutura com eficiência e, ao mesmo tempo, acomodar o crescimento organizacional, tornou a HCI uma escolha líder em uma variedade de casos de uso. Algumas dessas aplicações abrangem desde operações governamentais e de serviço público até obras públicas e serviços públicos de grande escala.

• Setor de saúde

• Serviços financeiros

• Varejo

• Fabricação
  
  

No campo desafiador da saúde, a HCI se tornou uma pedra angular da infraestrutura de data center modernizada e otimizada. Ao convergir sistemas díspares, a HCI simplifica o gerenciamento de registros eletrônicos de saúde e, ao mesmo tempo, garante a conformidade em um ambiente regulatório rigoroso. Os sistemas HCI facilitam a proteção de dados confidenciais dos pacientes, além de facilitarem o armazenamento e o acesso a esses dados.

Para instituições educacionais que estudam o campo da medicina, a HCI permite que estudantes, professores e pesquisadores tenham acesso contínuo a ambientes virtuais de aprendizado alimentados por infraestrutura de alto desempenho.

Em toda parte, a HCI também surgiu como um recurso valioso no setor de serviços financeiros de alto risco. Favorecidas por sua escalabilidade e agilidade, as instituições financeiras estão usando HCI para implementar rapidamente aplicações críticas, incluindo plataformas bancárias online, sistemas de negociação e ferramentas de gerenciamento de riscos.

Enquanto o dimensionamento de formas tradicionais de infraestrutura pode acarretar custos maiores, tanto em termos de dinheiro quanto de tempo, a HCI aumenta a eficiência operacional para uma rápida escalabilidade sem hardware caro e específico.

O varejo é outro setor que está aproveitando a HCI para integrar vários sistemas díspares. A alocação dinâmica de recursos da HCI permite que os varejistas gerenciem dinamicamente tarefas complexas, como gerenciamento de inventário, gerenciamento de relacionamento com o cliente (CRM) e gerenciamento da cadeia de suprimentos (SCM). Também ajuda a mesclar operações comerciais online e físicas.

Com o poder da HCI, os varejistas podem proporcionar experiências personalizadas aos clientes para converter mais vendas com eficiência e menos desperdício de esforço e energia.

A HCI também provou ser altamente valiosa no setor de fabricação, onde a otimização de tarefas exigentes como produção, gerenciamento de estoque e logística é um benefício bem-vindo. A HCI fornece aos fabricantes uma solução otimizada que oferece maior eficiência de recursos, capacidade e escalabilidade adequadas para atender às condições flutuantes do mercado.

Além desses setores-chave, a natureza versátil do HCI se destaca em várias aplicações de negócios modernas que agregam valor em muitos tipos diferentes de setores. Alguns ambientes de TI e aplicações gerais de negócios e ambientes de TI que se beneficiam da adaptabilidade eficiente da HCI incluem:

• Infraestrutura de desktop virtual (VDI): a natureza eficiente e escalável da HCI a torna uma melhor escolha para implementações de infraestrutura de área de trabalho virtual (VDI). A HCI pode ajudar a melhorar a experiência do usuário e simplificar o provisionamento de áreas de trabalho virtuais. 

• Escritório ou filial remoto (ROBO): a HCI é compatível com ambientes ROBO — escritórios ou filiais localizados longe da sede ou do escritório principal da organização. Por meio de uma interface de gerenciamento centralizada, a HCI ajuda a reduzir a necessidade de uma equipe de TI local e de recursos de suporte em locais remotos.

• Aplicações de alto desempenho: os sistemas de HCI são projetados para acomodar até mesmo as cargas de trabalho mais exigentes. As tarefas que exigem hardware de alto desempenho, como análise de dados ou simulações avançadas, se beneficiam da capacidade da HCI de fornecer recursos flexíveis de computação e armazenamento. 

• Edge computing: compacta, escalável e virtualizada por natureza, a HCI é bem adequada para desenvolver infraestrutura de edge computing, que busca diminuir a latência ao processar serviços de nuvem fisicamente mais próximos do usuário real.

• Ambientes multinuvem: a consolidação de componentes da CI é altamente compatível com vários ambientes de nuvem. Essa funcionalidade permite que as organizações adotem uma estratégia de nuvem híbrida ou multinuvem, incorporando infraestrutura de nuvem privada no local e serviços de nuvem pública.

• Inteligência artificial (IA): a HCI é compatível com casos de uso de inteligência artificial (IA), fornecendo uma plataforma escalável e simplificada para cargas de trabalho de IA, abrangendo treinamento, gerenciamento e implementação. Ao integrar recursos de computação, armazenamento e rede em um único sistema, possibilita o processamento de grandes volumes de dados em tempo real ou quase em tempo real para grandes modelos de linguagem (LLMs) e outras aplicações de IA.