На пороге больших перемен инфраструктуры дата-центров

«Data is the new oil» — гласит девиз цифровой экономики. В недалёком будущем дата-центры будут сравнимы с нефтяными вышками — они маленькие, и их много. С появлением пятого и шестого поколений мобильной связи значительно увеличится потребность в хранении и обработке растущих объёмов данных. Это приведёт к появлению большого количества относительно небольших дата-центров.

Обработка и хранение данных начнут мигрировать не только с пользовательских устройств, но и из крупных дата-центров в сторону маленьких, которые будут размещаться максимально близко к потребителям информационного контента. Преимущественно такие дата-центры будут устанавливать компании с территориально разрозненной структурой или потребители услуг.

Наглядным примером такого подхода может служить сегмент online игр. Уже сейчас их владельцы, как правило, имеют несколько дата-центров, размещённых максимально близко к основной массе игроков, что позволяет улучшить качество изображения, повысить отклик при выполнении действий, исключить «рассыпание» картинок и минимизировать время загрузки сцен.

Дата-центры и глобальное потепление

Что касается самих дата-центров, то значительно усилится тренд на уменьшение капитальных и операционных затрат, а также сокращение сроков ввода в эксплуатацию. Уменьшение операционных затрат в будущем будет обусловлено не только требованием бизнеса, но и заботой о нашей планете. Только представьте, что в 2020 году в штате Калифорния на обслуживание азартных интернет-игр потребовалось электроэнергии больше, чем для всех бытовых приборов (электроплиты, стиральные и сушильные машины, микроволновки и тому подобное) в том же штате.

Или взять потребление электроэнергии при добыче криптовалют. Так, только одна сеть Bitcoin в год потребляет более 120ТВт*ч, что в 12 раз больше, чем за тот же период потребили Москва и Московская область. И с увеличением сложности сети потребление электроэнергии только увеличивается. В этом же 2020 году мировая цифровая экономика обогнала авиационную отрасль по выбросам парниковых газов. По мнению аналитиков, через 20 лет цифровая экономика будет потреблять столько же электроэнергии, сколько было произведено за весь 2010 г. во всём мире (и это без учета тепловыделения от добычи криптовалют).

Для противодействия глобальному потеплению будут разработаны экологические законы, направленные на сокращение выбросов тепла в атмосферу. Например, в марте 2020 года Еврокомиссия представила проект закона о климате, который к 2050 году должен сделать территорию Европейского союза климатически нейтральной. В сентябре 2019 года Россия ратифицировала Парижское соглашение по климату и обязалась сократить выбросы парниковых газов на 36% к 2030 году, а к 2050 году — до 48%. Помимо актов, направленных на прямое противодействие глобальному потеплению, появятся законы об экономии пресной воды и электричества. Их будет много, они будут разные: с каждым годом они будут не только ужесточаться, но и набирать популярность.

Законодательные акты затронут и дата-центры, что приведёт к частичному или полному переходу на free-cooling, позволяющему значительно сократить расходы на электроэнергию по сравнению с обычными средствами охлаждения. Наиболее востребованным станет прямой free-cooling, благодаря которому можно не только существенно снизить затраты на охлаждение ИТ-оборудования, но и полностью или частично отказаться от подвода пресной воды для увлажнения воздуха в большинстве регионов мира — там, где необходимая влажность уже содержится в тёплом уличном воздухе. И эти изменения в подходах к созданию дата-центров неизбежны, как переход человечества на электромобили.

Симбиоз: дата-центра и теплицы

Не менее важным трендом будет минимизация пространства в помещениях дата-центров, т. е. экономия площади земельного участка, на котором он стоит. Особенно актуальным это станет в крупных городах, где стоимость земли высока. Например, привычный сейчас размер «горячих» коридоров будет уменьшен до 500-800 мм, то есть до ширины, позволяющей среднестатистическому человеку аккуратно перемещаться по коридору для подключения/отключения или обслуживания ИТ-оборудования, и чтобы воздушного пространства было достаточно для нормального охлаждения вычислительного оборудования.

Еще одним примером минимизации пространства станет переход от VRLA-аккумуляторов к литий-ионным батареям, что позволит сократить площадь размещения аккумуляторных пакетов минимум в 2-3 раза. Это связано с тем, что максимальная удельная плотность накопительной энергии у VRLA — аккумуляторов — 110 Вт*ч/кг, а у уже существующих литий-ионных батарей — в 2-3 раза выше. И это не предел. Переход на литий-ионные батареи позволит повысить температурный диапазон эксплуатации с 20-23°С до максимальной уличной температуры. А это значит, что можно будет полностью отказаться от принудительного кондиционирования и перейти на 100% охлаждение уличным воздухом, что в свою очередь значительно снизит капитальные и операционные затраты.

Что еще ждет строителей дата-центров? Температуры на чипах вычислительных устройств будут повышаться, а плотность размещения оборудования в серверных стойках будет стремиться к 100%. Следствием этого станет увеличение тепловыделения от серверных стоек, что приведёт к отказу от ряда привычных технологий подачи воздуха, например, от подачи «холодного» воздуха через фальш-пол от централизованных кондиционеров или от установки потолочных.

Тепло, выделяемое в дата-центрах, больше не будет выбрасываться в атмосферу. Гораздо рациональнее использовать его, например, для обогрева. Поэтому, скорее всего, в ближайшее время мы станем свидетелями возникновения симбиозов: дата-центр + сооружение, в котором надо что-то «обогреть» или высушить. Например, вполне логично будет построить дата-центр рядом с тепличным комплексом, основные затраты которого — поддержание необходимой положительной температуры. Особенно это актуально для регионов с холодным климатом. Другим примером может стать симбиоз дата-центра и хранилища сырого зерна, где требуется сушка злаковых горячим и сухим воздухом, как раз таким, какой получается на выходе из «горячего» коридора дата-центра. Ну и самыми массовыми «соседями», скорее всего, станут обычные здания: административные, складские или производственные — дата-центру неважно, что отапливать.

Искусственный интеллект, автономность и модульность

В системах мониторинга и управления задачи превентивного обнаружения возможных неисправностей и аварий будут отданы искусственному интеллекту. А это приведёт к сокращению обслуживающего персонала или вовсе сделает дата-центры автономными.

Но автономность дата-центров, особенно в местах, удаленных от людских потоков, возможно, станет фактором, повышающим интерес мародеров, ищущих лакомые «кусочки цветного металла», и «информационных мародёров», жаждущих получить прямой доступ к данным. А это приведёт к повышению мер защиты автономных дата-центров от внешнего несанкционированного вмешательства. Скорее всего, для этого будут использоваться металлические вандал-защищённые оболочки (внешне очень похожие на морские контейнеры). Но это приведёт и к развитию превентивных средств обнаружения потенциальной угрозы с использованием искусственного интеллекта.

Для повышения скорости развёртывания и гибкости эксплуатации, а также снижения операционных расходов будет применяться модульно-контейнерный принцип построения дата-центров. Например, дата-центры будут состоять из вычислительных модулей в виде отдельных контейнеров, контейнеров с модулями бесперебойного питания и контейнеров с модулями гарантированного питания.

Основным преимуществом для владельцев контейнерных дата-центров будет их независимость от поставщиков электроэнергии. В случае повышения тарифов они могут оперативно перебазироваться на площадку с более выгодными условиями, чего не могут себе позволить те, кто создает стационарные дата-центры, располагающиеся в зданиях. У последних всегда есть риск стать заложниками недобросовестной администрации площадки, которая после первого договорного срока может повысить тарифы на электроэнергию и аренду земли.

Покупая или проектируя дата-центр, задумайтесь о будущем — оно ближе, чем кажется.

Источник: Антон Костенко, основатель DATABOX

Версия для печати (без изображений)   Все новости