Der Bau von Rechenzentren gilt als eine der am dynamischsten wachsenden Branchen. Der Fortschritt in diesem Bereich ist immense, aber ob in naher Zukunft bahnbrechende technologische Lösungen auf dem Markt erscheinen werden, ist eine große Frage. Heute werden wir die wichtigsten innovativen Entwicklungstrends im globalen Rechenzentrumsbau betrachten, um diese Frage zu beantworten.
Kurs auf Hyperscale
Die Entwicklung der Informationstechnologien hat die Notwendigkeit hervorgebracht, sehr große Rechenzentren zu bauen. Hauptsächlich benötigen Anbieter von Cloud-Diensten und soziale Netzwerke hypereffiziente Infrastrukturen: Amazon, Microsoft, IBM, Google und andere große Akteure. Im April 2017 gab es weltweit der von Alle hypereffizienten Rechenzentren sind kommerzieller Natur und vermieten keinen Platz in den Racks. Sie werden zur Erstellung öffentlicher Clouds genutzt, die mit dem Internet der Dinge und Künstliche-Intelligenz-Technologien verbunden sind, sowie in anderen Nischen, in denen riesige Datenmengen verarbeitet werden müssen. Die Betreiber experimentieren aktiv mit der Verdichtung der Leistung pro Rack, gehäuselosen Servern, Flüssigkeitskühlung, der Erhöhung der Temperatur in den Rechenräumen und verschiedenen spezialisierten Lösungen. Angesichts der wachsenden Beliebtheit von Cloud-Diensten wird Hyperscale in naher Zukunft der Haupttreiber für das Wachstum der Branche sein: Hier sind interessante technologische Lösungen von führenden IT-Hardware- und Ingenieursystem-Herstellern zu erwarten.
Edge Computing
Ein weiterer bemerkenswerter Trend ist direkt entgegengesetzt: In den letzten Jahren wurden eine riesige Anzahl von Mikro-Rechenzentren gebaut. Laut Prognosen von Research and Markets wird dieser Markt
wachsen Von 2 Milliarden Dollar im Jahr 2017 bis zu 8 Milliarden im Jahr 2022. Dies wird mit der Entwicklung des Internets der Dinge und des industriellen Internets der Dinge in Verbindung gebracht. Große Rechenzentren befinden sich zu weit von den Automatisierungssystemen der Produktionsprozesse vor Ort entfernt. Sie beschäftigen sich mit Aufgaben, für die die Daten von Millionen von Sensoren nicht erforderlich sind. Die ersten Datenverarbeitungen sollten dort durchgeführt werden, wo sie generiert werden, und dann die nützlichen Informationen über lange Strecken in die Cloud gesendet werden. Für dieses Phänomen wurde der spezielle Begriff Edge-Computing geprägt. Unserer Meinung nach ist dies der zweitwichtigste Trend in der Entwicklung des Rechenzentrumsbaus, der zur Einführung innovativer Produkte auf dem Markt führt.
Der Kampf um den PUE
Große Rechenzentren verbrauchen eine enorme Menge an Energie und erzeugen Wärme, die irgendwie entsorgt werden muss. Auf traditionelle Kühlsysteme entfallen bis zu 40 % des Energieverbrauchs eines Objekts, und in dem Bestreben, die Energiekosten zu senken, gelten die Kompressoren von Kältemaschinen als Hauptgegner. Lösungen mit sogenanntem Freecooling, die eine vollständige oder teilweise Abkehr von ihrer Verwendung ermöglichen, gewinnen an Popularität. In der klassischen Anordnung werden Kältemaschinen mit Wasser oder wässrigen Lösungen von Mehrwertalkoholen (Glykole) als Kühlmittel eingesetzt. In der kalten Jahreszeit wird der Kompressor-Kondensatorblock des Chillers nicht aktiviert, was die Energiekosten erheblich senkt. Interessantere Lösungen basieren auf einem zweisträngigen Luft-Luft-System mit Rotationswärmeübertragern und einer adiabatischen Kühlung oder ohne. Es werden auch Experimente mit der direkten Kühlung von Außenluft durchgeführt, aber diese Lösungen lassen sich schwer als innovativ bezeichnen. Wie die klassischen Systeme setzen sie auf die Luftkühlung von IT-Ausrüstung, und die technologische Grenze der Effizienz dieses Schemas wurde bereits nahezu erreicht.
Eine weitere Senkung des PUE (Verhältnis des gesamten Energieverbrauchs zum Energieverbrauch der IT-Ausrüstung) wird durch die zunehmend beliebten Flüssigkeitskühlsysteme erreicht. Hier sollte man an die von Microsoft gestarteten Projekte denken. zur Schaffung von modularen Unterwasser-Rechenzentren sowie dem Konzept von schwimmenden Rechenzentren von Google. Die Ideen der Technologiegiganten sind zwar noch weit von einer industriellen Verwirklichung entfernt, doch weniger fantastische Systeme der Flüssigkeitskühlung funktionieren bereits an verschiedenen Standorten, von Supercomputern aus der Top500 bis hin zu Mikro-Rechenzentren.
Bei der Kontaktkühlung werden spezielle Wärmeübertrager in die Geräte eingebaut, in denen eine Flüssigkeit zirkuliert. Bei den Tauchcooling-Systemen wird ein dielektrisches Arbeitsmedium (in der Regel Mineralöl) verwendet, das entweder in Form eines geschlossenen, luftdichten Containers oder als individuelle Gehäuse für Rechenmodule ausgeführt sein kann. Siedende (zwei-phasige) Systeme sehen auf den ersten Blick den Tauchsystemen ähnlich. Auch hier werden mit der Elektronik kontaktierende dielektrische Flüssigkeiten eingesetzt, jedoch gibt es einen grundsätzlichen Unterschied – das Arbeitsmedium beginnt bei Temperaturen von etwa 34 °C (oder etwas höher) zu sieden. Aus dem Physikunterricht wissen wir, dass dieser Prozess mit der Absorption von Energie verbunden ist; die Temperatur hört auf zu steigen, und bei weiterer Erwärmung verdampft die Flüssigkeit, d.h. es findet ein Phasenübergang statt. In der oberen Hälfte des luftdichten Containers kommen die Dämpfe mit dem Kühler in Kontakt und kondensieren, während die Tropfen in den gemeinsamen Behälter zurückkehren. Flüssigkeitskühlsysteme ermöglichen fantastische PUE-Werte (um 1,03), erfordern jedoch erhebliche Modifikationen der Rechentechnologie und Kooperation der Hersteller. Heute gelten sie als die innovativsten und vielversprechendsten.
Ergebnisse
Für die Schaffung moderner Rechenzentren wurden viele interessante technologische Ansätze entwickelt. Hersteller bieten integrierte hyperkonvergente Lösungen an, es werden softwaredefinierte Netzwerke aufgebaut und sogar die Rechenzentren selbst werden softwaredefiniert. Um die Effizienz dieser Objekte zu steigern, werden nicht nur innovative Kühlsysteme, sondern auch hardware-software Lösungsklassen wie DCIM installiert, die es ermöglichen, die Ingenieurinfrastruktur basierend auf Daten von zahlreichen Sensoren zu optimieren. Einige Innovationen erfüllen nicht die Erwartungen, die an sie gestellt werden. Modulcontainerlösungen konnten beispielsweise traditionelle Rechenzentren aus Beton oder schnell errichteten Metallkonstruktionen nicht ersetzen, auch wenn sie dort aktiv eingesetzt werden, wo Rechenleistung schnell bereitgestellt werden muss. Dennoch werden traditionelle Rechenzentren selbst modular, jedoch auf einer ganz anderen Ebene. Der Fortschritt in der Branche schreitet sehr schnell voran, wenn auch ohne technologische Sprünge – die von uns erwähnten Innovationen erscheinen erstmals seit einigen Jahren auf dem Markt. Das Jahr 2019 wird in dieser Hinsicht keine Ausnahme darstellen und wird keine eindeutigen Durchbrüche bringen. In der digitalen Ära wird sogar die fantastischste Erfindung schnell zu einer gewöhnlichen technischen Lösung.
Quelle: habr.com
