Der Bau von Rechenzentren gilt als eine der am schnellsten wachsenden Branchen. Die Fortschritte in diesem Bereich sind enorm, aber ob in naher Zukunft bahnbrechende technologische Lösungen auf den Markt kommen werden, ist eine große Frage. Heute werden wir versuchen, die wichtigsten innovativen Trends in der Entwicklung des globalen Rechenzentrumsbaus zu betrachten, um darauf eine Antwort zu finden.
Kurs über Hyperscale
Die Entwicklung der Informationstechnologie hat dazu geführt, dass sehr große Rechenzentren gebaut werden müssen. Grundsätzlich benötigen Cloud-Dienstleister und soziale Netzwerke eine Hyperscale-Infrastruktur: Amazon, Microsoft, IBM, Google und andere große Player. Im April 2017 in der Welt 320 solcher Rechenzentren gibt es, im Dezember waren es bereits 390. Bis 2020 soll die Zahl der Hyperscale-Rechenzentren nach Prognosen der Spezialisten von Synergy Research auf 500 anwachsen. Die meisten dieser Rechenzentren befinden sich in den Vereinigten Staaten, und dieser Trend setzt sich trotz des rasanten Bautempos im asiatisch-pazifischen Raum fort. Analysten von Cisco Systems.
Alle Hyperscale-Rechenzentren sind Unternehmensrechenzentren und vermieten keinen Rack-Platz. Sie werden zur Erstellung öffentlicher Clouds im Zusammenhang mit dem Internet der Dinge und Technologien und Diensten der künstlichen Intelligenz sowie in anderen Nischen verwendet, in denen die Verarbeitung großer Datenmengen erforderlich ist. Eigentümer experimentieren aktiv mit der Erhöhung der Leistungsdichte pro Rack, Bare-Metal-Servern, Flüssigkeitskühlung, der Erhöhung der Temperatur in Computerräumen und einer Vielzahl spezieller Lösungen. Angesichts der zunehmenden Beliebtheit von Cloud-Diensten wird Hyperscale in absehbarer Zeit zum Haupttreiber des Branchenwachstums: Hier können Sie mit der Entstehung interessanter technologischer Lösungen führender Hersteller von IT-Geräten und Engineering-Systemen rechnen.
Edge-Computing
Ein weiterer bemerkenswerter Trend ist genau das Gegenteil: In den letzten Jahren wurde eine große Anzahl von Mikro-Rechenzentren gebaut. Nach Prognosen von Research and Markets ist dieser Markt von 2 Milliarden US-Dollar im Jahr 2017 auf 8 Milliarden US-Dollar im Jahr 2022. Damit verbunden ist die Entwicklung des Internets der Dinge und des industriellen Internets der Dinge. Große Rechenzentren sind zu weit von Prozessautomatisierungssystemen vor Ort entfernt. Sie erledigen Aufgaben, für die nicht die Messwerte jedes einzelnen der Millionen Sensoren erforderlich sind. Es ist am besten, die primäre Datenverarbeitung dort durchzuführen, wo sie entsteht, und erst dann nützliche Informationen über weite Strecken in die Cloud zu senden. Um dieses Phänomen zu bezeichnen, wurde ein spezieller Begriff geprägt – Edge Computing. Unserer Meinung nach ist dies der zweitwichtigste Trend in der Entwicklung des Rechenzentrumsbaus, der zur Entstehung innovativer Produkte auf dem Markt führt.
Kampf um PUE
Große Rechenzentren verbrauchen enorme Mengen an Strom und erzeugen Wärme, die irgendwie zurückgewonnen werden muss. Herkömmliche Kühlsysteme machen bis zu 40 % des Energieverbrauchs einer Anlage aus, und im Kampf um die Senkung der Energiekosten gelten Kältekompressoren als Hauptfeind. Lösungen, die es ermöglichen, die Nutzung ganz oder teilweise zu verweigern, erfreuen sich zunehmender Beliebtheit. gratis Erfrischung. Im klassischen Schema werden Kälteanlagen mit Wasser oder wässrigen Lösungen mehrwertiger Alkohole (Glykole) als Kühlmittel eingesetzt. In der kalten Jahreszeit schaltet sich die Kompressor-Kondensator-Einheit der Kältemaschine nicht ein, was die Energiekosten erheblich senkt. Interessantere Lösungen basieren auf einem Zweikreis-Luft-Luft-Kreislauf mit oder ohne Rotationswärmetauscher und einer adiabatischen Kühlstrecke. Auch mit direkter Kühlung mit Außenluft wird experimentiert, diese Lösungen können jedoch kaum als innovativ bezeichnet werden. Wie bei klassischen Systemen handelt es sich bei ihnen um eine Luftkühlung von IT-Geräten, und die technologische Grenze der Effizienz eines solchen Systems ist fast erreicht.
Weitere Reduzierungen des PUE (das Verhältnis des Gesamtenergieverbrauchs zum Energieverbrauch von IT-Geräten) werden durch immer beliebter werdende Flüssigkeitskühlungssysteme erzielt. Hier lohnt es sich, an die von Microsoft eingeführte Version zu erinnern zur Schaffung modularer Unterwasser-Rechenzentren sowie Googles Konzept schwimmender Rechenzentren. Die Ideen der Technologiegiganten sind noch weit von der industriellen Umsetzung entfernt, aber weniger fantastische Flüssigkeitskühlsysteme funktionieren bereits an verschiedenen Objekten, von Top500-Supercomputern bis hin zu Mikro-Rechenzentren.
Bei der Kontaktkühlung werden im Gerät spezielle Kühlkörper eingebaut, in denen Flüssigkeit zirkuliert. Tauchkühlsysteme verwenden ein dielektrisches Arbeitsmedium (meist Mineralöl) und können entweder als gemeinsamer versiegelter Behälter oder als einzelne Gehäuse für Rechenmodule implementiert werden. Siedesysteme (Zweiphasensysteme) ähneln auf den ersten Blick Tauchsystemen. Sie verwenden auch dielektrische Flüssigkeiten in Kontakt mit Elektronik, aber es gibt einen grundlegenden Unterschied: Das Arbeitsmedium beginnt bei Temperaturen von etwa 34 °C (oder etwas höher) zu sieden. Aus dem Physikstudium wissen wir, dass der Prozess unter Energieaufnahme abläuft, die Temperatur nicht mehr ansteigt und bei weiterer Erwärmung die Flüssigkeit verdampft, also ein Phasenübergang stattfindet. An der Oberseite des verschlossenen Behälters kommen die Dämpfe mit dem Kühler in Kontakt und kondensieren, und die Tröpfchen kehren in den gemeinsamen Behälter zurück. Flüssigkeitskühlsysteme können fantastische PUE-Werte (ca. 1,03) erreichen, erfordern jedoch gravierende Modifikationen an der Computerausrüstung und eine Zusammenarbeit zwischen den Herstellern. Heute gelten sie als die innovativsten und vielversprechendsten.
Ergebnisse
Um moderne Rechenzentren zu schaffen, wurden viele interessante technologische Ansätze erfunden. Hersteller bieten integrierte hyperkonvergente Lösungen an, es werden softwaredefinierte Netzwerke aufgebaut und sogar Rechenzentren selbst werden softwaredefiniert. Um die Effizienz der Anlagen zu steigern, installieren sie nicht nur innovative Kühlsysteme, sondern auch Hardware- und Softwarelösungen der DCIM-Klasse, die eine Optimierung des Betriebs der technischen Infrastruktur auf der Grundlage von Daten mehrerer Sensoren ermöglichen. Manche Innovationen halten nicht, was sie versprechen. Modulare Containerlösungen konnten beispielsweise herkömmliche Rechenzentren aus Beton oder vorgefertigten Metallkonstruktionen nicht ersetzen, obwohl sie dort aktiv eingesetzt werden, wo Rechenleistung schnell bereitgestellt werden muss. Gleichzeitig werden traditionelle Rechenzentren selbst modular, allerdings auf einem völlig anderen Niveau. Der Fortschritt in der Branche ist sehr schnell, allerdings ohne Technologiesprünge – die erwähnten Innovationen erschienen erstmals vor einigen Jahren auf dem Markt. 2019 wird in diesem Sinne keine Ausnahme sein und keine offensichtlichen Durchbrüche bringen. Im digitalen Zeitalter wird selbst die fantastischste Erfindung schnell zu einer gemeinsamen technischen Lösung.
Source: habr.com