La construcción de centros de datos se considera una de las industrias de más rápido crecimiento. El progreso en este ámbito es enorme, pero si surgirán soluciones tecnológicas innovadoras en el mercado en el futuro cercano es una gran incógnita. Hoy intentaremos analizar las principales tendencias innovadoras en el desarrollo de los centros de datos a nivel mundial para responder a esta pregunta.
Tendencia hacia el Hyperscale
El desarrollo de las tecnologías de la información ha llevado a la necesidad de construir centros de datos muy grandes. Principalmente, la infraestructura de hyperscale es necesaria para proveedores de servicios en la nube y redes sociales: Amazon, Microsoft, IBM, Google y otros grandes actores. En abril de 2017, había en el mundo según Todos los centros de datos hyperscale son corporativos y no ofrecen lugares en los racks. Se utilizan para crear nubes públicas relacionadas con servicios de internet de las cosas y tecnologías de inteligencia artificial, así como en otros nichos donde se requiere el procesamiento de enormes volúmenes de datos. Los propietarios experimentan activamente con el aumento de la densidad de potencia por rack, servidores sin carcasa, refrigeración líquida, elevación de la temperatura en las salas de máquinas y diversas soluciones especializadas. Con el aumento de la popularidad de los servicios en la nube, el Hyperscale se convertirá en el principal motor de crecimiento de la industria en un futuro próximo: aquí se pueden esperar soluciones tecnológicas interesantes de los principales fabricantes de equipos de TI y sistemas de ingeniería.
Computación en el borde
Otra tendencia notable es diametralmente opuesta: en los últimos años se ha construido una enorme cantidad de micro-centros de datos. Según proyecciones de Research and Markets, este mercado
crecerá de 2 mil millones de dólares en 2017 a 8 mil millones para 2022. Esto se relaciona con el desarrollo del Internet de las Cosas y el Internet Industrial de las Cosas. Los grandes centros de datos están demasiado lejos de los sistemas de automatización de procesos de producción en el lugar. Se ocupan de tareas que no requieren las lecturas de cada uno de los millones de sensores. El procesamiento inicial de los datos es mejor hacerlo donde se generan, y luego enviar la información útil a través de largas rutas a la nube. Para designar este fenómeno se ha creado un término especial: computación en el borde o Edge computing. En nuestra opinión, esta es la segunda tendencia más importante en el desarrollo de la construcción de centros de datos, que conduce a la aparición de productos innovadores en el mercado.
La batalla por el PUE
Los grandes centros de procesamiento de datos consumen una enorme cantidad de energía eléctrica y generan calor, que necesita ser gestionado de alguna manera. Hasta el 40% del consumo energético de la instalación se debe a los sistemas de refrigeración tradicionales, y en la lucha por reducir el gasto energético, los compresores de las máquinas de refrigeración son considerados el principal enemigo. Están ganando popularidad las soluciones que permiten prescindir total o parcialmente de su uso, conocidas como soluciones de free cooling. En el esquema clásico se utilizan sistemas de chiller con agua o soluciones acuosas de alcoholes polivalentes (glicoles) como refrigerantes. En invierno, la unidad compresor-condensadora del chiller no se activa, lo que reduce significativamente el consumo de energía. Las soluciones más interesantes se basan en un esquema de doble circuito aire-aire con intercambiadores de calor rotativos y una sección de enfriamiento adiabático o sin ella. También se están realizando experimentos con el enfriamiento directo del aire exterior, pero esas soluciones difícilmente pueden considerarse innovadoras. Al igual que los sistemas clásicos, requieren la refrigeración por aire del equipo informático, y el límite tecnológico de eficiencia de dicho esquema ya se ha alcanzado prácticamente.
La futura reducción del PUE (la relación entre el consumo total de energía y el consumo de energía de TI) se logrará a través de los esquemas de refrigeración líquida que están ganando popularidad. Aquí hay que recordar el proyecto lanzado por Microsoft. sobre la creación de centros de datos modulares submarinos, así como el concepto de centros de datos flotantes de Google. Las ideas de los gigantes tecnológicos aún están lejos de hacerse realidad industrialmente, pero sistemas de refrigeración por líquido menos fantásticos ya están funcionando en diversos objetos, desde supercomputadoras de la lista Top500 hasta microcentros de datos.
En la refrigeración por contacto, se instalan en el equipo disipadores especiales, dentro de los cuales circula un líquido. Los sistemas de refrigeración sumergible utilizan un fluido dieléctrico (generalmente aceite mineral) y pueden estar diseñados ya sea como un contenedor hermético general o como carcasas individuales para los módulos computacionales. Los sistemas de ebullición (bifásicos) a primera vista son similares a los sumergibles. También utilizan líquidos dieléctricos que contactan con la electrónica, pero hay una diferencia fundamental: el fluido comienza a hervir a temperaturas alrededor de 34 °C (o un poco más). Sabemos por el curso de física que este proceso ocurre con la absorción de energía, la temperatura deja de aumentar y con un calentamiento adicional el líquido se evapora, es decir, se produce una transición de fase. En la parte superior del contenedor hermético, los vapores entran en contacto con un radiador y se condensan, y las gotas regresan al reservorio general. Los sistemas de refrigeración líquida permiten alcanzar valores fantásticos de PUE (alrededor de 1,03), pero requieren modificaciones serias del equipo computacional y cooperación por parte de los fabricantes. Hoy en día se consideran los más innovadores y prometedores.
Resultados
Para la creación de centros de datos modernos se han ideado muchos enfoques tecnológicos interesantes. Los fabricantes ofrecen soluciones hiperescalables integradas, se construyen redes definidas por software, e incluso los propios centros de datos se vuelven definidos por software. Para mejorar la eficiencia de las instalaciones, se instalan no solo sistemas de refrigeración innovadores, sino también soluciones de hardware y software del tipo DCIM, que permiten optimizar el funcionamiento de la infraestructura técnica basándose en datos de múltiples sensores. Algunas innovaciones no han cumplido con las expectativas puestas en ellas. Las soluciones modulares en contenedores, por ejemplo, no han podido reemplazar a los tradicionales centros de datos de concreto o estructuras metálicas prefabricadas, aunque se utilizan activamente donde se necesita desplegar capacidades computacionales de manera rápida. A su vez, los centros de datos tradicionales están volviéndose modulares, pero en un nivel completamente diferente. El progreso en la industria avanza rápidamente, aunque sin saltos tecnológicos; las innovaciones mencionadas aparecieron por primera vez en el mercado hace algunos años. El año 2019, en este sentido, no será una excepción y no traerá avances evidentes. En la era digital, incluso la invención más fantástica rápidamente se convierte en una solución técnica común.
Fuente: habr.com
