Andmete keskuste ehitamine peetakse üheks kõige dünaamilisemalt arenevaks valdkonnaks. Progress selles valdkonnas on tohutu, kuid kas lähiajal turule ilmuvad mõni murranguline tehnoloogiline lahendus – see on suur küsimus. Täna vaatame peamisi innovaatilisi suundi globaalses andmekeskuste ehituses, et leida sellele vastus.
Suund hüperskaleerimise suunas
Tehnoloogia areng on toonud kaasa vajaduse ehitada väga suuri andmekeskusi. Peamiselt on hüpermasškaline infrastruktuur vajalik pilveteenuste pakkujatele ja sotsiaalmeedia platvormidele: Amazon, Microsoft, IBM, Google ja muudele suurtel mängijatele. Aprillis 2017 oli maailmas mida Cisco Systems'i analüütikud.
Kõik hüpermasškalised andmekeskused on ettevõtte omandis ja nad ei rendi ruumi rackidesse. Neid kasutatakse avalike pilvede loomiseks, mis on seotud asjade interneti ja tehisintellekti teenustega, samuti muudes niššides, kus on vaja töödelda tohutuid andmemahtusid. Omanikud katsetavad aktiivselt rackide energiatiheduse suurendamist, korpusetute serverite, vedelikjahutuse, masinaruumide temperatuuri tõstmist ja erinevaid spetsialiseeritud lahendusi. Arvestades pilveteenuste populaarsuse kasvu, muutub hüpermasškaline lähitulevikus tööstuse peamiseks kasvumootoriks: siin võib oodata huvitavaid tehnoloogilisi lahendusi juhtivatelt IT-seadmete ja insenerisüsteemide tootjatelt.
Piirilahendused
Teine märgatav suund on täiesti vastupidine: viimastel aastatel on ehitatud tohutul hulgal mikro-andmekeskusi. Research and Markets'i prognooside kohaselt kasvab see turg alates 2 miljardi dollari ulatuses 2017. aastal kuni 8 miljardini 2022. aastaks. Seda seostatakse asjade Interneti ja tööstusliku asjade Interneti arenguga. Suured andmekeskused asuvad liiga kaugel kohapealsetest tootmisprotsesside automatiseerimise süsteemidest. Nad tegelevad ülesannetega, milleks ei ole vajalikud iga miljoni anduri näidud. Andmete esmane töötlemine on kõige parem teostada seal, kus need genereeritakse, ja seejärel edastada kasulik teave pikade teede kaudu pilve. Selle nähtuse tähistamiseks on välja mõeldud eriline termin - serva arvutamine või Edge computing. Meie arvates on see andmekeskuste arendamise teise tähtsuse järgi trend, mis toob turule innovaatilisi tooteid.
PUE lahing
Suured andmekeskused tarbivad tohutult elektrit ja eralduv soojust tuleb kuidagi utiliseerida. Traditsiooniliste jahutussüsteemide osakaal ulatub kuni 40% objekti energiatarbimisest ja energiasäästuvõitluses peetakse peamiseks vaenlaseks külmkompressoreid. Populaarsust koguvad lahendused, mis võimaldavad täielikult või osaliselt loobuda nende kasutamisest, nn free-coolingiga. Klasikalises skeemis kasutatakse jahutussüsteeme, kus soojusvaheti on vees või veepõhistes lahustes, nagu glükoolid. Külmematel kuudel ei aktiveerita kompressorkondensaatorit, mis vähendab energia tarbimist märkimisväärselt. Huvi pakuvad ka lahendused kahe vooluahela skeemi kohaselt, kus kasutatakse õhu-õhu soojusvaheti ja adiabaatilise jahutuse sektsiooni või ilma selleta. Eksperimenteeritakse ka otseväliseks jaotamiseks, kuid neid lahendusi on raske nimetada uuenduslikeks. Nagu klassikalised süsteemid, eeldavad nad ka IT-seadmete õhu jahutamist ja tehnoloogilise efektiivsuse piir on juba peaaegu saavutatud.
PUE (koguelektritarbimise ja IT-seadmete elektritarbimise suhe) edasine vähenemine toimub vedeljahutusskeemide populaarsuse suurenemisega. Siin tasub meenutada Microsofti käivitatud. modulaarsete allveelaudade loomise ja Google'i pügisüsteemide kontseptsioonist. Tehnoloogiahiidude ideed on praegu kaugel tööstuslikust elluviimisest, kuid vähem fantastilised vedelikjahutussüsteemid töötavad juba erinevates objektides alates Top500 superarvutitest kuni mikro-lauaandmesaalideni.
Kontaktjahutamise korral paigaldatakse seadmesse spetsiaalsed soojusvahetid, kus vedelik ringlusse läheb. Sukeldumisküttesüsteemid kasutavad dielektrilist tööainet (tavaliselt mineraalõli) ja need võivad olla kas ühes suures suletud konteineris või eraldi korpustes arvutusmoodulitele. Keemised (kahefasesed) süsteemid näevad esmapilgul välja sarnased sukeldumissüsteemidega. Nendes kasutatakse samuti elektroonikaga kokkupuutuvaid dielektrilisi vedelikke, kuid on oluline erinevus – tööaine hakkab keema temperatuuridel umbes 34 °C (või veidi kõrgemal). Füüsika kursusest teame, et see protsess toimub energia imendumisega, temperatuur ei tõuse enam ja edasise soojendamise korral vedelik aurustub, st toimub faasimuutus. Suletud konteineri ülaosas puutuvad aurud kokku radiaatoriga ja kondenseeruvad, samal ajal kui tilgad naasevad üldisse reservuaari. Vedelikjahutussüsteemid võimaldavad saavutada fantastilisi PUE väärtusi (ühe ümber 1,03), kuid nõuavad tõsiseid muudatusi arvutusvõimsuses ja tootjate koostööd. Täna peetakse neid kõige uuenduslikumateks ja perspektiivikamateks.
Summary
Moodne andmevormingute loomiseks on välja mõeldud mitmeid huvitavaid tehnoloogilisi lähenemisviise. Tootjad pakuvad integreeritud hüperkonvergente lahendusi, luuakse tarkvarapõhiseid võrke ning isegi andmekeskused muutuvad tarkvarapõhiseks. Objektide efektiivsuse suurendamiseks paigaldatakse mitte ainult innovatiivseid jahutussüsteeme, vaid ka riist- ja tarkvaralahendusi, mis kuuluvad DCIM-klassi ja võimaldavad optimeerida insenerinfrastruktuuri tööd, tuginedes andmetele mitmest andurist. Mõned uuendused ei õigusta ootusi. Näiteks moodulsüsteemid ei suutnud asendada traditsioonilisi betoonist andmekeskusi või kiiresti ehitatud metallkonstruktsioone, kuigi neid kasutatakse aktiivselt seal, kus arvutusvõimsust tuleb kiirelt juurutada. Samas muutuvad traditsioonilised andmekeskused ise mooduliteks, kuid täiesti teisel tasemel. Edusammud valdkonnas toimuvad väga kiiresti, kuigi mitte tehnoloogiliste läbimurreteta – meie mainitud uuendused ilmusid turule paar aastat tagasi. 2019. aasta ei too selles osas erandeid ega selgeid läbimurdeid. Digiajastul muutub isegi kõige fantastilisem leiutis kiiresti tavalise tehniliseks lahenduseks.
Allikas: habr.com
