Andmekeskuste ehitust peetakse üheks kiiremini kasvavaks tööstusharuks. Edusammud selles vallas on kolossaalsed, aga kas mõni läbimurdeline tehnoloogiline lahendus lähiajal turule ilmub, on suur küsimus. Täna püüame sellele vastuse saamiseks kaaluda peamisi uuenduslikke suundi globaalse andmekeskuste ehituse arengus.
Hüperskaala kursus
Infotehnoloogia areng on toonud kaasa vajaduse ehitada väga suuri andmekeskusi. Põhimõtteliselt vajavad hüperskaala infrastruktuuri pilveteenuste pakkujad ja sotsiaalvõrgustikud: Amazon, Microsoft, IBM, Google ja teised suured tegijad. 2017. aasta aprillis maailmas Selliseid andmekeskusi on 320 ja detsembris juba 390. 2020. aastaks peaks Synergy Researchi spetsialistide prognooside kohaselt kasvama hüperskaala andmekeskuste arv 500-ni. Enamik neist andmekeskustest asub Ameerika Ühendriikides ja see suundumus jätkub vaatamata Aasia ja Vaikse ookeani piirkonna kiirele ehitustempole. Cisco Systemsi analüütikud.
Kõik hüperskaala andmekeskused on ettevõtted ega rendi riiulipinda. Neid kasutatakse asjade interneti ja tehisintellekti tehnoloogiate, teenustega seotud avalike pilvede loomiseks, aga ka muudes niššides, kus on vaja töödelda tohutuid andmemahtusid. Omanikud katsetavad aktiivselt võimsustiheduse suurendamist püstiku kohta, metallservereid, vedelikjahutust, arvutiruumide temperatuuri tõstmist ja mitmesuguseid spetsiaalseid lahendusi. Arvestades pilveteenuste kasvavat populaarsust, saab Hyperscale lähitulevikus tööstuse kasvu peamiseks tõukejõuks: siin võib oodata huvitavate tehnoloogiliste lahenduste esilekerkimist juhtivatelt IT-seadmete ja insener-süsteemide tootjatelt.
Edge Computing
Teine tähelepanuväärne trend on täpselt vastupidine: viimastel aastatel on ehitatud tohutul hulgal mikroandmekeskusi. Uuringute ja turgude prognooside kohaselt on sellel turul 2 miljardilt dollarilt 2017. aastal 8 miljardile dollarile 2022. aastaks. Seda seostatakse asjade interneti ja tööstusliku asjade interneti arenguga. Suured andmekeskused asuvad kohapealsetest protsesside automatiseerimissüsteemidest liiga kaugel. Nad teevad ülesandeid, mis ei nõua kõigi miljonite andurite näitu. Kõige parem on esmane andmetöötlus läbi viia seal, kus need genereeritakse, ja alles seejärel saata kasulikku teavet mööda pikki marsruute pilve. Selle nähtuse tähistamiseks on loodud spetsiaalne termin – servaarvutus. Meie hinnangul on see andmekeskuste ehituse arengus tähtsuselt teine trend, mis toob kaasa innovaatiliste toodete ilmumise turule.
Võitle PUE pärast
Suured andmekeskused tarbivad tohutul hulgal elektrit ja toodavad soojust, mis tuleb kuidagi tagasi saada. Traditsioonilised jahutussüsteemid moodustavad kuni 40% rajatise energiatarbimisest ning võitluses energiakulude vähendamisega peetakse jahutuskompressoreid peamiseks vaenlaseks. Populaarsust koguvad lahendused, mis võimaldavad nende kasutamisest täielikult või osaliselt keelduda. vabajahutus. Klassikalises skeemis kasutatakse jahutussüsteeme vee või mitmehüdroksüülsete alkoholide (glükoolide) vesilahustega jahutusvedelikuna. Külmal aastaajal jahuti kompressor-kondensatsiooniseade ei lülitu sisse, mis vähendab oluliselt energiakulusid. Huvitavamad lahendused põhinevad kahekontuurilisel õhk-õhk ahelal koos pöörlevate soojusvahetitega või ilma ning adiabaatilise jahutussektsiooniga. Katsetatakse ka otsejahutusega välisõhuga, kuid vaevalt saab neid lahendusi uuenduslikeks nimetada. Sarnaselt klassikalistele süsteemidele hõlmavad need IT-seadmete õhkjahutust ning sellise skeemi efektiivsuse tehnoloogiline piir on peaaegu saavutatud.
PUE (kogu energiatarbimise ja IT-seadmete energiatarbimise suhe) edasine vähenemine tuleneb populaarsust koguvatest vedelikjahutusskeemidest. Siinkohal tasub meelde tuletada Microsofti käivitatut luua modulaarseid veealuseid andmekeskusi, aga ka Google'i ujuvate andmekeskuste kontseptsiooni. Tehnoloogiagigantide ideed on tööstuslikust teostusest veel kaugel, kuid vähem fantastilised vedelikjahutussüsteemid töötavad juba erinevatel objektidel Top500 superarvutitest mikro-andmekeskusteni.
Kontaktjahutuse ajal paigaldatakse seadmetesse spetsiaalsed jahutusradiaatorid, mille sees vedelik ringleb. Sukeljahutussüsteemides kasutatakse dielektrilist töövedelikku (tavaliselt mineraalõli) ja neid saab rakendada kas ühise suletud anumana või arvutusmoodulite üksikute korpustena. Keevad (kahefaasilised) süsteemid on esmapilgul sarnased sukeldatavatele süsteemidele. Nad kasutavad elektroonikaga kokkupuutel ka dielektrilisi vedelikke, kuid seal on põhimõtteline erinevus - töövedelik hakkab keema umbes 34 °C (või veidi kõrgemal) temperatuuril. Füüsika kursusest teame, et protsess toimub energia neeldumisel, temperatuuri tõus peatub ja edasisel kuumutamisel vedelik aurustub ehk toimub faasisiire. Suletud anuma ülaosas puutuvad aurud kokku radiaatoriga ja kondenseeruvad ning tilgad naasevad ühisesse reservuaari. Vedeljahutussüsteemid võivad saavutada fantastilisi PUE väärtusi (umbes 1,03), kuid nõuavad arvutusseadmetes tõsiseid muudatusi ja tootjate vahelist koostööd. Tänapäeval peetakse neid kõige uuenduslikumaks ja paljutõotavamaks.
Tulemused
Kaasaegsete andmekeskuste loomiseks on leiutatud palju huvitavaid tehnoloogilisi lähenemisviise. Tootjad pakuvad integreeritud hüperkonvergeeritud lahendusi, ehitatakse tarkvarapõhiseid võrke ja isegi andmekeskused ise muutuvad tarkvarapõhiseks. Rajatiste efektiivsuse tõstmiseks paigaldavad nad lisaks uuenduslikele jahutussüsteemidele ka DCIM-klassi riist- ja tarkvaralahendusi, mis võimaldavad optimeerida inseneritaristu tööd mitme anduri andmete põhjal. Mõned uuendused ei täida oma lubadusi. Näiteks moodulkonteinerite lahendused ei ole suutnud asendada traditsioonilisi betoonist või kokkupandavatest metallkonstruktsioonidest andmekeskusi, kuigi neid kasutatakse aktiivselt seal, kus on vaja arvutusvõimsust kiiresti kasutusele võtta. Samal ajal muutuvad traditsioonilised andmekeskused ise modulaarseks, kuid täiesti erineval tasemel. Tööstuse edenemine on väga kiire, kuigi ilma tehnoloogiliste hüpeteta – uuendused, mida me mainisime, ilmusid esmakordselt turule mitu aastat tagasi. 2019. aasta ei ole selles mõttes erand ega too ilmseid läbimurdeid. Digiajastul saab ka kõige fantastilisemast leiutisest kiiresti tavaline tehniline lahendus.
Allikas: www.habr.com