ساخت مرکز داده یکی از صنایع در حال رشد در نظر گرفته می شود. پیشرفت در این زمینه عظیم است، اما اینکه آیا راه‌حل‌های تکنولوژیک پیشرفتی در آینده نزدیک در بازار ظاهر خواهد شد، یک سوال بزرگ است. امروز سعی خواهیم کرد به منظور پاسخگویی به آن، روندهای نوآورانه اصلی در توسعه ساخت مرکز داده جهانی را در نظر بگیریم.
دوره آموزشی فرامقیاس
توسعه فناوری اطلاعات منجر به نیاز به ساخت مراکز داده بسیار بزرگ شده است. اساساً، زیرساخت های فرامقیاس برای ارائه دهندگان خدمات ابری و شبکه های اجتماعی مورد نیاز است: آمازون، مایکروسافت، آی بی ام، گوگل و سایر بازیکنان بزرگ. در آوریل 2017 در جهان 320 مرکز داده وجود دارد و در ماه دسامبر 390 مورد وجود داشت. طبق پیش‌بینی‌های متخصصان Synergy Research، تا سال 2020، تعداد مراکز داده فوق‌مقیاس باید به 500 برسد. اکثر این مراکز داده در ایالات متحده مستقر هستند و این روند با وجود سرعت بالای ساخت و ساز در منطقه آسیا و اقیانوسیه همچنان ادامه دارد. تحلیلگران سیستم سیسکو
همه مراکز داده در مقیاس بزرگ شرکتی هستند و فضای رک را اجاره نمی دهند. آنها برای ایجاد ابرهای عمومی مرتبط با اینترنت اشیا و فناوری‌های هوش مصنوعی، خدمات، و همچنین در جایگاه‌های دیگری که پردازش حجم عظیمی از داده‌ها مورد نیاز است، استفاده می‌شوند. مالکان به طور فعال با افزایش چگالی توان در هر رک، سرورهای بدون فلز، خنک کننده مایع، افزایش دما در اتاق های کامپیوتر و انواع راه حل های تخصصی، آزمایش می کنند. با توجه به محبوبیت روزافزون خدمات ابری، Hyperscale به محرک اصلی رشد صنعت در آینده قابل پیش‌بینی تبدیل خواهد شد: در اینجا می‌توانید انتظار ظهور راه‌حل‌های فن‌آوری جالب از تولیدکنندگان پیشرو تجهیزات فناوری اطلاعات و سیستم‌های مهندسی را داشته باشید.
محاسبات لبه
روند قابل توجه دیگر دقیقا برعکس است: در سال های اخیر، تعداد زیادی از مراکز داده میکرو ساخته شده است. بر اساس پیش بینی های Research and Markets، این بازار از 2 میلیارد دلار در سال 2017 به 8 میلیارد دلار تا سال 2022 رسید. این با توسعه اینترنت اشیاء و اینترنت صنعتی اشیا همراه است. مراکز داده بزرگ بسیار دور از سیستم های اتوماسیون فرآیند در محل قرار دارند. آنها کارهایی را انجام می دهند که نیازی به خواندن هر یک از میلیون ها حسگر ندارند. بهتر است پردازش اولیه داده در جایی که تولید می شود انجام شود و تنها پس از آن اطلاعات مفید در مسیرهای طولانی به ابر ارسال شود. برای نشان دادن این پدیده، اصطلاح خاصی ابداع شده است - محاسبات لبه. به نظر ما، این دومین روند مهم در توسعه ساخت مرکز داده است که منجر به ظهور محصولات نوآورانه در بازار می شود.
نبرد برای PUE
مراکز داده بزرگ مقادیر زیادی برق مصرف می کنند و گرما تولید می کنند که باید به نحوی بازیابی شود. سیستم های خنک کننده سنتی تا 40 درصد از انرژی مصرفی یک تاسیسات را تشکیل می دهند و در مبارزه برای کاهش هزینه های انرژی، کمپرسورهای تبرید دشمن اصلی محسوب می شوند. راه حل هایی که به شما امکان می دهند به طور کامل یا جزئی از استفاده از آنها خودداری کنید، محبوبیت پیدا می کنند. خنک کننده آزاد در طرح کلاسیک، سیستم های چیلر با آب یا محلول های آبی الکل های پلی هیدرویک (گلیکول ها) به عنوان خنک کننده استفاده می شود. در طول فصل سرد، واحد کمپرسور چیلر روشن نمی شود، که به طور قابل توجهی هزینه انرژی را کاهش می دهد. راه‌حل‌های جالب‌تر مبتنی بر مدار دو مداره هوا به هوا با یا بدون مبدل‌های حرارتی دوار و بخش خنک‌کننده آدیاباتیک است. آزمایش‌هایی با خنک‌سازی مستقیم با هوای بیرون نیز انجام می‌شود، اما به سختی می‌توان این راه‌حل‌ها را نوآورانه نامید. مانند سیستم های کلاسیک، آنها شامل خنک کننده هوای تجهیزات فناوری اطلاعات هستند و محدودیت تکنولوژیکی کارایی چنین طرحی تقریباً رسیده است.
کاهش بیشتر در PUE (نسبت مصرف کل انرژی به مصرف انرژی تجهیزات فناوری اطلاعات) از طرح‌های خنک‌کننده مایع حاصل می‌شود که محبوبیت بیشتری پیدا می‌کنند. در اینجا ارزش یادآوری است که توسط مایکروسافت راه اندازی شده است برای ایجاد مراکز داده زیر آب مدولار، و همچنین مفهوم مراکز داده شناور گوگل. ایده‌های غول‌های فناوری هنوز با اجرای صنعتی فاصله دارند، اما سیستم‌های خنک‌کننده مایع کمتر خارق‌العاده‌ای در حال حاضر روی اشیاء مختلف از ابررایانه‌های Top500 گرفته تا مراکز میکرو داده کار می‌کنند.
در هنگام خنک سازی تماسی، هیت سینک های مخصوصی در تجهیزات تعبیه شده است که مایع در داخل آنها گردش می کند. سیستم های خنک کننده غوطه وری از یک سیال کار دی الکتریک (معمولاً روغن معدنی) استفاده می کنند و می توانند به عنوان یک ظرف مهر و موم شده مشترک یا به عنوان محفظه های جداگانه برای ماژول های محاسباتی اجرا شوند. سیستم های جوش (دو فاز) در نگاه اول شبیه به سیستم های شناور هستند. آنها همچنین از مایعات دی الکتریک در تماس با الکترونیک استفاده می کنند، اما یک تفاوت اساسی وجود دارد - سیال کار در دمای حدود 34 درجه سانتیگراد (یا کمی بالاتر) شروع به جوشیدن می کند. از درس فیزیک می دانیم که این فرآیند با جذب انرژی اتفاق می افتد، افزایش دما متوقف می شود و با گرم شدن بیشتر مایع تبخیر می شود، یعنی انتقال فاز رخ می دهد. در بالای ظرف مهر و موم شده، بخارات با رادیاتور تماس پیدا کرده و متراکم می شوند و قطرات به مخزن مشترک باز می گردند. سیستم های خنک کننده مایع می توانند به مقادیر خارق العاده PUE (حدود 1,03) دست یابند، اما نیاز به تغییرات جدی در تجهیزات محاسباتی و همکاری بین سازندگان دارند. امروزه آنها نوآورترین و امیدوارکننده ترین در نظر گرفته می شوند.
نمایش نتایج: از
برای ایجاد مراکز داده مدرن، بسیاری از رویکردهای فن‌آوری جالب ابداع شده‌اند. تولیدکنندگان راه حل های یکپارچه ابرهمگرا را ارائه می دهند، شبکه های تعریف شده با نرم افزار در حال ساخت هستند و حتی مراکز داده خودشان به صورت نرم افزاری تعریف می شوند. برای افزایش کارایی امکانات، آنها نه تنها سیستم های خنک کننده نوآورانه، بلکه راه حل های سخت افزاری و نرم افزاری کلاس DCIM را نصب می کنند که امکان بهینه سازی عملکرد زیرساخت های مهندسی را بر اساس داده های چندین سنسور فراهم می کند. برخی از نوآوری ها به وعده خود عمل نمی کنند. به عنوان مثال، راه‌حل‌های کانتینری مدولار، قادر به جایگزینی مراکز داده سنتی ساخته شده از بتنی یا سازه‌های فلزی پیش‌ساخته نبوده‌اند، اگرچه آنها به طور فعال در جایی استفاده می‌شوند که قدرت محاسباتی باید به سرعت مستقر شود. در همان زمان، مراکز داده سنتی خود ماژولار می شوند، اما در سطحی کاملاً متفاوت. پیشرفت در صنعت بسیار سریع است، اگرچه بدون جهش های تکنولوژیکی - نوآوری هایی که ذکر کردیم اولین بار چندین سال پیش در بازار ظاهر شدند. 2019 از این نظر استثنا نخواهد بود و پیشرفت های آشکاری را به همراه نخواهد داشت. در عصر دیجیتال، حتی خارق العاده ترین اختراع به سرعت به یک راه حل فنی رایج تبدیل می شود.
منبع: www.habr.com