La construction de centres de données est considérée comme l'une des industries les plus dynamiques. Le progrès dans ce domaine est colossal, mais la question demeure de savoir si des solutions technologiques révolutionnaires émergeront bientôt sur le marché. Aujourd'hui, nous allons examiner les principales tendances innovantes dans le développement des centres de données à l'échelle mondiale pour y répondre.
Tendance vers l'Hyperscale
Le développement des technologies de l'information a entraîné la nécessité de construire des centres de données très grands. En général, une infrastructure hyperscale est nécessaire pour les fournisseurs de services cloud et les réseaux sociaux : Amazon, Microsoft, IBM, Google et d'autres grands acteurs. En avril 2017, on comptait dans le monde relevé Tous les centres de données hyperscale sont d'entreprise et ne louent pas de place dans les racks. Ils sont utilisés pour créer des clouds publics liés à l'Internet des objets et aux technologies de l'intelligence artificielle, ainsi que dans d'autres niches nécessitant le traitement d'énormes volumes de données. Les propriétaires expérimentent activement l'augmentation de la densité de puissance par rack, les serveurs sans boîtier, le refroidissement liquide, l'augmentation de la température dans les salles machines et diverses solutions spécialisées. Compte tenu de la popularité croissante des services cloud, l'Hyperscale devrait devenir le principal moteur de croissance de l'industrie dans un avenir proche : des solutions technologiques intéressantes des principaux fabricants de matériel informatique et de systèmes d'ingénierie sont à prévoir.
L'Edge Computing
Une autre tendance notable est diamétralement opposée : ces dernières années, un grand nombre de micro-centres de données ont été construits. Selon les prévisions de Research and Markets, ce marché
devrait croître. passer de 2 milliards de dollars en 2017 à 8 milliards d'ici 2022. Cela est lié au développement de l'internet des objets et de l'internet industriel des objets. Les grands centres de données sont souvent trop éloignés des systèmes d'automatisation des processus de production sur site. Ils s'occupent de tâches pour lesquelles il n'est pas nécessaire d'avoir les mesures de chacun des millions de capteurs. Le traitement initial des données est préférable là où elles sont générées, puis les informations utiles peuvent être envoyées sur de longues distances vers le cloud. Un terme spécial a été inventé pour désigner ce phénomène – le calcul en périphérie ou Edge computing. À notre avis, c'est la deuxième tendance la plus importante dans le développement des centres de données, qui conduit à l'apparition de produits innovants sur le marché.
La bataille pour le PUE
Les grands centres de données consomment une énorme quantité d'électricité et émettent de la chaleur qui doit être éliminée d'une manière ou d'une autre. Les systèmes de refroidissement traditionnels représentent jusqu'à 40 % de la consommation énergétique de l'établissement, et dans la lutte pour réduire les dépenses énergétiques, les compresseurs des machines de réfrigération sont considérés comme l'ennemi principal. Les solutions de
réduction de l'utilisation des compresseurs gagnent en popularité, notamment grâce au free cooling. Dans le schéma classique, on utilise des systèmes de refroidissement par eau ou par des solutions aqueuses de polyols (glycols) comme fluide caloporteur. En hiver, le bloc compresseur-condenseur du refroidisseur ne fonctionne pas, ce qui réduit considérablement les coûts énergétiques. Des solutions plus intéressantes reposent sur un schéma à deux circuits air-air avec échangeurs de chaleur rotatifs et une section de refroidissement adiabatique, ou sans elle. Des expériences sont également menées avec le refroidissement direct par air extérieur, mais ces solutions ne peuvent guère être qualifiées d'innovantes. Comme les systèmes classiques, elles supposent un refroidissement par air des équipements informatiques, et la limite technologique d'efficacité de ce schéma est déjà pratiquement atteinte. La réduction ulérieure du PUE (rapport de la consommation énergétique totale à la consommation énergétique des équipements informatiques) se fera grâce à des schémas de refroidissement par liquide qui gagnent en popularité. Il convient de rappeler le projet lancé par Microsoft. concernant la création de centres de données modulaires sous-marins, ainsi que le concept des centres de données flottants de Google. Les idées des géants technologiques sont encore loin d'une concrétisation industrielle, mais des systèmes de refroidissement liquide moins fantastiques fonctionnent déjà sur divers sites, allant des supercalculateurs du Top500 aux micro-centres de données.
Dans le refroidissement par contact, des échangeurs de chaleur spéciaux sont installés dans l'équipement, à l'intérieur desquels circule un liquide. Les systèmes de refroidissement immergé utilisent un fluide diélectrique (généralement de l'huile minérale) et peuvent être réalisés sous forme de conteneurs hermétiques communs ou sous forme de boîtiers individuels pour des modules de calcul. Les systèmes à deux phases ressemblent à première vue aux systèmes immergés. Ils utilisent également des liquides diélectriques en contact avec l'électronique, mais il existe une différence fondamentale : le fluide commence à bouillir à des températures d'environ 34 °C (ou un peu au-dessus). D'après nos cours de physique, ce processus se fait avec absorption d'énergie, la température cesse d'augmenter et, lors du chauffage ultérieur, le liquide s'évapore, c'est-à-dire qu'il se produit un changement d'état. Dans la partie supérieure du conteneur hermétique, les vapeurs entrent en contact avec le radiateur et se condensent, tandis que les gouttes retournent dans le réservoir commun. Les systèmes de refroidissement liquide permettent d'atteindre des valeurs PUE fantastiques (environ 1,03), mais nécessitent des modifications sérieuses du matériel informatique et la coopération des fabricants. Aujourd'hui, ils sont considérés comme les plus innovants et prometteurs.
Résultats
Pour la création de centres de données modernes, une multitude d'approches technologiques intéressantes ont été imaginées. Les fabricants proposent des solutions hyper-convergentes intégrées, des réseaux définis par logiciel sont construits, et même les centres de données eux-mêmes deviennent définis par logiciel. Afin d'accroître l'efficacité des installations, des systèmes de refroidissement innovants ainsi que des solutions matérielles et logicielles de type DCIM sont installés, permettant d'optimiser le fonctionnement de l'infrastructure technique sur la base des données de nombreux capteurs. Certaines innovations ne répondent pas toujours aux attentes. Par exemple, les solutions en conteneurs modulaires n'ont pas réussi à remplacer les centres de données traditionnels en béton ou en structures métalliques préfabriquées, bien qu'elles soient activement utilisées là où les capacités de calcul doivent être déployées rapidement. Parallèlement, les centres de données traditionnels deviennent eux-mêmes modulaires, mais à un tout autre niveau. Le progrès dans l'industrie avance très rapidement, même s'il n'y a pas de révolutions technologiques - les innovations mentionnées sont apparues sur le marché il y a quelques années. L'année 2019 ne sera pas une exception et n'apportera pas de percées évidentes. À l'ère numérique, même la découverte la plus fantastique devient rapidement une solution technique ordinaire.
Source : habr.com
