De bouw van datacenters wordt beschouwd als een van de meest dynamisch ontwikkelende sectoren. De vooruitgang in dit gebied is enorm, maar of er binnenkort baanbrekende technologische oplossingen op de markt komen is de grote vraag. Vandaag zullen we de belangrijkste innovatieve trends in de wereldwijde datacenterbouw bekijken om die vraag te beantwoorden.
De koers naar Hyperscale
De ontwikkeling van informatietechnologie heeft geleid tot de behoefte aan zeer grote datacenters. Vooral hyperscale-infrastructuur is nodig voor cloudserviceproviders en sociale netwerken: Amazon, Microsoft, IBM, Google en andere grote spelers. In april 2017 waren er wereldwijd opgemerkt Alle hyperscale datacenters zijn corporate en verhuren geen rackruimte. Ze worden gebruikt voor het creëren van publieke cloudomgevingen, verbonden met Internet of Things en kunstmatige intelligentie-diensten, evenals in andere niches waar enorme hoeveelheden data verwerkt moeten worden. Eigenaren experimenteerden actief met het verhogen van de vermogensdichtheid per rack, bladloze servers, vloeistofkoeling, hogere temperaturen in machinekamers en verschillende gespecialiseerde oplossingen. Gezien de toenemende populariteit van cloudservices zal Hyperscale in de nabije toekomst de belangrijkste groeimotor van de sector worden: hier kunnen we interessante technologische oplossingen verwachten van toonaangevende fabrikanten van IT-apparatuur en technische systemen.
Randcomputing
Een andere opvallende trend is geheel het tegenovergestelde: de afgelopen jaren zijn er een enorme hoeveelheid micro-datacenters gebouwd. Volgens voorspellingen van Research and Markets zal deze markt
groeien van 2 miljard dollar in 2017 tot 8 miljard dollar in 2022. Dit wordt in verband gebracht met de ontwikkeling van het internet der dingen en de industriële internetder dingen. Grote datacenters zijn vaak te ver verwijderd van de automatiseringssystemen van productieprocessen ter plaatse. Ze houden zich bezig met taken waarvoor de gegevens van elk van de miljoenen sensoren niet nodig zijn. Primaire gegevensverwerking kan het beste gebeuren waar de gegevens worden gegenereerd, en daarna kan de nuttige informatie via lange routes naar de cloud worden verzonden. Voor dit fenomeen is een speciale term bedacht - edge computing. Naar onze mening is dit de op één na belangrijkste trend in de ontwikkeling van datacenterbouw, die leidt tot de opkomst van innovatieve producten op de markt.
De strijd om PUE
Grote datacentra verbruiken enorme hoeveelheden energie en stoten warmte uit die op de één of andere manier verwijderd moet worden. Tot 40% van het energieverbruik in een gebouw komt voor rekening van traditionele koelsystemen, waarbij de compressoren van koelmachines als de grootste vijand worden beschouwd in de strijd om de energiekosten te verlagen. Oplossingen met zogenaamde free cooling, die het mogelijk maken om volledig of gedeeltelijk af te zien van het gebruik van compressoren, worden steeds populairder. In de klassieke opzet worden chillersystemen met water of waterige oplossingen van meerwaardige alcoholen (glycol) als koelmiddel gebruikt. In de koude maanden wordt de compressor-condensorunit van de chiller niet ingeschakeld, wat de energiekosten aanzienlijk verlaagt. Interessantere oplossingen zijn gebaseerd op een tweeloops lucht-lucht systeem met rotorkoelers en een sectie voor adiabatische koeling, al dan niet aanwezig. Er worden ook experimenten uitgevoerd met directe koeling met buitenlucht, maar deze oplossingen kunnen moeilijk als innovatief worden beschouwd. Net als de klassieke systemen gaan ze uit van luchtkoeling van IT-apparatuur, en de technologische efficiëntie van zo'n opzet is al bijna bereikt.
Verdere verlaging van de PUE (de verhouding tussen het totale energieverbruik en het energieverbruik van IT-apparaten) zal plaatsvinden dankzij de steeds populairder wordende systemen voor vloeistofkoeling. Hierbij moet worden herinnerd aan de door Microsoft gelanceerde over het creëren van modulaire onderwater datacenters, evenals het concept van drijvende datacenters van Google. De ideeën van technologische giganten zijn voorlopig nog ver van industriële realisatie, maar minder fantasierijke systemen voor vloeistofkoeling functioneren al op verschillende locaties, van supercomputers in de Top500 tot micro-datacenters.
Bij contactkoeling worden er speciale warmtewisselaars in de apparatuur geïnstalleerd, waarin vloeistof circuleert. Dompelkoelsystemen maken gebruik van een diëlektrische werkvloeistof (meestal minerale olie) en kunnen ofwel in de vorm van een algemene afgesloten container zijn, of in de vorm van individuele behuizingen voor rekeneenheden. Kooksystemen (tweefasige systemen) lijken op het eerste gezicht op dompelkoelsystemen. Ook hierin worden diëlektrische vloeistoffen gebruikt die contact maken met elektronica, maar er is een fundamenteel verschil: de werkvloeistof begint te koken bij temperaturen rond de 34 °C (of iets hoger). Uit de natuurkunde weten we dat dit proces gepaard gaat met energieabsorptie; de temperatuur stopt met stijgen en bij verdere verhitting verdampt de vloeistof, dat wil zeggen dat er een faseovergang plaatsvindt. In de bovenste helft van de afgesloten container komen de dampen in contact met de radiator en condenseren, terwijl de druppels terugkeren naar het algemene reservoir. Vloeistofkoelsystemen kunnen fantastische PUE-waarden (rond de 1,03) bereiken, maar vereisen aanzienlijke aanpassingen van de rekeneenheden en samenwerking van fabrikanten. Tegenwoordig worden ze beschouwd als de meest innovatieve en veelbelovende.
Conclusies
Voor de bouw van moderne datacenters zijn er veel interessante technologische benaderingen bedacht. Fabrikanten bieden geïntegreerde hyper-geconvergeerde oplossingen aan, softwaregedefinieerde netwerken worden opgericht, en zelfs de datacenters zelf worden softwaregedefinieerd. Om de efficiëntie van de objecten te verhogen, worden niet alleen innovatieve koelsystemen geïnstalleerd, maar ook hardware-softwareoplossingen van DCIM-klasse, die het mogelijk maken de werking van de technische infrastructuur te optimaliseren op basis van gegevens van meerdere sensoren. Sommige innovaties voldoen niet aan de verwachtingen die aan hen zijn gesteld. Modulaire containeroplossingen hebben bijvoorbeeld de traditionele datacenters van beton of snelbouw metalen constructies niet kunnen vervangen, hoewel ze actief worden gebruikt daar waar rekenkracht snel moet worden uitgerold. Tegelijkertijd worden traditionele datacenters zelf modulaire, maar op een heel ander niveau. De vooruitgang in de sector gaat heel snel, hoewel zonder technologische sprongen – de genoemde innovaties verschenen enkele jaren geleden voor het eerst op de markt. Het jaar 2019 zal in dit opzicht geen uitzondering zijn en zal geen duidelijke doorbraken brengen. In het digitale tijdperk wordt zelfs het meest fantastische uitvinding snel een gewone technische oplossing.
Bron: habr.com
