Inovații actuale: ce să așteptăm de la piața centrele de date în 2019?

Construirea centrelor de date este considerată una dintre cele mai dinamic dezvoltând industrii. Progresul din acest domeniu este colossal, dar va apărea în curând pe piață vreun fel de soluții tehnologice revoluționare – este o întrebare mare. Astăzi, vom încerca să analizăm principalele tendințe de inovație în dezvoltarea centrelor de date la nivel global, pentru a răspunde la aceasta.

Direcția către Hyperscale

Dezvoltarea tehnologiilor informației a dus la necesitatea construirii de centre de date foarte mari. În principal, infrastructura hyperscale este necesară furnizorilor de servicii cloud și rețelelor sociale: Amazon, Microsoft, IBM, Google și alți jucători mari. În aprilie 2017, în lume existau 320 astfel de centre de date, iar în decembrie numărul a crescut deja la 390. Până în 2020, se estimează că numărul centrelor de date hyperscale va ajunge la 500, conform prognozelor specialiștilor de la Synergy Research. Majoritatea acestor centre sunt situate în SUA, iar această tendință se menține deocamdată, în ciuda ritmului rapid de construcție din regiunea Asia-Pacific, observat de analiștii Cisco Systems.

Toate centrele de date hyperscale sunt considerate corporative și nu oferă locuri în rackuri. Acestea sunt folosite pentru a crea cloud-uri publice, legate de internetul obiectelor și servicii bazate pe tehnologii de inteligență artificială, precum și în alte nișe unde este necesară procesarea unor volume uriașe de date. Proprietarii experimentează activ cu creșterea densității de putere pe rack, servere fără carcasă, răcire cu lichid, creșterea temperaturii în sălile de servere și soluții specializate diverse. Având în vedere creșterea popularității serviciilor cloud, Hyperscale va deveni în viitorul apropiat principalul motor de creștere al industriei: aici ne putem aștepta la apariția unor soluții tehnologice interesante din partea producătorilor de echipamente IT și sisteme ingineresti de frunte.

Calculul de margine

O altă tendință notabilă este exact opusul: în ultimii ani au fost construite foarte multe micro-centre de date. Conform prognozelor Research and Markets, această piață va crește de la 2 miliarde de dolari în 2017 la 8 miliarde până în 2022. Acest lucru este legat de dezvoltarea internetului lucrurilor și a internetului industrial al lucrurilor. Centrele de date mari sunt situate prea departe de sistemele de automatizare a proceselor de producție la fața locului. Ele se ocupă cu sarcini pentru care nu sunt necesare măsurători de la fiecare dintre milioanele de senzori. Prelucrarea inițială a datelor este cel mai bine realizată acolo unde sunt generate, iar informațiile utile sunt apoi trimise pe distanțe lungi în cloud. Acest fenomen a primit un termen special - calcul de margine sau Edge computing. Din punctul nostru de vedere, acesta este al doilea cel mai important trend în dezvoltarea construcției de centre de date, care conduce la apariția de produse inovatoare pe piață.

Bătălia pentru PUE

Centrele de date mari consumă o cantitate enormă de energie electrică și generează căldură, care trebuie cumva gestionată. Până la 40% din consumul de energie al unei unități este atribuit sistemelor tradiționale de răcire, iar în lupta pentru reducerea costurilor energetice, cei mai mari dușmani sunt considerați compresoarele unităților de răcire. Soluțiile care permit eliminarea completă sau parțială a utilizării acestora, numite frikuling, câștigă popularitate. În schema clasică, sunt utilizate sisteme de chillere cu apă sau soluții de apă cu alcool polihidroxilat (glicoli) ca agent de răcire. În timpul iernii, un bloc compresor-condensator al chiller-ului nu se activează, ceea ce reduce semnificativ costurile energetice. Soluții mai interesante se bazează pe o schemă cu două circuite aer-aer cu schimbătoare de căldură rotative și o secțiune de răcire adiabatica sau fără aceasta. Se experimentează și cu răcirea directă cu aer extern, dar aceste soluții nu pot fi considerate inovatoare. La fel ca sistemele clasice, ele presupun răcirea aerului echipamentelor IT, iar limita de eficiență a unei astfel de scheme a fost practic atinsă.

Reducerea ulterioară a PUE (raportul consumului total de energie la consumul de energie al echipamentului IT) va fi realizată prin schemele de răcire cu lichid, care câștigă popularitate. Aici merită să ne amintim de un proiect inițiat de corporația Microsoft proiect despre crearea centrelor de date modulare subacvatice, precum și despre conceptul centrelor de date flotante Google. Ideile gigantilor tehnologici sunt încă departe de a deveni o realitate industrială, dar sistemele de răcire cu lichid mai puțin fantastice funcționează deja în diferite locații, de la supercomputerele din Top500 până la micro-centre de date.

În cazul răcirii prin contact, echipamentele sunt dotate cu schimbătoare de căldură speciale, în interiorul cărora circulă un lichid. Sistemele de răcire prin imersie utilizează un mediu de lucru dielectric (de obicei, ulei mineral) și pot fi realizate fie sub formă de un container etanș general, fie sub formă de carcase individuale pentru modulele de calcul. Sistemele de tip cu aburire (bifazice) arată, la prima vedere, asemănător cu cele de imersie. Acestea utilizează, de asemenea, lichide dielectrice care contactează electronica, dar există și o diferență esențială – mediul de lucru începe să fiarbă la temperaturi de aproximativ 34 °C (sau puțin mai sus). Din cursul fizicii știm că acest proces se desfășoară cu absorbția de energie, temperatura nu mai crește, iar la o încălzire suplimentară lichidul se evaporă, adică are loc o tranziție de fază. În partea superioară a containerului etanș, vaporizarea intră în contact cu radiatorul și se condensează, iar picăturile se întorc în rezervorul comun. Sistemele de răcire cu lichid permit atingerea unor valori fantastice PUE (în jur de 1,03), dar necesită modificări semnificative ale echipamentului de calcul și cooperarea producătorilor. În prezent, acestea sunt considerate cele mai inovatoare și promițătoare.

Concluzii

Pentru construirea centrelor de date moderne au fost gândite numeroase abordări tehnologice interesante. Producătorii oferă soluții integrate hiperconvergente, se construiesc rețele definite prin software, iar chiar și centrele de date devin definite prin software. Pentru creșterea eficienței obiectelor, sunt instalate nu doar sisteme inovative de răcire, ci și soluții hardware-software de tip DCIM, care permit optimizarea funcționării infrastructurii ingineresti pe baza datelor de la numeroși senzori. Unele inovații nu își justifică așteptările alocate. Soluțiile modulare de tip container, de exemplu, nu au reușit să înlocuiască centrele de date tradiționale din beton sau structuri metalice prefabricate, deși sunt utilizate activ acolo unde puterea de calcul trebuie desfășurată rapid. În același timp, centrele de date tradiționale devin ele însele modulare, dar la un nivel complet diferit. Progresul din industrie avansează foarte rapid, deși fără salturi tehnologice – inovațiile menționate de noi au apărut pentru prima dată pe piață acum câțiva ani. Anul 2019 în acest sens nu va face excepție și nu va aduce progrese evidente. În era digitală, chiar și cea mai fantastică invenție devine rapid o soluție tehnică obișnuită.

Sursa: habr.com