Aktuella innovationer: vad man kan förvänta sig från datacentermarknaden 2019?

Byggandet av datacenter betraktas som en av de mest dynamiskt växande branscherna. Framskridandet inom detta område är enormt, men huruvida det kommer att dyka upp några banbrytande teknologiska lösningar på marknaden inom en snar framtid är en stor fråga. Idag ska vi försöka undersöka de viktigaste innovativa trenderna inom den globala datacenterbygganden för att kunna besvara detta.

Inriktning mot Hyperscale

Utvecklingen av informationsteknologi har lett till behovet av att bygga mycket stora datacenter. Främst behövs hyperskalbara infrastrukturer av molntjänstleverantörer och sociala nätverk: Amazon, Microsoft, IBM, Google och andra stora aktörer. I april 2017 fanns det i världen 320 sådana datacenter, och i december hade antalet stigit till 390. Enligt prognoser från Synergy Research bör antalet hyperskalbara datacenter öka till 500 år 2020. Största delen av dessa datacenter ligger i USA, och denna trend fortsätter att kvarstå trots den snabba byggtakt i regionen Asien-Stilla havet, som analytiker från Cisco Systems har noterat. Alla hyperskalbara datacenter är företagsägda och hyr inte ut platser i rack. De används för att skapa publika moln, kopplade till Internet of Things och artificiell intelligens-tjänster, samt inom andra nischer där enorma mängder data behöver behandlas. Ägarna experimenterar aktivt med att öka densiteten av kraft i rack, chassisfria servrar, vätskekylning, högre temperaturer i serverhallarna och en mängd olika specialiserade lösningar. Med tanke på den ökande populariteten av molntjänster kommer Hyperscale inom en snar framtid att bli den främsta tillväxtmotorn i branschen: här kan man förvänta sig intressanta teknologiska lösningar från de ledande producenterna av IT-utrustning och ingenjörssystem.

Kantberäkningar

En annan märkbar trend är helt motsatt: under de senaste åren har ett stort antal mikro-datacenter byggts. Enligt prognoser från Research and Markets kommer denna marknad

att växa вырастет från 2 miljarder dollar år 2017 till 8 miljarder år 2022. Detta kopplas till utvecklingen av Internet of Things och industriellt Internet of Things. Stora datacenter ligger ofta för långt bort från automatiseringssystemen för produktionsprocesser på plats. De hanterar uppgifter som inte kräver data från varje av de miljontals sensorerna. Den primära databehandlingen bör göras där datan genereras, och sedan ska användbar information skickas via långa rutter till molnet. För att beskriva detta fenomen har ett speciellt begrepp, edge computing, utvecklats. Enligt vår åsikt är detta den näst viktigaste trenden inom datacenterutveckling, som leder till framkomsten av innovativa produkter på marknaden.

Slaget om PUE

Stora datacenter förbrukar enorma mängder elektricitet och avger värme som måste hanteras på något sätt. Traditionella kylsystem står för upp till 40 % av den totala energikonsumtionen av anläggningen, och i kampen för att minska energikostnaderna anses kompressorerna i kylmaskinerna vara den främsta fienden. Lösningar med så kallad frikylning som helt eller delvis gör det möjligt att överge användningen av dessa kompressorer ökar i popularitet. I det klassiska systemet används kylsystem med vatten eller vattenlösningar av fleratomiga alkoholer (glykoler) som kylmedel. Under kalla säsongen aktiveras inte kompressor-kondensatorblocket av kylaren, vilket avsevärt minskar energikostnaderna. Mer intressanta lösningar bygger på en tvåkrets luft-luft-schema med roterande värmeväxlare och en sektion för adiabatiskt kylning eller utan den. Experiment pågår även med direktkylning med utomhusluft, men dessa lösningar kan knappast kallas innovativa. Precis som klassiska system förutsätter de luftkylning av IT-utrustning, och den teknologiska gränsen för effektiviteten av ett sådant schema har praktiskt taget redan uppnåtts.

Ytterligare minskningar av PUE (förhållandet mellan den totala energiförbrukningen och energiförbrukningen av IT-utrustningen) kommer att ske genom de allt mer populära systemen för vätskekylning. Här bör Microsofts initiativ nämnas. projektet om skapandet av modulära undervattens datacenter samt konceptet för Googles flytande datacenter. Tanken hos teknologijättarna ligger fortfarande långt från industriell implementering, men mindre fantastiska vätskekylsystem fungerar redan på olika objekt, från superdatorer i Top500 till mikro-datacenter.

Vid kontaktkylning installeras speciella värmeöverföringsenheter i utrustningen, där vätska cirkulerar. Doppande kylsystem använder dielektriska arbetsvätskor (vanligtvis mineralolja) och kan antingen utföras som en gemensam tätslutande behållare eller som individuella hus för beräkningsmoduler. Koka (tvåfasiga) system liknar vid första anblicken doppersystem. Även här används dielektriska vätskor som kommer i kontakt med elektroniken, men det finns en grundläggande skillnad – arbetsvätskan börjar koka vid temperaturer runt 34 °C (eller något högre). Från fysikkursen vet vi att denna process sker med absorption av energi, temperaturen slutar att öka och vid fortsatt upphettning avdunstar vätskan, dvs. en fasövergång sker. I den övre delen av den tätslutande behållaren kommer ångan i kontakt med kylaren och kondenseras, medan dropparna återvänder till den gemensamma behållaren. Vätskekylsystem gör det möjligt att uppnå fantastiska PUE-värden (runt 1,03), men kräver betydande modifieringar av utrustningen och samarbete mellan tillverkarna. Idag anses de vara de mest innovativa och lovande.

Sammanfattning

För att skapa moderna datacenter har många intressanta teknologiska tillvägagångssätt utvecklats. Leverantörer erbjuder integrerade hyperkonvergerande lösningar, programvarudefinierade nätverk byggs, och även datacentren själva blir programvarudefinierade. För att öka effektiviteten installerar man inte bara innovativa kylsystem, utan även hårdvaru- och programvarulösningar av DCIM-klass, som gör det möjligt att optimera arbetet i den tekniska infrastrukturen baserat på data från många sensorer. Vissa innovationer har inte levt upp till de förväntningar som ställts på dem. Modulära containerlösningar har till exempel inte kunnat ersätta traditionella datacenter av betong eller snabbt uppförda metallkonstruktioner, även om de aktivt används där beräkningskraft snabbt behöver sättas upp. Samtidigt blir traditionella datacenter själva modulära, men på en helt annan nivå. Utvecklingen inom branschen går mycket snabbt, även om det inte sker några teknologiska genombrott – de innovationer vi nämnt först kom ut på marknaden för några år sedan. År 2019 kommer inte bli något undantag och inga tydliga genombrott kommer att ske. I den digitala eran blir även den mest fantastiska uppfinning snabbt en vanlig teknisk lösning.

Källa: habr.com