Круговорот энергии: как ЦОДы добиваются роста энергоэффективности

Рост интернет-трафика и объемов попадающей в сеть пользовательской информации, появление новых технологий (IoT и AI), распространение мобильных сетей передачи данных – все это сделало центры обработки данных одним из ключевых потребителей электроэнергии. По данным Masanet, глобальный спрос на электроэнергию для ЦОД в 2018 году достиг почти 1% от общего объема потребления в мире.

И это не предел: аналитики Cisco прогнозируют увеличение рабочей нагрузки на центры обработки данных на 50% в течение следующих трех лет. Поскольку электричество – самая затратная статья бюджетов ЦОД, дата-центры озабочены вопросом повышения энергоэффективности своего аппаратного обеспечения и инфраструктуры. При этом любая трансформация в ЦОД сопряжена с рядом трудностей: необходимо соотносить желание сэкономить средства с высокими требованиями к надежности, безопасности и бесперебойности работы дата-центров. Оригинальные решения этого вопроса от компаний по всему миру – в нашем обзоре.

Замерзшие из Исландии. Опыт Verne Global

Как использовать "природные" конкурентные преимущества, хорошо знают в Исландии. Благодаря холодному климату, который позволяет снизить затраты на системы воздушного охлаждения, и доступности возобновляемой геотермальной энергии, образующейся за счет лавы при расхождении литосферных плит, в Исландии можно строить "чистые" и бесперебойно работающие дата-центры.

Один из крупнейших ЦОДов Исландии, принадлежащий Verne Global, может работать со 100% устойчивой экологически чистой энергией. Сам дата-центр использует геотермальную и гидроэнергетику, а также системы естественного охлаждения, адаптированные к погодным условиям страны.

Это привлекает в регион как средний бизнес, заинтересованный в оптимизации расходов на энергопотребление, так и корпорации, которые заботятся о своем имидже: клиентами Verlne Global уже стала BMW. И хотя в Исландии еще предстоит решить ряд проблем – например, увеличить количество подводных кабелей, соединяющих ее с Европой – аналитики считают, что это только начало огромного "дата-бума" в стране.

Бункер XXI века. Опыт Iron Mountain и Microsoft

Где только не строят ЦОДы: на промышленных территориях, пустырях, даже в бывших бомбоубежищах. Руководители Iron Mountain решили пойти еще дальше – и опустить дата-центр в известняковую шахту. Серверы необычного ЦОД находятся на глубине 67 метров, посреди известняковых "стен", которые не дают температуре подниматься выше 13°С. Находящееся неподалеку подземное озеро поддерживает уровень влажности. И хотя из-за необходимости усиленной вентиляции (помещение фактически вырублено внутри скалы и имеет всего один вход) расходы на охлаждение удалось сократить "всего" на 44%, компания нашла способ экономить еще и на стоимости электричества – в удаленной местности она вполовину ниже, чем в больших городах.

Впрочем, не только подземный – подводный мир строители дата-центров тоже осваивают. В Microsoft, к примеру, инженеры разработали пилотный проект ЦОДа, который экономит ресурсы за счет охлаждения мощностей при помощи морской воды, которая почти не меняет температуру на глубине в зависимости от сезона. Прототип проекта – Leona Philpot – был снабжен теплообменниками для передачи лишнего тепла в воду, опущен на глубину в километре от тихоокеанского побережья и подключен к интернету через кабель, протянутый с берега. В будущем в компании рассчитывают создать полностью автономные "капсулы", которые начнут погружать под воду на 5 лет, после чего – поднимать на поверхность для технического обслуживания.

Искусственный советник. Опыт Maya HTT

Одно из самых быстрорастущих направлений разработок для энергоэффективных ЦОД – искусственный интеллект. Например, монреальская Maya Heat Transfer Technologies Ltd (Maya HTT) в прошлом году анонсировала расширение функциональности своего флагманского продукта Clarity LC при помощи машинного обучения.

Программное обеспечение, предназначенное для управления инфраструктурой ЦОДа (DCIM), может проводить мониторинг серверов в режиме реального времени и обнаруживать в них аномалии: серверы-призраки или старые серверы с чрезмерно высокими рабочими нагрузками. Инструменты прогностического анализа не только дают правдивую картину инфраструктуры и ресурсов ЦОД, но и рекомендуют, как перераспределить нагрузку оптимальным образом.

Сегодня в разработку таких решений включены не только производители ИТ, но и научные организации – так, недавно в MIT представили систему оптимизации нагрузки для ЦОД. В перспективе она сможет мгновенно распределять задачи между серверами и тем самым балансировать потребление энергии.

ЦОД в кубе. Опыт Inpro Technologies

Гонка за энергоэффективностью из плоскости снижения издержек все больше переходит в область конкуренции за ограниченные ресурсы. Перед руководителями компаний встают вопросы сохранения окружающей среды и экологичности бизнеса. Поэтому и повышение энергоэффективности ЦОД, в первую очередь, достигается за счет минимизации ресурсозатрат на вентиляцию и охлаждение помещений. Например, с помощью непосредственного жидкостного охлаждения.

Инновационная платформа Liquid Cube – изобретение российских разработчиков из Inpro Technologies. Сервера погружаются в диэлектризованную нетоксичную жидкость, за счет чего обеспечивается термостабильный режим работы. Соответственно, ЦОДу не требуются подготовленные помещения и сложная инфраструктура. В итоге центр обработки данных потребляет на 30% меньше электроэнергии, а эксплуатационные расходы падают на 50% в сравнении с традиционными решениями ЦОД.

И это далеко не конец. Следующие на очереди возобновляемые источники – энергия волн во время приливов и отливов или речных потоков, солнечная энергия (проект трех ЦОД в Аризоне "на солнечных батареях" уже обсуждается в Microsoft). Постепенно дата-центры становятся все более "зелеными". Вопрос, волнующий исследователей и руководителей бизнеса, хватит ли возобновляемых ресурсов на постоянно растущие запросы.