Центры обработки данных (ЦОД) в последнее время стали крайне популярным объектом – цифровыми фабриками, которые обеспечивают цифровизацию всех отраслей экономики и государства. Они имеют свою специфику, а их важность продиктована необходимостью обеспечивать постоянную доступность ИТ-сервисов, т.н. uptime. Работу ЦОДов не видно, но в случае простоя или т.н. downtime, широкие массы пользователей сразу могут ощутить невозможность решения базовых жизненных потребностей, например, электронной оплаты товаров или вызова такси. В нашей статье мы рассмотрим некоторые общие вопросы функционирования ЦОД, с ретроспективой в историю и обзором горизонтов развития.
Определение и назначение ЦОД
Отечественный термин «центр обработки данных» и аббревиатура ЦОД существуют где-то с середины 00-х годов XXI века. Само явление, специализированного объекта для обработки информации не новое, даже в советского время были разные вычислительные центры, но в наше время данные растут, требуется их хранение и обработка, поэтому ЦОДы стали массовым явлением и узнаваемым определением.
С точки зрения определения ЦОД, есть несколько определений из стандартов и федеральных законов, которые не противоречат друг другу:
- TIA-942 и BICSI 002: Здание (или его часть), основная функция которого состоит в том, что в нём находятся машинный зал и вспомогательные помещения для него.
- ГОСТ Р 58811-2020: Центр обработки данных: специализированный объект, представляющий собой связанную систему ИТ-инфраструктуры и инженерной инфраструктуры, оборудование и части которых размещены в здании или помещении, подключенном к внешним сетям, как инженерным, так и телекоммуникационным.
- ГОСТ Р ИСО/МЭК 30134-1-2018: центр обработки данных (data centre): Структура или группа структур, предназначенных для централизованного размещения, организации взаимодействия и эксплуатации ИТ-систем, сетевого и телекоммуникационного оборудования, обеспечивающих возможность оказания услуг в области хранения, обработки и передачи данных, а также все объекты и инфраструктуры, используемые для распределения электроэнергии и контроля среды в сочетании со средствами обеспечения требуемой устойчивости и безопасности для достижения желаемого уровня доступности оказываемых услуг. Структура может состоять из нескольких зданий и (или) зон, выполняющих вспомогательные функции для поддержки основной.
- 224-ФЗ (115-ФЗ): Центры обработки данных: совокупность зданий, частей зданий или помещений, объединенных единым назначением с движимым имуществом, технологически связанным с объектами информационных технологий, и предназначенных для автоматизации с использованием программ для ЭВМ и баз данных процессов формирования, хранения, обработки, приема, передачи, доставки информации, обеспечения доступа к ней, ее представления и распространения.
Принципиальным вопросом функционирования ЦОДа является обособление и специализация объекта на размещении ИТ-оборудования и его качественного функционирования. Под качественным функционированием, в первом приближении, можно указать требования обеспечения доступности и безопасности ИТ-оборудования и сервисов. Это важная разница по сравнению, например, с серверной, которая расположена в каком-нибудь бизнес-центре, вокруг нее находятся офисные площади, которые она обслуживает, при этом обособленность серверной не очевидна, а её вес в общем назначении здания мал.
Центры обработки данных выполняют обеспечивающую функцию и следуют в своем развитии за ней. Если вдруг в какой-то момент времени принципы обработки информации изменятся, то и центры обработки данных тоже изменятся. В том числе, многие вопросы, которые решались за счет инженерной инфраструктуры, могут быть решены на логическом уровне, т.е. ИТ-технологиями. Например, обеспечение высокой надежности ИТ-сервисов, которые хорошо масштабируются горизонтально, за счет распределенной инфраструктуры в сети ЦОДах с меньшей отказоустойчивостью.
Если мы говорим, что ИТ-оборудование должно размещаться на каком-то объекте, то дальше возникает вопрос, а что нужно этому оборудованию для того, чтобы оно качественно функционировало. Этот вопрос следует рассматривать в виде следующих блоков: размещение, электроснабжение, теплоотведение, передача данных и управление. Состав, качественные характеристики и технико-экономические решения по каждому блоку являются с одной стороны достаточно типовыми, с другой могут гибко меняться под задачу.
Читатель может задать справедливый вопрос: «ИТ-оборудование стоит не только в ЦОДах, но и в тех же серверных. Значит серверная равно ЦОД?». По этому вопросу нет определенности, и такое равенство может быть. Некоторые для ЦОДов задают некоторые условные ограничения, например, по масштабу или, например, по наличию системы гарантированного электроснабжения с ДГУ или иным генератором. И есть еще один вариант, применение к ЦОДу подходов и концепций, как технологического объекта. Многие из этих подходов и концепций известны и устойчивы. Представляется, что именно этот вариант наиболее справедлив в определении является объект ЦОДом или нет.
Междисциплинарный характер ЦОД
Еще одним интересным свойством ЦОДов является комплексное представления окружения, в котором они осуществляют свою деятельность. С одной стороны, дата-центры являются базовым инфраструктурным уровнем обработки информации, о котором мы уже говорили. С другой, точкой сбора междисциплинарного взаимодействия. В ЦОДах собираются межотраслевые интересы ИТ, телекома, строителей, поставщиков ресурсов, органов власти, производителей оборудования, финансовых организаций.
Когда специалисты или компании говорят о работе в области ЦОД, всегда полезно спросить с какой стороны эта работа ведется и что является зоной комфорта и бизнес-приложения усилий. В отраслевом сообществе, у игроков могут быть разные роли, но по сути они формируют общие команды, для взаимодействия и создания качественной инфраструктуры, которая будет обеспечивать работоспособность цифровой экономики, как в стране, так и в мире.
Текущее состояние отрасли ЦОД и их роль в мировой информационной инфраструктуре
В СМИ идут постоянные релизы и публикации, о строительстве за рубежом, каких-то фантастических по мощности ЦОДов, из последних новостей – несколько проектов более 1 ГВт каждый.
Безусловно, все ЦОДы разные, и по назначению, и по масштабам, и по локациям. Важно понимать причины, почему ЦОДы такие и как они вписываются в текущий образ рынка. Тема настолько обширная и многогранная, что в рамках нашей обзорной статьи можно дать некоторые важные тренды, которые прольют свет на структуру и механизмы развития мировой отрасли ЦОД.
Мощным драйвером развития мировой отрасли ЦОД, является деятельность гиперскейлеров и крупных облачных провайдеров, которые создают существенную нагрузку на арендуемые ЦОДы, а также строят свои. При этом интересы мировых гиперскейлеров имеют глобальный масштаб и инфраструктурные вопросы им приходится решать в любой точке мира. Для обеспечения аренды гиперскейлеров, сформировался пул крупных коло-провайдеров, которые предоставляют свои ЦОДы как оптовым, так и розничным образом. По сути ЦОДы этих двух бизнес-направлений связаны как деловым образом, так и техническим в виде сети ЦОДов. Подобного рода лидерство, не отменят развитую структуру прочих ЦОДов: коммерческих и корпоративных; иных бизнес-моделей.
Немаловажным фактором является специфика расположения ЦОД. Гипер- и мегаЦОДы располагаются в местах высокого делового климата и развитых информационных технологий, а также на высокоскоростных каналах связи. При этом важно, что если есть платежеспособный спрос, то прочие вопросы, например, стоимость земли или электричества имеют незначительный вес. Доля концентрации ЦОДов в крупных агломерациях – «цодовских» местах растет год из года.
Также интересным противоречивым в трендах фактором является стремление стран к цифровому суверенитету, который стимулирует развитие национальных ЦОД. Этому способствуют законодательство о персональных данных, а также фактическая ситуация, когда стоимость хранения и обработки данных по миру практически не отличается, а вот стоимость доступа к данным по каналам связи начинает играть существенную роль. Противоречие этого тренда заключается, в том, что крупные гиперскейлеры, главным образом, американские, продолжают накапливать данные в США, где показатель мощностей ЦОДов к численности населения на порядок выше, чем скажем в Европе.
Глобальный рынок услуг колокации сейчас имеет выручку более 60 млрд.долларов и к 2030 году должен вырасти в 3 раза. Соответственно, зависимый параметр энергопотребления ЦОД также вырастет в 3 раза. Вопросы экологической устойчивости из-за этого начинают играть ключевую роль в технологических решениях.
Если говорить о российском рынке ЦОД, то нужно сказать, что доля национальной отрасли по разным показателям варьируется около 1%. Технические решения по ЦОД соответствуют мировому уровню, с точки зрения бизнес-зрелости отставание составляет 5-7 лет от передовых стран. Россия, одна из немногих стран в мире, имеет национальные компании, обладающие признаками гиперскейлеров. Национальный рынок крайне геоцентричен вокруг столичных регионов, но это соответствует международному тренду по расположению ЦОД в агломерациях, который был описан выше. Национальный рынок вышел из фазы стартапов, начались структурные изменения, пробуются новые бизнес-модели. Несмотря на экономические трудности, рынок будет устойчиво, кратно расти в ближайшие 10 лет.
Тренды и перспективы развития
От бизнес-развития перейдем к технологическому, хотя в силу специфики ЦОД эти два трека плотно связаны.
В последний год, основным лейтмотивом технологического развития стало использование искусственного интеллекта, который по понятным причинам базируется в ЦОДах. Ничего нового в этом нет, люди склонны преувеличивать эффекты от внедрения той или иной технологии, так было с изобретением транзистора, или скажем, лазера. Искусственный интеллект, в части ЦОД, пока что модный термин, но в будущем может стать мощным драйвером. Реальные драйверы развития ЦОДов лежат в обработки больших объемов тяжелых данных, или частых обработках прочих, например, процессинг.
Какие же текущие проблемы решаются ЦОДами, и что стоит на повестке?
Идет решение перманентной задачи оптимизации инфраструктуры и обработки данных. ЦОД – дело дорогое и нужно уменьшать капитальные затраты, повышать удельную производительность и эффективность обработки данных. Будет происходить типовизация, унификация и стандартизация, не нормально, когда каждый ЦОД представляет из себя кастомизированный объект.
Для ЦОДов будут решаться вопросы обеспечения мощными автономными источниками энергии. Перспективно важным вопросом будет улучшение экологичности ЦОДов и включение их в циркулярную экономику. При таком росте мощностей ЦОД, человечество не может себе позволить, чтобы вторичная выделяемая энергия просто выбрасывалась в атмосферу.
ЦОДы должны сформироваться в устойчивую систему, сети ЦОДов, иерархического характера, специализированными под свое функциональное назначение, произойдет т.н. «расслоение». Такие топологические модели мы уже видим в глобальных структурах гиперскейлеров, когда ИТ-системы распределяются на несколько уровней, например, у Amazon Web Services их шесть.
Заключение
Подведем итоги. Зафиксируем, что ЦОД — это специализированный инфраструктурный объект, ответственного назначения, дорогостоящий, с долгим сроком реализации и еще большим окупаемости. Планирование подобного рода объектов должно быть качественным и оптимальным, с верными решениями, основанными на многофакторном анализе. Основой и опорой такого анализа является функциональное назначение ЦОД, его бизнес-потребность, экономические факторы. Масштаб, расположение, конфигурация – это все должно просчитываться на этапе планирования. Безусловно, важно учитывать горизонты развития ИТ, так как срок жизненного цикла ЦОДа, как объекта превышает 15 лет, очевидно, что ИТ за это время может существенно изменится. Возможным решением является закладка в решения определенной, экономически оправданной гибкости.
Еще одной важной леммой является, что отрасль ЦОД является безусловно перспективной. Данные в мире растут на 30% в год, для обеспечения их хранения и обработки, с учетом оптимизации и уплотнения, рост ЦОДов не может быть менее 15% в год. Это значит, что бизнес ЦОДов при любых экономических потрясениях и кризисах будет интересен и устойчив, а специалисты, которые приходят в отрасль, востребованы и оценены.
Академия Информационных Систем (АИС) и Ассоциация участников отрасли ЦОД России запускают учебный курс, направленный на подготовку специалистов в области дата-центров. Эта инициатива поможет усилить компетенции профессионального сообщества и сделать знания о ЦОД доступными для широкого круга специалистов.
Подробнее о курсе и регистрация: https://www.infosystems.ru/courses/infrastruktura_tsod/COD007/?utm_source=dzen
Давайте развивать отрасль ЦОДов вместе!
Автор: Дорофеев Игорь Викторович, Президент Ассоциации участников отрасли ЦОД, эксперт-консультант в отрасли ЦОД, руководитель рабочей группы Ассоциации по образовательной и сертификационной деятельности.