Потребность в больших и малых центрах обработки данных активно растет. Ожидается, что к 2025 году мировому интернету потребуется уже 175 зеттабайт хранения. Без постоянной оптимизации существующих дата-центров и поиска инноваций для строящихся не обойтись.
Распределение месторасположения
На сегодняшний день дата-центры сконцентрированы в США и центральной Европе, нарастает их число в густонаселенных районах Азии. Искать новые участки под строительство становится все сложнее. Для сравнения, на март 2024 года в России было всего 297 ЦОДов, в Нидерландах — 307, в Германии — 521, в Китае — 449, в США, мировом лидере, — 5381. По прогнозам, в ближайшие годы произойдет более равномерное распределение ЦОДов по планете.
Вместо близкого расположения к населенным пунктам и центрам промышленности новые крупные дата-центры будут размещаться в более пустынных северных регионах, поскольку таким образом можно сократить затраты на охлаждение. Еще одним важным пунктом станет близкое расположение будущего дата-центра к источнику энергии — электростанциям с избыточной выработкой, а также зонам, где доступны чистые источники энергии. Например, Facebook еще в 2012 году построил свой дата-центр вблизи гидроэлектростанции шведского городка Лулео с субантарктическим климатом. В этом смысле большой потенциал есть у Исландии и русского севера.
Наряду с крупными дата-центрами будет вводиться в эксплуатацию большое число средних и малых ЦОДов, поскольку их строительство занимает меньше времени и прочих ресурсов, к тому же такая форма больше всего подходит для размещения в непосредственной близости к потребителю. Так, для обеспечения ИТ-инфраструктуры в шаговой доступности нефтеперегрузочного комплекса был реализован мобильный ЦОД на 6 стоек глубиной 1200 мм с общей ИТ-нагрузкой 42 кВт.
Кроме того, децентрализованное хранение данных в нескольких малых ЦОДах, которые часто называют периферийными, может быть безопаснее: при физическом уничтожении крупного дата-центра в результате пожара, удара стихии или военных действий урон слишком велик.
Искусственный интеллект в дата-центрах
Внедрение искусственного интеллекта напрямую связано с оптимизацией работы большинства отраслей человеческой деятельности. Разработчики интеллектуальных дата-центров тестируют десятки вариантов использования ИИ. Например, он применяется для повышения эффективности охлаждения ЦОДов. Компания Google привела данные, согласно которым еще в 2016 году за счет внедрения ИИ расходы на охлаждение удалось снизить на 40%. (Источник: https://deepmind.google/discover/blog/deepmind-ai-reduces-google-data-centre-cooling-bill-by-40/ )
Также искусственный интеллект способен отслеживать эффективность использования энергии, управлять рабочей нагрузкой, отслеживать аварийные ситуации и оперативно на них реагировать. Он может повышать безопасность хранения данных — обнаруживать отклонения от стандартного поведения системы, контролировать журналы доступа, отыскивать потенциальные угрозы в защите.
Инновации хранения данных
Поскольку объем данных постоянно возрастает, важным аспектом здорового развития индустрии ЦОДов является оптимизация способов хранения. Основной формой накопителей сейчас являются HDD-диски, которые хранят данные при непрерывной работе устройства. Альтернативой им стали твердотельные накопители SSD, способные сохранять информацию без питания. Они активно используются в ноутбуках и смартфонах, однако их цена на данный момент намного выше, чем у жестких дисков HDD. Со временем, если стоимость удастся снизить, SSD станут основной формой хранения информации в ЦОДах, поскольку они не страдают при проблемах с электроснабжением.
Принцип «Холодного хранения», напротив, опирается на использование морально устаревших носителей — CD-R и магнитных лент. «Холодное хранение» позволяет снизить потребление ЦОДом электричества, а также температуру внутри, что уменьшает затраты на охлаждение. Единственный минус — «доставать» данные с таких носителей долго, поэтому хранят на них информацию, которая нужна нечасто, остальные же данные должны оставаться в зонах «Горячего хранения». «Холодное хранение» практикуют Google, Facebook, Amazon.
Ещё одна новая форма хранения — термомагнитная запись или HAMR HDD. Запись на такой жесткий диск более плотная, т.е. повышена его емкость. При равных физических размерах HAMR вмещает больше данных. Благодаря использованию новых материалов (сплав железо/ платина вместо кобальт/ платина) и способов записи, зерна, которыми записываются биты, расположены плотнее. Первые продажи дисков магнитной записи с подогревом емкостью 30 Тбайт состоялись в 2023 году.
Роботизация дата-центров
Первые небольшие полностью автономные дата-центры предложила американская корпорация AOL ещё в 2011 году. Мониторинг и управление в них производились удалённо, а оборудование поставлялось модулями. И хотя сейчас компании AOL уже не существует, идея роботизированного дата-центра жива. Она прельщает не только отсутствием необходимости содержать штат сотрудников, но и возможностью «вырастить» ЦОД вверх, ведь об удобстве обслуживания можно будет не думать. Можно увеличить полезную площадь и за счет отсутствия комнат отдыха персонала, туалетов и прочих «человеческих» помещений.
Компании Google и Amazon работают над созданием роботизированных ЦОДов Lights-Out. «С погашенным светом» или «темными» их назвали, поскольку они не нуждаются в обслуживании людьми, а потому и освещение внутри не нужно. Такая концепция актуальна, учитывая тенденцию на удаленное месторасположение центров обработки данных. Не нужно обслуживать — строй хоть на луне, хоть под водой. О таких инициативах мы писали в статье «Мировые и российские стартапы в области развития дата-центров».
Роботизированный ЦОД видится как машинный зал, обслуживаемый рельсовыми роботами, которые перемещаются вдоль стоек. Манипуляторы смогут извлекать жесткие диски, блейд-серверы, серверное шасси при выходе блока из строя и заменять его новым. Если нанести на жесткие диски RFID-метки, робот сможет выполнять действия по их очистке, повторному применению и уничтожению.
Роботизация ЦОДов — вопрос времени, причем ближайшего. Достичь автоматизации предполагается за счет радиочастотной идентификации, лазерных и штрих-кодовых идентификаторов. Пионерами роботизации дата-центров стали роботы-манипуляторы, обслуживающие виртуальные «ленточные библиотеки» холодного хранения с теми самыми магнитными пленками: они ищут и производят забор бэкапов, значительно ускоряя поиск нужных данных.
Развитие ЦОД — это сотни сценариев и тысячи инноваций. Подписывайтесь на наш канал и следите за новостями!