Привет, Хабр! Компания Acer снова с вами! Мы планируем рассказывать об интересных продуктах: как своих, так и других участников рынка. В первую очередь речь пойдет о серверах и соответствующих корпоративных решениях. Впоследствии мы, возможно, расширим тематику и будем рассказывать о ноутбуках, а также обо всем, что с ними связано.

Сегодня же публикуем первый свой пост – это аналитика наиболее заметных трендов на рынке ЦОД в 2022 году. Главный принцип, по которому мы отбирали тренды, – наличие примеров практического внедрения. Кроме того, мы расскажем о необычных разновидностях дата-центров, которых становится все больше. Это, к примеру, подводные, надводные, модульные и некоторые другие решения. У Aсer есть что рассказать по теме, и эта статья – только начало. Если вы каким-либо образом имеете отношение к этой отрасли или просто интересуетесь темой, то самое время заглянуть под кат – там все самое интересное.

Современные ЦОД: под водой, на воде и на суше

Форм-факторы и способы размещения дата-центров становятся очень разными. За последние несколько лет дата-центры стали размещать в самых непривычных местах, включая дно океана, баржи сухогрузов и т.п. Скорее всего, эта тенденция сохранится, и в ближайшем будущем мы увидим еще более необычные проекты. Что касается существующих – о них поговорим далее.

Подводные дата-центры

Начало всему положила корпорация Microsoft, которая решила, что цистерна с размещенными внутри серверами, опущенная на дно моря, – это отличный прототип ЦОД будущего. К слову, идея оказалась жизнеспособной как для самой корпорации, так и для других компаний. Microsoft разработала несколько версий подводного ЦОД, и все они успешно прошли испытания. Проблем не было никаких.

Затем идеей американской корпорации воспользовались китайские компании. Им все это настолько понравилось, что новые подводные дата-центры, причем куда масштабнее проектов Microsoft, решили возводить власти сразу нескольких крупных китайских городов из разных провинций. Дальше всех ушла компания Beijing Highlander Digital Technology Co, которая уже в промышленных масштабах собирает свои подводные системы. Согласно новым данным, в ближайшее время подводные ЦОД появятся прибрежных водах таких регионов, как порт Хайнань (Hainan Free Trade Port, FTP), регион Большого залива Гуандун-Гонконг-Макао (GBA), в дельте Янцзы и экономической зоне Bohai Rim Economic Circle (BREC).

Компания Subsea Cloud пошла еще дальше и решила затапливать дата-центры не около берега, а на глубине около 3 километров. По мнению авторов проекта, это позволит снизить PUE еще сильнее, поскольку на такой глубине вода всегда холодная. Текущая конструкция проекта предполагает размещение в одном модуле до 800 серверов, что очень неплохо. Задержки, по мнению разработчиков, снизятся на 98%, а выбросы диоксида углерода – на 40%.

Наводные ЦОД

Здесь примеров меньше, чем в предыдущем случае, но зато уже есть работающий коммерческий ЦОД на воде. Его разработала и соорудила компания Nautilus Data Technologies. Работать над своей идеей инженеры компании начали еще в 2015 году, и постепенно довели концепт до практической реализации.

Зачем все это? Располагается ЦОД на барже, а значит, при необходимости, его можно пригнать к берегам любой страны мира. Вдруг у кого-то возникнет нужда в дополнительных вычислительных ресурсах. Развернуть наземный ЦОД на короткое время не получится, а вот дата-центр на воде... – вполне себе решение. Среди преимуществ – наличие воды, которая используется в качестве элемента системы охлаждения. Ну и стоимость наводного дата-центра меньше, чем объекта аналогичной мощности, который располагается на суше где-нибудь в Сингапуре, на территории которого земля крайне дорогая.

Подземные дата-центры

В целом, ЦОД, которые размещаются под землей, особо никого не удивишь. Практиковать подобное стали еще пару десятков лет назад. Но сейчас таких проектов стало больше. Например, один из дата-центров размещен глубоко под землей в Норвегии. Это большой ЦОД площадь в 14 000 квадратных метров.

Охлаждается он холодной (около 8°C) водой, которая всегда в наличии. Ее во фьорде так много, что нагревание небольшого объема влияния не оказывает.

Мобильность и возможность оперативно развернуть ЦОД

Еще один интересный тренд, который также становится все более заметным. Так, многим промышленным компаниям в месте временной работы (например, на месторождении нефти или газа), не нужны больше стационарные ЦОД. Им требуются мобильные, но производительные центры. В этом случае на помощь приходят оригинальные решения вроде систем, собранных в контейнере или вовсе на базе грузового автомобиля.

Хороший пример – проект от "Росатома", который как раз и представляет собой мобильный ЦОД на колесах. База в этом случае - всем нам хорошо знакомый КАМАЗ. Внутри его кузова – необходимое для ЦОД оборудование. Причем производительность действительно высокая. Авторы проекта говорят о 50 терафлопсах и выше. При необходимости системы можно объединять вместе, создавая еще более масштабные проекты.

Что касается контейнерных систем, то в качестве примера можно привести решения от Schneider Electric. Компания предлагает собирать типовые ЦОД на базе обычных контейнеров длиной от 6 до 12 метров (соединенные контейнеры). Они поставляются со всей необходимой заказчику инфраструктурой, так что остается лишь подвести линии коммуникаций, энергии и охлаждения.

Жидкостное охлаждение

Здесь мы уже говорим не о форм-факторе или месте размещения дата-центров, а о способе охлаждения работающего оборудования. Одно из интересных решений – погружение такого оборудования в жидкость. Конечно, не в воду..., а в минеральное масло, которое служит хорошим теплоотводом и не повреждает оборудование.

Проектов жидкостного погружного охлаждения немало, в качестве примера можно привести вариант от Microsoft. По словам авторов проекта, погружное охлаждение – один из наиболее эффективных способов отвести лишнее тепло от оборудования. Воздушные системы кондиционирования при этом уступают жидкости. По словам специалистов, снижение эксплуатационных расходов в случае работы с жидкостями вместо воздуха составляет вплоть до 40%.

Кстати, есть и непогружные системы, где тоже используется жидкостное охлаждение. Отличный пример – несколько суперкомпьютеров из рейтинга ТOP-500. Еще пример – разработка компании Aquilla, которая пару лет назад представила серверную систему Aquarius с водяным охлаждением. Она предназначена, в первую очередь, для размещения в стойках, которые изготовлены по стандарту Open Compute Project (OCP).

Что касается компании Acer, то мы используем системы с жидкостным охлаждением в мощных графических станциях Altos и в игровых ПК Predator Orion. Как воспринимаем идею – применяем там, где она действительно эффективна и полезна, при этом нет планов переводить все портфолио высокопроизводительных решений на жидкостное охлаждение.

В серверном сегменте жидкостное охлаждение иногда применяется в охлаждении самих шкафов (то есть, не на уровне отдельного сервера). Такая технология имеет перспективы, так как тепловыделение серверных процессоров растет, а следовательно, растут потребности и в эффективном "снятии" тепла. Масштабируемость тут зависит от формы реализации конкретной технологии.

Альтернативные источники энергии и устойчивое энергопотребление

Дата-центры потребляют огромное количество энергии, сравнимое с потреблением электричества небольшого города. Это оказывает сильное влияние на окружающую среду, кроме того, это еще и дорого. Поэтому постепенно операторы ЦОД внедряют стратегии устойчивого энергопотребления, а также используют источники возобновляемой энергии.

Согласно мнению ряда экспертов, энергосистемы распределенной генерации позволяют обеспечивать ЦОД как переменным, так и постоянным током, что способствует увеличению эффективности. Кроме того, операторы дата-центров сейчас активно внедряют топливные элементы, системы долговременного хранения энергии и литий-ионные аккумуляторы. Это способствует снижению вредного влияния на окружающую среду и делает ЦОД более отказоустойчивым и надежным.

Искусственный интеллект

Технологии машинного обучения, Big Data и т.п. дает возможность оптимизировать процессы как на промышленных предприятиях, так и в ЦОД. Так, современные сети становятся все более сложными и распределенными. ИИ позволяет без особого труда обеспечить оптимизацию производительности сетей. Инструменты разработки ИИ упрощаются и становятся все более популярными. Развивается все отрасль. Так что... уже через пару лет можно ожидать повсеместного внедрения искусственного интеллекта в дата-центрах. В ряде мест эта технология уже работает.

Еще в 2014 году корпорация Google развернула в одном из своих ЦОД приложение Deepmind AI (использующее ИИ и машинное обучение). Результат – сокращение потребляемой системой охлаждения электроэнергии на 40%.

Но и это не все. Искусственный интеллект позволяет задействовать прогностическую модель работы оборудования, а это позволяет предсказывать возможные поломки и контролировать работу главных систем ЦОД. Оперативность и эффективность такой работы гораздо выше, чем в случае использования труда лишь операторов-людей.

Внедрение упомянутых технологий – отличная возможность оптимизации процессов. Увеличивающаяся вычислительная мощность серверов (как отдельных устройств, так и совокупная мощность ЦОД), а также развитие программных алгоритмов оптимизации работы с BigData, позволяет использовать ИИ с большей эффективностью.

Увеличение количества ЦОД

Из-за пандемии множество компаний, образовательных учреждений и других организаций перешли на удаленный режим работы. Соответственно, сейчас требуется больше сетевых и вычислительных ресурсов, чем раньше. По статистике, количество новых ЦОД, которые сейчас строятся, достигает совокупной мощности около 2,9 ГВт, что почти в два раза превышает показатели прошлого года, по данным (Cushman & Wakefield).

По словам экспертов, тренд позволяет бороться с последствиями пандемии. В ближайшее время, по мнению экспертов из VMware, ожидается очень резкий сдвиг в распределении рабочей нагрузки в пользу границ операционных сетей. Доступность – главный приоритет, но инженеры работают над увеличением скорости отклика серверов.

В дальнейшем и без пандемии потребность в ЦОД будет расти, поскольку количество облачных сервисов постоянно увеличивается, появляются умные города, требуется эффективно распределять энергоресурсы и развертывать сети поколения 5G.

В сухом остатке

Проанализировав все сказанное выше, можно сделать вывод, что самый долгоиграющий или сильный тренд – это как раз увеличение потребности в дата-центрах. Соответственно, появляются новые технологии вроде тех же подводных дата-центров или искусственного интеллекта в ЦОД. За ситуацией будет интересно понаблюдать дальше. Ну..., и повторимся: если у вас есть что сказать по поводу трендов в мире ЦОД – очень ждем комментариев.