Во всем мире постепенно растет энергопотребление дата-центров и по прогнозу министра энергетики Ирландии Алекса Уайта в будущем расходы энергии увеличатся в разы. Министр выступал на саммите ООН по климату в Париже. Специалисты из его ведомства пришли к выводу, что именно на долю ЦОД пойдет большая часть спроса на электроэнергию в Дублине. Такой рост энергопотребления обусловлен строительством новых и расширением кампусов уже имеющихся дата-центров Microsoft, Amazon, Google и других крупных компаний. Подобные ситуации происходят во многих международных столицах. По мнению Уайта, следует уже сейчас позаботиться о проблеме стремительного роста энергопотребления ЦОД и начинать искать оптимальные пути их решения.



Вполне возможно, описанные ниже бизнес-проекты могут помочь найти выход и справится с назревающей проблемой.

Распределенная вычислительная платформа Qarnot Computing

Французская компания Qarnot Computing прославилась своим нестандартным подходом в вопросах использования энергии. Специалисты начали использовать побочный продукт вычислительных мощностей для обогрева парижских домов во время холодной зимы.

То, что вычислительные системы выделяют тепло – далеко не новость для владельцев компьютеров. Большие компании, как и крупные научно-исследовательские организации, часто прибегают к сторонней помощи от владельцев ЦОД для проведения высокопроизводительных вычислений, требующих затрат времени и электроэнергии. Подобная вычислительная инфраструктура занимает немало места, а также нуждается больших капиталовложениях в системы охлаждения, вентиляцию, кондиционирование воздуха. Все это оборудование уберегает от перегрева аппаратные платформы.



Основатель компании Qarnot Computing — инженер Пол Бенуа и его продукт Q.rad

В то же время, около 9 миллионам французов ежегодно не хватало финансов на оплату энергии для отопления. А центры обработки данных нуждались в огромном количестве электроэнергии для охлаждения. Эта ситуация вдохновила инженеров из Qarnot Computing на переосмысление концепции дата-центров. Они решили рассредоточить массив серверов по домам и квартирам парижан, а также по другим административным и коммерческим зданиям. Серверы имеют вид «цифровых радиаторов».

Инженеры разработали действительно достаточно интересную распределенную вычислительную платформу. Она дает возможность использовать излишнее тепло от серверов, чтобы обеспечивать горячее водоснабжение объектов недвижимости. Созданные компанией устройства Q.rad — весьма компактные. Они укомплектованы вычислительными мощностями и всем необходимым вспомогательным оборудованием и могут размещаться в обычных жилых домах, квартирах или же внутри административных, коммерческих зданий. Q.rad выступают своего рода «цифровыми радиаторами». Qarnot Computing заключает договор с владельцем недвижимости согласно которому компания бесплатно обеспечивает владельца теплом и горячей водой в обмен на разрешение разместить систему Q.rad и предоставить доступ к интернету, силовым кабелям. Соответственно, все расходы (оплату счетов за электричество, интернет и другие необходимые для работы Q.rad), компания Qarnot Computing берет на себя.

Данный подход дает возможность французам экономить на строительстве стандартных ЦОД, сокращать расходы на охлаждение вычислительных узлов (за счет подачи холодной воды из систем отопления и водоснабжения зданий) и по максимуму использовать ресурсы своей распределенной вычислительной платформы за счет облачных технологий, нагружая каждый сервер в среднем на 50%. Благодаря чему IT-услуги для конечных пользователей ощутимо подешевеют. В то же время Qarnot Computing предлагает клиентам создавать собственные распределенные вычислительные платформы на базе устройств Q.rad.



Q.rad гармонично вписанное в интерьер жилой квартиры

Как сказал один из инженеров Qarnot Computing:

Идея заключалась в том, чтобы разместить вычислительные мощности в зданиях, для владельцев которых выделяемое серверами тепло будет полезным.

В начале декабря нынешнего года муниципалитет города Жиронда (юго-запад Франции) воспользовался предоставленной возможностью. Был произведен весьма крупный заказ на 346 устройства, за которые чиновники заплатили 865 тысяч евро. Устройства Q.rad собираются установить в новом административном здании, где они станут своего рода «обогревателями», отапливающими помещение. О сделке было объявлено во время климатического саммита в Париже.

Eaton и Nissan объединились, чтобы создать дешевые системы хранения энергии в ЦОД

На климатическом саммите в Париже также появилась информация о совместной работе двух компаний. Компания Eaton, в ассортименте которой имеется множеством решения для управления электропитанием ЦОД, объединилась с производителем автомобилей Nissan для разработки передовых систем ИБП. Новые решения, как ожидается, будут доступны и операторам дата-центров, стремящимся при минимальных затратах повысить защищенность подконтрольных объектов от перебоев в подаче электроэнергии посредством центральной сети.

Операторы дата-центров вполне могут использовать подобные системы ИБП вместе с возобновляемыми источниками энергии, которые характеризуются непостоянством вроде солнца, ветра. Это позволит свести к минимуму перебои электроснабжения от локальных ветряных парков и солнечных ферм рядом с дата-центрами. Таким образом и сократиться нагрузка на центральную сеть и повысится уровень экологичности вычислительных мощностей.

Компании уже продемонстрировали промежуточные результаты совместной работы. Одним из них стала система ИБП Eaton 93PM, включающая до четырех бывших в употреблении литий-ионных батарей электромобилей Nissan Leaf. Каждая из таких батареи может хранить до 20 кВт*ч электроэнергии (то есть пиковая емкость каждой системы ИБП Eaton 93PM составляет 80 кВт*ч). Стоит устройство примерно 10 тысяч евро.



ИБП Eaton 93PM

ИБП Eaton 93PM сочетает в себе эффективность, надёжность, а также вертикальную и горизонтальную масштабируемость с привлекательным дизайном. Компактное и гибкое устройство отличается простотой установки и управления. ИБП Eaton 93PM создавался для размещения в серверных и инженерных зонах современных ЦОД.

Технические характеристики ИБП Eaton 93PM:

Номинальная мощность: 30-200 кВт
Коэффициент мощности на выходе: 1
Номинальное напряжение: 380, 400, 415 В
Частота: 50 или 60 Гц
Топология: Двойное преобразование
КПД: КПД до 97 % в режиме двойного преобразования 99% в режиме сохранения энергии ESS
Занимаемая площадь: вместе с АКБ 0,5 м?
Конфигурация: Башня

К слову, Nissan Leaf является самым продаваемым электромобилем в мире. С момента появления модели в продаже (2010 год) клиенты автокомпании купили более 200 тысяч таких электрокаров. Изначально машины комплектуются аккумуляторами на 24 кВт*ч, но после 4-5 лет эксплуатации емкость снижается в среднем до 80%. Подобный спад ведет к сокращению запаса хода на одном заряде и вынуждает водителей менять батарею. И вот такие б/у аккумуляторы все еще способны эффективно хранить электричество, поэтому могут использоваться в качестве более дешевой замены стандартным ИБП для дата-центров.

Стартап Vapor IO

Стартап Vapor IO — довольно перспективная молодая компания, основной целью которой является дополнение среды Open Data Center Runtime Environment интеллектуальным уровнем Core Operating Runtime Environment (Vapor CORE). Не так давно командой специалистов была представлена интегрированная стоечная система Vapor Chamber. Она олицетворяют новый подход к проектированию ЦОД следующего поколения.



Vapor Chamber



Условия работы Vapor Chamber

Удачный старт помог компании завершить очередной раунд финансирования в ходе которого удалось привлечь средства на развитие своего бизнеса от множества крупных и влиятельных инвесторов вроде финансовой организации Goldman Sachs и венчурной фирмы AVX Partners. Представители Vapor IO пока не открывают подробности относительно размера привлеченной суммы, но заявляют, что очень довольны итоговыми цифрами.

Инженеры стартапа Vapor IO собираются менять концепцию размещения оборудования внутри дата-центра используя оптимизацию инфраструктуры на уровне стойки. Они предлагают заменить традиционные ряды монтажных стоек специальными цилиндрами, каждый из которых будет объединять по шесть клиновидных серверных стоек, расставленные по кругу. Подобные конструкции Vapor IO предполагают существенное усовершенствование ЦОД.