La construcción de centros de datos se considera una de las industrias de más rápido crecimiento. El progreso en esta área es enorme, pero si una solución tecnológica innovadora aparecerá en el mercado en el futuro cercano es una gran pregunta. Hoy trataremos de considerar las principales tendencias innovadoras en el desarrollo de la construcción de centros de datos mundiales para responder.
Curso de hiperescala
El desarrollo de la tecnología de la información ha llevado a la necesidad de construir centros de datos muy grandes. Los proveedores de servicios en la nube y las redes sociales necesitan principalmente infraestructura de hiperescala: Amazon, Microsoft, IBM, Google y otros actores importantes. En abril de 2017, había 320 centros de datos de este tipo en el mundo, y en diciembre ya había 390. Para 2020, el número de centros de datos hiper escalables debería crecer a 500, según los pronósticos de los especialistas de Synergy Research. La mayoría de estos centros de datos se encuentran en los Estados Unidos, y esta tendencia ha continuado, a pesar del rápido ritmo de construcción en la región de Asia y el Pacífico, señalado por analistas de Cisco Systems.
Todos los centros de datos hiper escalables son corporativos y no alquilan espacio en rack. Se utilizan para crear nubes públicas relacionadas con Internet de cosas y tecnologías de inteligencia artificial de servicios, así como en otros nichos donde se requiere el procesamiento de grandes cantidades de datos. Los propietarios están experimentando activamente con el aumento de la densidad de potencia por rack, servidores sin empaquetar, refrigeración líquida, aumento de la temperatura ambiente y una variedad de soluciones especializadas. Dada la creciente popularidad de los servicios en la nube, Hyperscale se convertirá en el futuro inmediato en el principal impulsor del crecimiento de la industria: aquí puede esperar la aparición de soluciones tecnológicas interesantes de los principales fabricantes de equipos de TI y sistemas de ingeniería.
Computación de límites
Otra tendencia notable es exactamente lo contrario: en los últimos años, se ha construido una gran cantidad de centros de microdatos. Research and Markets pronostica que este mercado crecerá de $ 2 mil millones en 2017 a $ 8 mil millones para 2022. Conectan esto con el desarrollo de la Internet de las cosas y la Internet industrial de las cosas. Los grandes centros de datos están demasiado lejos de los sistemas de automatización de campo. Se dedican a tareas para las que no se requieren las lecturas de cada uno de los millones de sensores. El procesamiento primario de los datos se realiza mejor donde se genera, y solo entonces se envía información útil a lo largo de largas rutas a la nube. Para designar este fenómeno, se les ocurrió un término especial: computación límite o computación perimetral. En nuestra opinión, esta es la segunda tendencia más importante en el desarrollo de la construcción de centros de datos, lo que lleva a la aparición de productos innovadores en el mercado.
Batalla por el PUE
Los grandes centros de datos consumen una gran cantidad de electricidad y generan calor, que debe eliminarse de alguna manera. Los sistemas de enfriamiento convencionales representan hasta el 40% del consumo de energía de la instalación, y los compresores de refrigeración se consideran el principal enemigo en la lucha para reducir los costos de energía. Ganando popularidad que le permite abandonar total o parcialmente sus soluciones de uso con el llamado. freecooling En el esquema clásico, los sistemas de enfriamiento con agua o soluciones acuosas de alcoholes polihídricos (glicoles) se utilizan como portadores de calor. En la estación fría, la unidad compresor-condensador del enfriador no se enciende, lo que reduce significativamente el consumo de energía. Las soluciones más interesantes se basan en un circuito aire-aire de doble circuito con intercambiadores de calor rotativos y con o sin sección de enfriamiento adiabático. También se están realizando experimentos con enfriamiento directo por aire exterior, pero estas soluciones son apenas innovadoras. Al igual que los sistemas clásicos, asumen la refrigeración por aire de los equipos de TI, y el límite tecnológico de la efectividad de dicho esquema ya se ha alcanzado prácticamente.
Una mayor reducción de PUE (la relación entre el consumo total de energía y el consumo de energía de los equipos de TI) vendrá de la creciente popularidad de los esquemas de refrigeración líquida. Aquí vale la pena recordar el proyecto lanzado por Microsoft para crear centros de datos modulares subacuáticos, así como el concepto de centros de datos flotantes de Google. Las ideas de los gigantes tecnológicos aún están lejos de la implementación industrial, pero los sistemas de refrigeración líquida menos fantásticos ya están trabajando en varias instalaciones, desde supercomputadoras desde Top500 hasta centros de microdatos.
Con el enfriamiento por contacto, se instalan disipadores de calor especiales en el equipo, dentro del cual circula el líquido. Los sistemas de enfriamiento por inmersión utilizan un fluido de trabajo dieléctrico (generalmente aceite mineral) y se pueden hacer en forma de un recipiente sellado común o en forma de cajas individuales para módulos de cómputo. A primera vista, los sistemas de ebullición (bifásicos) son similares a los sumergibles. También usan fluidos dieléctricos en contacto con la electrónica, pero hay una diferencia fundamental: el fluido de trabajo comienza a hervir a temperaturas de alrededor de 34 ° C (o ligeramente más altas). Desde el curso de la física, sabemos que el proceso va con la absorción de energía, la temperatura deja de crecer y con el calentamiento adicional, el líquido se evapora, es decir, se produce una transición de fase. En la parte superior del recipiente sellado, los vapores entran en contacto con el radiador y se condensan, y las gotas vuelven al depósito común. Los sistemas de refrigeración líquida permiten alcanzar fantásticos valores de PUE (alrededor de 1.03), pero requieren modificaciones serias de los equipos informáticos y la cooperación entre los fabricantes. Hoy son considerados los más innovadores y prometedores.
Resumen
Se han inventado muchos enfoques tecnológicos interesantes para crear centros de datos modernos. Los fabricantes ofrecen soluciones hiperconvergentes integradas, se crean redes definidas por software e incluso los propios centros de datos se definen por software. Para aumentar la eficiencia de las instalaciones, no solo se instalan innovadores sistemas de enfriamiento, sino también soluciones de hardware y software de la clase DCIM, que permiten optimizar el funcionamiento de la infraestructura de ingeniería basada en datos de muchos sensores. Algunas innovaciones no cumplen con sus expectativas. Las soluciones de contenedores modulares, por ejemplo, no podrían reemplazar los centros de datos tradicionales hechos de hormigón o estructuras metálicas prefabricadas, aunque se utilizan activamente donde la potencia informática debe implementarse rápidamente. Al mismo tiempo, los centros de datos tradicionales se vuelven modulares, pero a un nivel completamente diferente. El progreso en la industria es muy rápido, aunque sin saltos tecnológicos: las innovaciones que mencionamos aparecieron por primera vez en el mercado hace varios años. 2019 en este sentido no será una excepción y no traerá avances evidentes. En la era de los números, incluso el invento más fantástico se está convirtiendo rápidamente en una solución técnica común.