يعتبر إنشاء مراكز البيانات من أسرع الصناعات نمواً. يعد التقدم في هذا المجال هائلاً ، ولكن ما إذا كانت أي حلول تكنولوجية متقدمة ستظهر في السوق في المستقبل القريب هو سؤال كبير. اليوم سنحاول النظر في الاتجاهات الرئيسية المبتكرة في تطوير بناء مركز البيانات العالمي من أجل الإجابة عليه.
بالطبع على هايبرسكال
أدى تطوير تكنولوجيا المعلومات إلى الحاجة إلى إنشاء مراكز بيانات كبيرة جدًا. معظم مزودي الخدمات السحابية والشبكات الاجتماعية بحاجة إلى بنية تحتية شديدة الارتفاع: أمازون ومايكروسوفت وآي بي إم وجوجل وغيرهم من اللاعبين الرئيسيين. في أبريل 2017 ، كان هناك 320 مركز بيانات من هذا القبيل في العالم ، وفي ديسمبر كان هناك بالفعل 390. بحلول عام 2020 ، يجب أن يرتفع عدد مراكز البيانات شديدة التحجيم إلى 500 ، وفقًا لتوقعات المتخصصين في Synergy Research. تقع معظم مراكز البيانات هذه في الولايات المتحدة ، وقد استمر هذا الاتجاه ، على الرغم من الوتيرة السريعة للبناء في منطقة آسيا والمحيط الهادئ ، كما لاحظ محللون في شركة Cisco Systems.
جميع مراكز البيانات شديدة التحجيم هي شركات ولا تستأجر مساحة فارغة. يتم استخدامها لإنشاء السحب العامة المتعلقة بإنترنت الأشياء وتقنيات الذكاء الاصطناعي للخدمات ، وكذلك في مجالات أخرى حيث تتطلب معالجة كميات هائلة من البيانات. يختبر المالكون بنشاط زيادة كثافة الطاقة لكل حامل والخوادم غير المعبأة والتبريد السائل وزيادة درجة حرارة الغرفة ومجموعة متنوعة من الحلول المتخصصة. بالنظر إلى الشعبية المتزايدة للخدمات السحابية ، ستصبح Hyperscale في المستقبل المنظور المحرك الرئيسي لنمو الصناعة: هنا يمكنك أن تتوقع ظهور حلول تكنولوجية مثيرة للاهتمام من أبرز الشركات المصنعة لأجهزة تكنولوجيا المعلومات والأنظمة الهندسية.
الحوسبة الحدودية
الاتجاه الآخر الملحوظ هو العكس تمامًا: في السنوات الأخيرة ، تم إنشاء عدد كبير من مراكز البيانات الصغيرة. تتوقع شركة Research and Markets أن ينمو هذا السوق من 2 مليار دولار في عام 2017 إلى 8 مليارات دولار بحلول عام 2022. يربطون ذلك بتطور إنترنت الأشياء وإنترنت الأشياء الصناعية. مراكز البيانات الكبيرة بعيدة جدًا عن أنظمة الأتمتة الميدانية. انهم يشاركون في المهام التي ليست مطلوبة من قراءات كل من أجهزة الاستشعار. تتم المعالجة الأولية للبيانات على أفضل وجه حيثما يتم إنشاؤها ، وعندها فقط ترسل معلومات مفيدة على طول المسارات الطويلة إلى السحابة. لتعيين هذه الظاهرة ، توصلوا إلى الحوسبة الحدود المصطلح الخاص أو الحوسبة الحافة. في رأينا ، هذا هو ثاني أهم اتجاه في تطوير بناء مركز البيانات ، مما يؤدي إلى ظهور منتجات مبتكرة في السوق.
معركة من أجل PUE
تستهلك مراكز البيانات الكبيرة كمية هائلة من الكهرباء وتولد الحرارة ، والتي يجب التخلص منها بطريقة أو بأخرى. تمثل أنظمة التبريد التقليدية ما يصل إلى 40٪ من استهلاك الطاقة للمنشأة ، وتعتبر ضواغط التبريد هي العدو الرئيسي في المعركة لخفض تكاليف الطاقة. اكتساب شعبية مما يسمح لك بالتخلي كليًا أو جزئيًا عن حلول استخدامها باستخدام ما يسمى. التبريد مجانا. في المخطط الكلاسيكي ، يتم استخدام أنظمة التبريد بالماء أو المحاليل المائية للكحول متعدد الهيدرات (الجليكول) كحامل حراري. في موسم البرد ، لا يتم تشغيل وحدة الضاغط المكثف للمبرد ، مما يقلل بشكل كبير من استهلاك الطاقة. تعتمد الحلول الأكثر إثارة للاهتمام على دائرة الهواء إلى الهواء ثنائية الدائرة مع مبادلات حرارية دوارة مع أو بدون قسم تبريد ثابت الحرارة. وتجري التجارب أيضًا عن طريق التبريد المباشر عن طريق الهواء الخارجي ، ولكن هذه الحلول ليست بالكاد مبتكرة. مثل النظم الكلاسيكية ، فإنها تفترض تبريد الهواء من معدات تكنولوجيا المعلومات ، والحدود التكنولوجية لفعالية مثل هذا المخطط بالفعل بالفعل.
وهناك زيادة أخرى في PUE (نسبة إجمالي استهلاك الطاقة إلى استهلاك الطاقة من معدات تكنولوجيا المعلومات) ستأتي من تزايد شعبية أنظمة التبريد السائل. تجدر الإشارة هنا إلى المشروع الذي أطلقته Microsoft لإنشاء مراكز بيانات تحت الماء نموذجية ، وكذلك مفهوم مراكز البيانات العائمة Google. لا تزال أفكار عمالقة التكنولوجيا بعيدة عن التنفيذ الصناعي ، لكن أنظمة تبريد السوائل الأقل روعة تعمل بالفعل في مرافق مختلفة من أجهزة الكمبيوتر العملاقة من Top500 إلى مراكز البيانات الصغيرة.
مع التبريد التلامسي ، يتم تثبيت أحواض حرارية خاصة في الجهاز ، حيث يدور السائل. تستخدم أنظمة تبريد الغمر سائل عمل عازل (عادةً ما يكون الزيت المعدني) ويمكن تصنيعه إما في شكل حاوية مختومة مشتركة ، أو في شكل حالات فردية لوحدات الحوسبة. للوهلة الأولى ، تشبه أنظمة الغليان (الطوران) الأنظمة الغاطسة. كما أنهم يستخدمون سوائل عازلة عند التلامس مع الإلكترونيات ، لكن هناك فرقًا أساسيًا - يبدأ سائل العمل في الغليان عند درجات حرارة حوالي 34 درجة مئوية (أو أعلى قليلاً). من خلال الفيزياء ، نعلم أن العملية تتوافق مع امتصاص الطاقة ، وأن درجة الحرارة تتوقف عن النمو ، ومع مزيد من التسخين ، يتبخر السائل ، أي يحدث انتقال المرحلة. في الجزء العلوي من الحاوية المغلقة ، تتلامس الأبخرة مع المبرد والتكثف ، وتعود القطرات إلى الخزان المشترك. تسمح أنظمة التبريد السائلة بتحقيق قيم PUE رائعة (حوالي 1.03) ، ولكنها تتطلب تعديلات خطيرة في معدات الحوسبة والتعاون بين الشركات المصنعة. اليوم يعتبرون الأكثر ابتكارا واعدة.
النتائج
تم اختراع العديد من الأساليب التكنولوجية المثيرة للاهتمام لإنشاء مراكز بيانات حديثة. توفر الشركات المصنّعة حلولًا فائقة التكامل متكاملة ، كما يتم إنشاء شبكات معرفة بالبرمجيات ، وحتى مراكز البيانات نفسها تصبح برامج محددة. لزيادة كفاءة المنشآت ، لا يتم تثبيت أنظمة التبريد المبتكرة فقط ، ولكن أيضًا حلول الأجهزة والبرامج من فئة DCIM ، والتي تسمح بتحسين تشغيل البنية التحتية الهندسية استنادًا إلى بيانات من العديد من أجهزة الاستشعار. بعض الابتكارات لا ترقى إلى مستوى توقعاتهم. على سبيل المثال ، لا يمكن للحلول المعيارية للحاويات أن تحل محل مراكز البيانات التقليدية المصنوعة من الهياكل المعدنية الخرسانية أو الجاهزة ، على الرغم من أنها تستخدم بنشاط حيث تحتاج الطاقة الحاسوبية إلى النشر بسرعة. في الوقت نفسه ، تصبح مراكز البيانات التقليدية نفسها وحدات ، ولكن على مستوى مختلف تمامًا. إن التقدم في هذه الصناعة سريع للغاية ، وإن كان دون قفزات تقنية - فقد ظهرت الابتكارات التي ذكرناها لأول مرة في السوق قبل عدة سنوات. 2019 بهذا المعنى لن يكون استثناء ولن يحقق اختراقات واضحة. في عصر الأعداد ، أصبح حتى أكثر الاختراعات الرائعة حلاً تقنيًا مشتركًا.