La construction de centres de données est considérée comme l'une des industries à la croissance la plus rapide. Les progrès dans ce domaine sont énormes, mais la question de savoir si des solutions technologiques révolutionnaires apparaîtront sur le marché dans un avenir proche est une grande question. Aujourd'hui, nous allons essayer de considérer les principales tendances innovantes dans le développement de la construction de centres de données mondiaux afin d'y répondre.
Cours sur l'hyperscale
Le développement des technologies de l'information a conduit à la nécessité de construire de très grands centres de données. L'infrastructure hyperscale est principalement nécessaire aux fournisseurs de services cloud et aux réseaux sociaux: Amazon, Microsoft, IBM, Google et d'autres acteurs majeurs. En avril 2017, il y avait 320 centres de données de ce type dans le monde, et en décembre il y en avait déjà 390. D'ici 2020, le nombre de centres de données hyper-évolutifs devrait atteindre 500, selon les prévisions des spécialistes de Synergy Research. La plupart de ces centres de données sont situés aux États-Unis, et cette tendance s'est poursuivie, malgré le rythme rapide de construction dans la région Asie-Pacifique, selon les analystes de Cisco Systems.
Tous les centres de données hyper évolutifs sont des entreprises et ne louent pas d'espace rack. Ils sont utilisés pour créer des clouds publics liés à l'Internet des objets et aux technologies de l'intelligence artificielle des services, ainsi que dans d'autres niches où le traitement de grandes quantités de données est nécessaire. Les propriétaires expérimentent activement l'augmentation de la densité de puissance par rack, les serveurs non emballés, le refroidissement liquide, l'augmentation de la température ambiante et une variété de solutions spécialisées. Compte tenu de la popularité croissante des services cloud, Hyperscale deviendra dans un avenir prévisible le principal moteur de la croissance de l'industrie: vous pouvez vous attendre à l'émergence de solutions technologiques intéressantes de la part des principaux fabricants d'équipements informatiques et de systèmes d'ingénierie.
Calcul des limites
Une autre tendance notable est l'exact opposé: ces dernières années, un grand nombre de micro-centres de données ont été construits. Research and Markets prévoit que ce marché passera de 2 milliards de dollars en 2017 à 8 milliards de dollars d'ici 2022. Ils relient cela au développement de l'Internet des objets et de l'Internet industriel des objets. Les grands centres de données sont trop éloignés des systèmes d'automatisation sur le terrain. Ils sont engagés dans des tâches pour lesquelles les lectures de chacun des millions de capteurs ne sont pas nécessaires. Le traitement primaire des données est mieux effectué là où elles sont générées, et ensuite seulement envoyer des informations utiles le long des routes longues vers le cloud. Pour désigner ce phénomène, ils ont proposé un terme spécial - le calcul des limites ou le calcul Edge. À notre avis, il s'agit de la deuxième tendance la plus importante dans le développement de la construction de centres de données, ce qui conduit à l'émergence de produits innovants sur le marché.
Bataille pour le PUE
Les grands centres de données consomment une énorme quantité d'électricité et produisent de la chaleur, qui doit être éliminée d'une manière ou d'une autre. Les systèmes de refroidissement conventionnels représentent jusqu'à 40% de la consommation d'énergie de l'installation et les compresseurs de réfrigération sont considérés comme le principal ennemi dans la lutte pour réduire les coûts énergétiques. Gagnez en popularité vous permettant d'abandonner complètement ou partiellement leurs solutions d'utilisation avec les soi-disant. freecooling. Dans le schéma classique, des systèmes de refroidissement avec de l'eau ou des solutions aqueuses d'alcools polyhydriques (glycols) sont utilisés comme caloporteur. Pendant la saison froide, l'unité compresseur-condenseur du refroidisseur ne s'allume pas, ce qui réduit considérablement la consommation d'énergie. Des solutions plus intéressantes sont basées sur un circuit air-air à double circuit avec échangeurs de chaleur rotatifs et avec ou sans section de refroidissement adiabatique. Des expériences sont également menées avec un refroidissement direct par l'air extérieur, mais ces solutions ne sont guère innovantes. Comme les systèmes classiques, ils supposent le refroidissement à l'air des équipements informatiques, et la limite technologique de l'efficacité d'un tel schéma est déjà pratiquement atteinte.
Une nouvelle réduction du PUE (rapport entre la consommation totale d'énergie et la consommation d'énergie des équipements informatiques) proviendra de la popularité croissante des systèmes de refroidissement liquide. Ici, il convient de rappeler le projet lancé par Microsoft pour créer des centres de données sous-marins modulaires, ainsi que le concept de centres de données flottants Google. Les idées des géants technologiques sont encore loin de la mise en œuvre industrielle, mais des systèmes de refroidissement liquide moins fantastiques fonctionnent déjà dans diverses installations, des superordinateurs du Top500 aux micro-centres de données.
Avec le refroidissement par contact, des dissipateurs de chaleur spéciaux sont installés dans l'équipement, à l'intérieur desquels le liquide circule. Les systèmes de refroidissement par immersion utilisent un fluide de travail diélectrique (généralement de l'huile minérale) et peuvent être fabriqués soit sous la forme d'un conteneur scellé commun, soit sous la forme de boîtiers individuels pour les modules de calcul. À première vue, les systèmes à ébullition (biphasés) sont similaires aux systèmes submersibles. Ils utilisent également des fluides diélectriques en contact avec l'électronique, mais il y a une différence fondamentale - le fluide de travail commence à bouillir à des températures d'environ 34 ° C (ou légèrement plus élevées). Du cours de la physique, nous savons que le processus se déroule avec l'absorption d'énergie, la température cesse de croître et avec un chauffage supplémentaire, le liquide s'évapore, c'est-à-dire qu'une transition de phase se produit. Dans la partie supérieure du récipient scellé, les vapeurs entrent en contact avec le radiateur et se condensent, et les gouttelettes retournent au réservoir commun. Les systèmes de refroidissement liquide permettent d'atteindre des valeurs PUE fantastiques (autour de 1,03), mais nécessitent de sérieuses modifications de l'équipement informatique et une coopération entre les fabricants. Aujourd'hui, ils sont considérés comme les plus innovants et prometteurs.
Résumé
De nombreuses approches technologiques intéressantes ont été inventées pour créer des centres de données modernes. Les fabricants proposent des solutions hyperconvergées intégrées, des réseaux définis par logiciel sont construits et même les centres de données eux-mêmes deviennent définis par logiciel. Pour augmenter l'efficacité des installations, ils installent non seulement des systèmes de refroidissement innovants, mais aussi des solutions matérielles et logicielles de la classe DCIM, qui permettent d'optimiser le fonctionnement de l'infrastructure d'ingénierie à partir des données de nombreux capteurs. Certaines innovations ne répondent pas à leurs attentes. Les solutions de conteneurs modulaires, par exemple, ne pourraient pas remplacer les centres de données traditionnels en béton ou en structures métalliques préfabriquées, bien qu'elles soient activement utilisées là où la puissance de calcul doit être déployée rapidement. Dans le même temps, les centres de données traditionnels deviennent eux-mêmes modulaires, mais à un niveau complètement différent. Les progrès dans l'industrie sont très rapides, mais sans sauts technologiques - les innovations que nous avons mentionnées sont apparues sur le marché il y a plusieurs années. 2019 dans ce sens ne fera pas exception et n'apportera pas de percées évidentes. À l'ère des nombres, même l'invention la plus fantastique devient rapidement une solution technique courante.