A construção de data centers é considerada uma das indústrias que mais crescem. O progresso nessa área é enorme, mas se alguma solução tecnológica inovadora aparecerá no mercado em um futuro próximo é uma grande questão. Hoje, tentaremos considerar as principais tendências inovadoras no desenvolvimento da construção global de data centers para respondê-lo.
Curso em Hiperescala
O desenvolvimento da tecnologia da informação levou à necessidade de construir data centers muito grandes. A infraestrutura em grande escala é necessária principalmente pelos provedores de serviços em nuvem e redes sociais: Amazon, Microsoft, IBM, Google e outros grandes players. Em abril de 2017, havia 320 desses data centers no mundo e em dezembro já existiam 390. Em 2020, o número de data centers hiperescaláveis deve aumentar para 500, de acordo com previsões de especialistas da Synergy Research. A maioria desses data centers está localizada nos Estados Unidos, e essa tendência continuou, apesar do ritmo acelerado de construção na região Ásia-Pacífico, observado por analistas da Cisco Systems.
Todos os data centers hiperescaláveis são corporativos e não alugam espaço em rack. Eles são usados para criar nuvens públicas relacionadas à Internet de coisas e tecnologias de inteligência artificial de serviços, bem como em outros nichos em que é necessário o processamento de grandes quantidades de dados. Os proprietários estão experimentando ativamente o aumento da densidade de energia por rack, servidores não empacotados, refrigeração líquida, aumento da temperatura ambiente e uma variedade de soluções especializadas. Dada a crescente popularidade dos serviços em nuvem, a Hyperscale se tornará, no futuro previsível, o principal impulsionador do crescimento da indústria: aqui você pode esperar o surgimento de soluções tecnológicas interessantes dos principais fabricantes de equipamentos de TI e sistemas de engenharia.
Computação de Fronteira
Outra tendência notável é exatamente o oposto: nos últimos anos, um grande número de microdatacenters foi construído. A Research and Markets prevê que esse mercado passará de US $ 2 bilhões em 2017 para US $ 8 bilhões até 2022. Eles conectam isso ao desenvolvimento da Internet das coisas e da Internet industrial das coisas. Grandes centros de dados estão muito distantes dos sistemas de automação de campo. Eles estão envolvidos em tarefas para as quais as leituras de cada um dos milhões de sensores não são necessárias. O processamento primário dos dados é melhor realizado onde são gerados e só depois envia informações úteis ao longo de longas rotas para a nuvem. Para designar esse fenômeno, eles criaram um termo especial - computação de fronteira ou computação de borda. Em nossa opinião, esta é a segunda tendência mais importante no desenvolvimento da construção do data center, o que leva ao surgimento de produtos inovadores no mercado.
Batalha pela PUE
Os grandes data centers consomem uma quantidade enorme de eletricidade e geram calor, que deve ser descartado de alguma forma. Os sistemas de refrigeração convencionais respondem por até 40% do consumo de energia da instalação, e os compressores de refrigeração são considerados o principal inimigo na luta para reduzir os custos de energia. Ganhar popularidade, permitindo que você abandone total ou parcialmente suas soluções de uso com as chamadas. freecooling. No esquema clássico, sistemas de chiller com água ou soluções aquosas de álcoois poli-hídricos (glicóis) são usados como transportador de calor. Na estação fria, a unidade compressor-condensador do chiller não liga, o que reduz significativamente o consumo de energia. Soluções mais interessantes são baseadas em um circuito ar-ar de circuito duplo com trocadores de calor rotativos e com ou sem seção de refrigeração adiabática. Também estão sendo realizadas experiências com resfriamento direto pelo ar externo, mas essas soluções não são inovadoras. Como os sistemas clássicos, eles assumem o resfriamento a ar dos equipamentos de TI, e o limite tecnológico da eficácia de tal esquema já foi praticamente atingido.
Uma redução adicional no PUE (a relação entre o consumo total de energia e o consumo de energia de equipamentos de TI) virá da crescente popularidade dos esquemas de refrigeração líquida. Aqui vale a pena recordar o projeto lançado pela Microsoft para criar data centers subaquáticos modulares, bem como o conceito de data centers flutuantes do Google. As idéias dos gigantes tecnológicos ainda estão longe da implementação industrial, mas os sistemas de refrigeração líquida menos fantásticos já estão trabalhando em várias instalações, desde supercomputadores do Top500 até microsserviços.
Com o resfriamento por contato, dissipadores de calor especiais são instalados no equipamento, dentro do qual o líquido circula. Os sistemas de refrigeração por imersão usam um fluido de trabalho dielétrico (geralmente óleo mineral) e podem ser fabricados na forma de um recipiente lacrado comum ou na forma de casos individuais para módulos de computação. À primeira vista, os sistemas de ebulição (bifásicos) são semelhantes aos sistemas submersíveis. Eles também usam fluidos dielétricos em contato com a eletrônica, mas há uma diferença fundamental - o fluido de trabalho começa a ferver a temperaturas em torno de 34 ° C (ou um pouco mais alto). A partir do curso da física, sabemos que o processo acompanha a absorção de energia, a temperatura para de crescer e, com mais aquecimento, o líquido evapora, ou seja, ocorre uma transição de fase. Na parte superior do recipiente selado, os vapores entram em contato com o radiador e condensam, e as gotas retornam ao reservatório comum. Os sistemas de refrigeração líquida permitem atingir valores fantásticos de PUE (em torno de 1,03), mas exigem modificações sérias nos equipamentos de computação e cooperação entre os fabricantes. Hoje eles são considerados os mais inovadores e promissores.
Sumário
Muitas abordagens tecnológicas interessantes foram inventadas para criar data centers modernos. Os fabricantes oferecem soluções integradas hiperconvergentes, redes definidas por software são construídas e até os próprios data centers se tornam definidos por software. Para aumentar a eficiência das instalações, eles instalam não apenas sistemas de refrigeração inovadores, mas também soluções de hardware e software da classe DCIM, que permitem otimizar a operação da infraestrutura de engenharia com base nos dados de muitos sensores. Algumas inovações não atendem às suas expectativas. As soluções modulares de contêineres, por exemplo, não poderiam substituir os datacenters tradicionais feitos de estruturas de concreto ou metal pré-fabricado, embora sejam ativamente usados onde o poder da computação precisa ser implantado rapidamente. Ao mesmo tempo, os próprios data centers tradicionais se tornam modulares, mas em um nível completamente diferente. O progresso no setor é muito rápido, embora sem saltos tecnológicos - as inovações que mencionamos apareceram pela primeira vez no mercado há vários anos. 2019 nesse sentido não será uma exceção e não trará avanços óbvios. Na era dos números, mesmo a invenção mais fantástica está rapidamente se tornando uma solução técnica comum.