В фокусе
Читать
ГлавнаяРубрикиИнновационные концепции и технологииЦОД будущего: компактный, управляемый данными, безгенераторный
03.02.2020

ЦОД будущего: компактный, управляемый данными, безгенераторный

Времена громадных ЦОДов с неумеренным аппетитом к потреблению энергии уходят в прошлое. Главный редактор портала Data Center Knowledge Евгений Свердлик рассказывает о трех основных тенденциях, которые будут определять дальнейшее развитие ЦОДов.

Индустрия ЦОДов никогда не отличалась открытостью, что связано с тем, что их держатели стремятся сохранить в тайне от конкурентов планировку ЦОДов, логику работы критической инфраструктуры, к тому же они связаны контрактами о неразглашении NDA, что не позволяет строить точные прогнозы в отношении ее будущего. Тем не менее, относительно точное представление о взятом индустрией курсе мы можем получить от аналитиков и поставщиков. Всего можно выделить три основных тенденции, которые окажут значительное влияние на ЦОДы в 2020 г. и в дальнейшем.

Первая из них — это новые возможности, которые открывают машинное обучение и оперативный сбор данных для интеллектуального управления ЦОДами. Во-вторых, возобновившийся интерес к плотности размещения оборудования и технологиям охлаждения. Он связан с машинным обучением и необходимостью сократить площадь вычислительной инфраструктуры для развертывания периферийного оборудования (Edge Computing). В-третьих, интерес к альтернативам дизельным генераторам, который когда-нибудь оправит их в утиль.

Следующий шаг в управлении ЦОДами, ориентированными на данные

В течение многих лет поставщики оборудования и софта упирали на необходимости добавить в инструменты для управления ЦОДом прогнозно-аналитический слой, а именно ПО для управления инфраструктурой (data center infrastructure management, DCIM). Среди мелких игроков их выпуском отметились Nlyte и Vigilent, что касается крупных игроков, то инструменты с возможностями прогнозирования на рынок начали поставлять Schneider Electric и Vertiv. В декабре прошлого года последние сообщили, что им удалось собрать с пользовательских устройств достаточно оперативных данных, чтобы внедрить действенные прогностические функции.

«У нас очень большое озеро данных с миллиардами строк данных, которые мы считаем невероятно важными, — заявил исполнительный вице-президент подразделения сервисов Vertiv Стив Лалла. — Мы готовы к тому, чтобы изменить нашу модель предоставления решений и услуг, чтобы сделать их более прогностическими. Мы также готовы пересмотреть SLA [соглашение об уровне предоставления услуг]». По его словам, имея разрешение клиента, поставщик постоянно собирает данные с клиентских систем при помощи ПО для мониторинга (локально и все чаще за счет SaaS). Со временем Vertiv научилась лучше группировать данные, чтобы они стали читаемыми для аналитики.

Попытки Schneider Electric привнести в управление инфраструктурой ЦОДов прогностический слой в виде ПО как услуги (SaaS) начались еще три года назад, поведал старший вице-президент по инновациям и технический директор подразделения Schneider Secure Power Кевин Браун. «Теперь у нас достаточно данных в облаке, чтобы приступить к внедрению прогностической аналитики, — сообщил он. — Гораздо более сложные и энергоэффективные модели и алгоритмы машинного обучения — это больше не теория. Они выходят в этом квартале». На данный момент Schneider Electric собирает данные с 250-300 тыс. устройств, развернутых в ЦОДах клиентов.

Сбором данных в компании занимается команда специалистов по данным. По словам Брауна, когда число устройств достигло 200 тыс., она нашла подтверждение точности работы своих алгоритмов, таких, к примеру, которые прогнозируют потенциальный выход из строя батареи ИБП. Чтобы создать еще большее количество прогнозных алгоритмов, компании требуется собрать еще больше данных. Чем их больше — тем больше у алгоритма возможностей. «Панель команд для обучения не выключается до того момента, пока алгоритм не будет отвечать заданным условиям сложности», — объяснил Браун.

Исполнительный директор по исследованиям Uptime Institute Энди Лоуренс считает, что появление машинного обучения привело к возрождению ПО для управления ЦОДами. Когда-то многообещающий рынок ПО DCIM долго не показывал стремительного роста, которого от него ожидали. Но, тем не менее, хотя и медленно, но он все же достиг зрелости, и теперь ПО DCIM рассматривается как основная технология, утверждает вице-президент по исследованиям Uptime Institute Ронда Асьерто. По ее словам, своим DCIM-софтом для управления физической инфраструктурой обладает любой ЦОД вне зависимости от того, как он его именует. Важно понимать, что за последние годы было развернуто немало ПО для сбора данных, которое теперь может быть использовано для прогнозной аналитики на основе машинного обучения и автоматизации отдельных операций.

Доступность данных и быстрый прогресс в машинном обучении ускоряют развитие ПО для управления ЦОДами. Помимо этого свою роль играет еще один компонент — Edge Computing. Приступая к планам развертывания множества небольших вычислительных узлов вблизи точек генерации данные, компании сталкиваются с повышенными затратами на эксплуатацию распределенной инфраструктуры. Решить эту проблему можно при помощи инструментов DCIM, особенно предоставляемых в виде облачных сервисов (SaaS), которые позволяют осуществлять удаленный мониторинг и управление ЦОДом с централизованной консоли.

Периферийные вычисления стали центральным элементом SaaS-стратегии Schneider Electric по управлению инфраструктурой. «Идея состоит в том, что информация с конечных устройств стекается в крупнейший ЦОД, где она обрабатывается при помощи облачной системы управления, но сами данные хранятся на конечных устройствах, — пояснил вице-президент по инновациям и ЦОДам Schneider Electric Стивен Карлини. — Особую роль это играет в случае масштабных развертываний. Реальная ценность будет находиться на периферии сети».

Периферийные устройства: небольшие, с высокой плотностью размещения, скоро они будут повсюду

Периферийные вычисления оказывают все большее давление на инженеров, которые проектируют архитектуру ЦОДов, — им приходится работать над компоновкой устройств, чтобы они занимали как можно меньше места. Schneider Electric, например, недавно поделилась подробностями о своем самом маленьком микроЦОДе. Его корпус 6U можно монтировать на стену, в него помещаются серверы, сетевое оборудование и ИБП. Браун рассчитывает, что в 2020 г. маленькой форм-фактор принесет Schneider Electric большие доходы. «Полного развертывания стойки больше не требуется, малый форм-фактор — новое направление развития ЦОДов», — сказал он.

В 2019 г. Vertiv обновила свой портфель ИБП и запустила новое семейство устройств, которые могут хранить больше энергии на единицу пространства, чем когда-либо прежде. Из всех продуктов компании они являются самым беспроигрышным вариантом для 2020 г., сказал вице-президент и генеральный менеджер по системам управления Vertiv Патрик Квирк. ИБП стоечного типа GXT5 подходит для защиты критически важной инфраструктуры централизованных систем, но в первую очередь — периферийных сетей. Мощность моделей варьируется от 500 ВА до 10 кВА.

Компании, которые присматриваются к внедрению Edge Computing, внимательно следят за плодами сотрудничества Schneider Electric, технологической фирмы Iceotope (в ней имеется доля венчурного капитала дочерней компании Schneider Electric), которая занимается технологиями иммерсионного охлаждения, а также дистрибьютора электроники и ИТ-интегратора Avnet. Эти компании заключили партнерство в октябре прошлого года. Вместо погружения серверов в ванну с жидким хладагентом или установки трубок на материнские платы для доставки охлажденной воды непосредственно на чипы, подход Iceotope предполагает полное погружение герметичного шасси в охлаждающую жидкость. Это означает, что решение можно развернуть в стандартных стойках ЦОДов, дооснастив серверы жидкостным охлаждением. Одна из основных проблем, которую решает иммерсионное охлаждение — высокая плотность размещения оборудования при сокращении массы и габаритов.

Широкое внедрение сценариев машинного обучения стало причиной массовых развертываний серверных графических процессоров (GPU), которые используются для моделей глубокого обучения. Охлаждение энергоемких GPU, работающих в стойке с высокоплотным размещением компонентов, выходят далеко за рамки возможностей типовых систем охлаждения ЦОДов. Чтобы решить эту проблему, многие операторы применяют воздушное охлаждение, но в последнее время наиболее привлекательной покупкой стали шкафы с встроенными в заднюю дверь теплообменниками (rear-door heat exchanger, RDHx) c жидкостным охлаждением. Сторонники технологий иммерсионного охлаждения приводят аргументы в свою пользу, говоря, что эти решения не требует вентиляторов охлаждения серверов. «При переходе на жидкостное охлаждение вы можете сократить расход электроэнергии, по крайней мере, на 15%», — отметил Браун.

По его мнению, это также решает много проблем на периферии сети. Отсутствие механических вентиляторов означает отсутствие или меньшее количество других связанных с ними частей, которые могут выйти из строя. Высокая плотность размещения компонентов облегчает развертывание периферийных вычислений в местах, где свободное физическое пространство ограничено. Иммерсионное охлаждение серверов снимает вопрос воздействия пыли, которая может повредить ИТ-оборудование, например, в заводских цехах.

Несмотря на то, что вендоры проявляют интерес к Edge Computing, Uptime Institute не наблюдает большого спроса на «чистые новые» вычислительные мощности Edge, говорит Асьерто. На сегодняшний день большая часть спроса на микроЦОДы с потреблением электроэнергии на уровне 100 кВт или ниже была обусловлена модернизацией серверных шкафов или оборудования в удаленных
точках, где уже имеются вычислительные мощности. По словам аналитика, в этом году также не будет наблюдаться повышенного спроса на Edge-оборудование. Он возникнет тогда, когда появится больше приложений IoT и будет развернута беспроводная инфраструктура 5G.

В ожидании бездизельного бэкапа

Переосмысление дизайна ЦОДов связано с еще одним большим сдвигом — заменой вспомогательных дизельных генераторов батареями или другими технологиями. Операторы только начинают присматриваться к этим технологиям, их крупномасштабная реализация начнется после 2020 г. Как отметил Лоуренс, дизель-генераторы — это «проблема». Их установка и обслуживание обходится дорого, они загрязняют атмосферу и производят много шума. Однако до сих пор они были неотъемлемой частью любого ЦОДа, который работает круглосуточно. Операторы ЦОДов изучают две альтернативы дизельным генераторам: газовые топливные элементы и батареи, причем литиево-ионные батареи являются особенно перспективной технологией.

Не так давно Bloom Energy осуществила ряд крупных развертываний топливных элементов по заказу нескольких операторов ЦОДов, но большинство из них являются дополнительной системой питания в энергосети. Тем временем один из них, дата-центр eBay в штате Юта, использует топливные элементы Bloom в качестве единственного источника энергии, полагаясь на них вместо генераторов для резервного копирования. Как говорит Лоуренс, он знает о множестве «очень интересных пилотных программ», которые стартовали в 2019 г. в качестве альтернативы дизель-генераторам. Кроме того, «значительные исследования в этой области» провел один крупный поставщик услуг колокации.

Благодаря успехам индустрии электромобилей в повышении плотности энергии и удешевления производства литиево-ионных аккумуляторов, эта технология быстро завоевывает популярность в ЦОДах. В настоящее время литиево-ионные аккумуляторы служат для замены свинцово-кислотных батарей в системах ИБП, при этом их время работы постоянно увеличивается. Как говорит Браун, вполне возможно, что в конечном итоге литиево-ионные батареи заменят генераторы. «Я не думаю, что это произойдет в 2020 году, но и не в отдаленной перспективе. Ключевой показатель, который отслеживает Schneider Electric — это то, сколько времени работы вы можете получить от литиево-ионного аккумулятора, который стоит столько же, сколько дизельный генератор. Если два с половиной года назад эта продолжительность составляла 90 минут, то сейчас — почти три часа», — сказал он.

Указанные выше тенденции начали вырисовываться не в прошлом году, и, скорее всего, ни одна из них в этом году не достигнет переломного момента. Пока они не приобрели видимых очертаний, ЦОД будут завоевывать другие разработки, которые начались в прошлом году и в нынешнем подойдут к стадии готовности. К ним относятся процессоры, сети, виртуализация, контейнеры и др., которые еще долгие годы будут формировать основу дата-центров.

Источник.

Версия для печати221 просмотр.
Оцените статью по: