Индустрия услуг размещения инфраструктуры в дата-центрах или колокации (от английского «colocation») уже много лет развивается более чем успешно.
Согласно данным The Business Research Company, рынок колокации в мире вырастет с $62,46 млрд в 2023 году до $71,27 млрд в 2024 году при совокупном годовом темпе роста (CAGR) в 14,1%.
Что стимулирует индустрию дата-центров к такому быстрому росту?
Краткий экскурс в историю ЦОД
За 60 лет центры обработки данных эволюционировали от простых помещений для хранения данных до сложных, высокотехнологичных инфраструктур, играющих ключевую роль в современном цифровом мире.
1960-е годы. Появление первых крупных компьютеров (мейнфреймов), таких как IBM System/360, привело к необходимости создания помещений для их размещения. Эти залы обеспечивали контроль температуры, влажности и безопасности.
1970-е годы. С увеличением числа пользователей и ростом объемов данных возникла потребность в централизованном управлении и единых хранилищах. Стали появляться первые специализированные дата-центры, которые обеспечивали поддержку для крупных организаций.
1980-е годы. Развитие сетевых технологий и персональных компьютеров способствовало росту потребности в вычислительных мощностях. Компании начали создавать свои корпоративные дата-центры для поддержки собственной ИТ-инфраструктуры.
1990-е годы. С развитием интернета и веб-технологий увеличилась потребность в надежных и масштабируемых дата-центрах. Глобальный интернет-бум стимулировал бурный рост коммерческих ЦОД, предлагающих услуги хостинга для других компаний.
2000-е годы. Появление облачных технологий и виртуализации кардинально изменило рынок ЦОД. Компании начали использовать дата-центры для предоставления облачных услуг, что привело к росту числа провайдеров услуг колокации и развитию инфраструктуры.
2010-е годы. Дата-центры стали неотъемлемой частью глобальной экономики, поддерживая такие сервисы, как большие данные и интернет вещей (IoT). Возникают концепции «умных» ЦОД и «зеленых» технологий, которые становятся новым трендом в развитии индустрии.
В последнее десятилетие новым катализатором роста для рынка ЦОД, помимо big data, стали нейросети и искусственный интеллект. С их стремительным развитием дата-центры становятся основой цифровой экономики, но вместе с востребованностью растет и список проблем. Современный мир генерирует огромные объёмы данных и требует значительных вычислительных мощностей для их хранения и обработки. В этих условиях поддерживать надежность и отказоустойчивость дата-центров становится намного сложнее. Парадигма ЦОД требует серьезного переосмысления.
Как обеспечить эффективную работу ЦОД в эпоху AI и big data?
Для начала необходимо понять, с какими проблемами сталкивается современный дата-центр по мере увеличения объема данных и проникновения искусственного интеллекта в нашу жизнь.
Высокие нагрузки. Новые реалии заставляют дата-центры перестраивают архитектуру. Стойки для ИИ-ориентированных серверов имеют принципиальные отличия: их плотность (потребляемая мощность) намного выше, чем у стоек для обычных серверов (5–15 кВт), нагрузки для ML могут достигать 100 кВт. Если инженерная инфраструктура ЦОД не соответствует текущим и планируемым нагрузкам, риски сбоев достаточно высоки. Для размещения высоконагруженных серверов дата-центр должен располагать стойками с гарантированным энергоснабжением от 25кВт на стойку и выше.
Требования к масштабируемости. Объемы данных растут как снежный ком: сегодня онлайн-магазину или страховой компании требуется 10 стоек, завтра уже 20, а послезавтра − 30. Чтобы поддержать рост своих клиентов в долгосрочной перспективе, дата-центр должен иметь возможность быстро и легко размещать новые устройства хранения данных. Масштабируемость ЦОД экономически выгодна для его заказчиков: она позволяет наращивать ИТ-мощности по мере необходимости, оплачивая только те ресурсы, которые используются в данный период. Возможности масштабирования закладываются на стадии проектирования, так что, выбирая дата-центр, компаниям стоит интересоваться не только текущей емкостью объекта, но и планами роста в долгосрочной перспективе.
Киберугрозы. Дата-центры – постоянная мишень для киберпреступников, которые стремятся заполучить конфиденциальные данные организаций или обрушить их сайты. Big data и киберпреступность растут в прямой пропорциональности. Для противостояния кибератакам в центрах обработки данных должны быть предусмотрены мощные меры защиты, как от физических, так и от виртуальных угроз. К первым относятся методы предотвращения несанкционированного доступа в ЦОД, ко второму – системы управления информационной безопасностью (SIEM), которые управляют рисками и мониторят угрозы для выявления подозрительной активности в сети.
Задержка сигнала. Для работы с big data приложениям требуется высокая скорость обработки данных. Чем чаще и длиннее задержки в работе сети, тем больше времени требуется для передачи данных из одной точки сети в другую, а пользователи, как известно, не любят ждать: скорость операций и бесперебойный доступ − главные показатели качества онлайн сервиса. Дата-центр, в котором хранятся большие объемы данных и приложения с искусственным интеллектом, не обойдется без высокой коннективности. Уровень связности обеспечивается за счет присутствия в ЦОД не одного, а нескольких операторов связи и точек обмена трафиком, а также строительства каналов связи со сверхнизкой задержкой таких, как, например, DWDM L1 с гарантированной пропускной способностью и сверхнизкими задержками (десятки наносекунд).
Повышенное тепловыделение и энергозатраты. Чтобы обработать запрос в нейросеть ChatGPT, потребуется в 10 раз больше энергии, чем предоставить ответ на вопрос в поисковой системе Google. Чем выше производительность вычислений, тем выше требования к мощности процессоров и серверов.
Большая часть вычислений для ИИ ведётся на серверах с ускорителями (GPU и подобными), которые славятся своей высокой «прожорливостью» в плане электричества. Обычно их устанавливают максимально плотно, чтобы разместить больше оборудования на одной площади, но это приводит к ещё большему выделению тепла и осложняет задачу по эффективному охлаждению с помощью воздуха.
Чтобы справиться с этими вызовами, дата-центры активно внедряют инженерные решения по снижению энергопотребления, среди которых:
- Жидкостное охлаждение: уменьшает расходы на энергию за счёт отказа от мощных вентиляторов и позволяет наилучшим образом использовать производительность GPU и CPU.
- Холодные стены: дают возможность устанавливать стойки с большой вычислительной нагрузкой рядом друг с другом без дополнительных кондиционеров между стойками.
- Тепловые насосы: утилизируют избыточное тепло из серверных комнат, перенаправляя его туда, где оно может быть полезно.
Потенциальные сбои. Чем выше нагрузка на ЦОД, тем выше риски потенциальных сбоев. Отказоустойчивость современных объектов и доступность серверов обеспечивается за счет резервирования инженерной и программно-аппаратной инфраструктуры, что подразумевает строительство резервных каналов связи, установление систем бесперебойного питания (ИБП, дизельные генераторы), а также грамотно выстроенные процессы эксплуатации. Устанавливая системы бесперебойного питания, современные дата-центры отдают предпочтения модульным ИБП (обеспечивают надежную отказоустойчивость и легко масштабируются), компактным − для экономии пространства, ИБП с повышенным КПД (выделяют меньше тепла, а значит, меньше электроэнергии требуется на их охлаждение) и другим технически продвинутым решениям.
Возможности IXcellerate для высоконагруженных размещений
Также инфраструктура ЦОД позволяет клиентам IXcellerate применять системы хранения на базе интерфейса NVMe (Non-Volatile Memory Express), которые обеспечивают значительно более высокую скорость доступа к данным по сравнению с традиционными жесткими дисками. Это особенно важно для проектов, требующих быстрой обработки больших массивов информации, например, в области машинного обучения и искусственного интеллекта.
Общая энергомощность экосистемы превышает 350 МВт, показатель PUE <1.4. Эффективный теплоотвод осуществляется за счет фрикулинга и низкоскоростного охлаждения (система LSV).
Чтобы идти в ногу с прогрессом, провайдерам услуг ЦОД необходимы проектировать новые объекты с учётом масштабируемости, надёжности, безопасности и гибкости, чтобы все элементы инженерной инфраструктуры и используемого ПО могли поддерживать самые продвинутые приложения. Особые требование предъявляются к энергоэффективности дата-центра, которая обеспечивается, прежде всего, за счет инновационных систем охлаждения. Еще одним важным показателем эффективности ЦОД становится компактность ИБП и повышение плотности мощности систем. И если еще несколько лет назад эти нововведения можно было идентифицировать как «желательные», то сегодня это однозначно главные факторы выживания для всех игроков индустрии ЦОД.
