Рынок центров обработки данных (далее ЦОД) демонстрирует уверенный рост, причём вероятнее всего имеет место долговременная тенденция. Именно к такому мнению пришли участники восьмой конференции Data Center Design & Engineering, состоявшейся в конце мая текущего года в Москве. А проведённое iKS-Consulting исследование показало, что за прошлый год количество стойко-мест только в российских ЦОДах выросло на 13%, достигнув показателя 50 тыс. По прогнозам аналитиков, в 2024 году количество стойко-мест составит более 75 тыс. Для отрасли это не только отличные показатели, но и источник ряда проблем. Разбираемся, каких именно и как решать некоторые из них.
Что за проблемы?
В первую очередь рост количества стойко-мест означает рост расходов. Это и увеличение зарплаты персонала, и повышение затрат на системы мониторинга и управления, на развитие инженерной инфраструктуры, на дополнительные средства обеспечения безопасности. К тому же ускорение темпов цифровизации бизнеса сокращает сроки ввода дата-центров в промышленную эксплуатацию. Впрочем, решение этой задачи упрощает выпуск блоков высокой заводской готовности, что позволяет строить ЦОДы по модульному принципу.
Несмотря на рост спроса конкуренция на рынке дата-центров остаётся высокой. Это заставляет руководство ЦОДов активно использовать инновационные решения — прежде всего следует отметить литий-ионные батареи, мегаватные статические ИБП и «холодные стены».
Помимо сугубо отраслевых задач, есть и глобальные проблемы. Главная из них — экологическая, напрямую связанная с экономической, и о них нужно говорить отдельно.
ЦОДы: экология и экономия
Дата-центры сегодня потребляют до 5% всей вырабатываемой электроэнергии, причём в некоторых промышленно-развитых странах этот показатель ещё выше. Поскольку ЦОДы функционируют непрерывно, то прямо или опосредованно создаваемые парниковые газы постоянно выбрасывается в атмосферу. Ущерб для окружающей среды от этого уже сравним с ущербом, производимым авиаперевозчиками.
При этом ещё в 2007 году участники консорциума The Green Grid утвердили показатель PUE (Power Utilization Efficiency), характеризующий энергоэффективность ЦОДа. Он равен отношению потребляемой дата-центром энергии к энергии, расходуемой основным оборудованием. В идеальных условиях PUE равен единице — это означает, что «лишние» расходы энергии отсутствуют.
Согласно результатам ежегодного опроса, проводимого Uptime Institute, в 2020 году значение показателя PUE составляло от 1,46 в Европе до 1,79 в Африке и Ближнем Востоке. Это ничего не говорит о применяемых бизнесом подходах — просто в жарких странах ЦОД требует большего расхода энергии на охлаждение. Важно другое: среднее значение коэффициента PUE практически не изменилось с 2013 года. Причём каждый шестой респондент не знал среднего значения PUE своего ЦОДа.
И вот это действительно странно, поскольку от эффективности энергопотребления сегодня напрямую зависит успех бизнеса — особенно в ситуации постоянного роста цен на энергоносители. Согласно результатам исследования, проведённого компанией Supermicro, некий усреднённый ЦОД может сэкономить почти 40 млн долларов только за счёт использования эффективных «зелёных» технологий. Каких именно?
ИБП как элемент экологичности
Заметную роль в оптимизации PUE играет оборудование, применяемое в дата-центре для создания инженерной инфраструктуры. В частности, уменьшить «накладные расходы» позволяет использование ИБП с высоким КПД. И такое «озеленение» бизнеса даёт существенное снижение энергопотребления без потери эффективности.
Практически все ведущие производители предлагают потребителям ИБП, поддерживающие экономичный режим работы. В этом режиме питание на основное оборудование поступает без двойного преобразования, если это позволяют характеристики входного напряжения. Байпас включается автоматически только тогда, когда в этом есть реальная потребность. Такая технология, имеющая у каждого крупного производителя своё коммерческое название (например, у Eaton — Energy Saver System), позволяет повысить КПД источника до 99%. Впрочем, и в режиме двойного преобразования КПД устройств достигает 95%.
Экологичным может быть не только работа самого ЦОДа, но и производство оборудования, используемого для построения инженерной инфраструктуры. В частности, та же компания Eaton планирует в 2021 году сократить выбросы парниковых газов на 4,2%. При этом компания активно применяет возобновляемые источники электричества — с 2018 года потребление «зелёной» энергии выросло на 12%.
Наконец, «зелёный» ЦОД — это не только энергоэффективный ЦОД, но и тот, что помогает энергосети в целом стать более «зелёной», то есть использовать больше источников альтернативной генерации — солнце, ветер и т. д. — без снижения качества энергоснабжения. «В связи с нестабильностью альтернативной генерации (солнце и ветер, то есть, то нет) и несоответствия пиков потребления пикам такой генерации (мы больше всего потребляем вечером после работы, когда солнца нет) нужно где-то копить электроэнергию. Для этого можно использовать ЦОДы, их ИБП, как большие энергохранилища, — объясняет Александр Беспалов, менеджер по ценообразованию и продукции Eaton в России. — Включать батареи ИБП в ЦОДах в региональную систему энергоснабжения позволяет технология EnergyAware, ранее известная UPSaaR, то есть UPS-as-a-Reserve — “ИБП как резерв”».
«Озеленение» на практике
Всё описанное уже реализуется на практике. Как обычно бывает, в авангарде «зелёного» движения выступают крупные компании. Они пообещали, что к 2030 году снизят количество потребляемой энергии на единицу трафика на 70%. Таким образом, сокращение выброса углекислого газа может достичь 12 гигатонн, что составляет примерно 15% всех мировых выбросов. Заодно экономия средств бизнеса составит более 6 трлн долларов, что будет для них явно приятным бонусом.
Больше того, по прогнозу исследовательской компании ReportLinker, сегмент рынка ИБП для ЦОДов в 2021–2026 гг. будет расти на 5% в год в первую очередь за счёт перехода ЦОДов на более энергоэффективные ИБП (на втором и третьем местах в списке факторов роста увеличение инвестиций в колокацию и строительство сверхкрупных дата-центров, что также несёт в себе потенциал для снижения углеродного следа и повышения эффективности).
А Microsoft в своих дата-центрах на Восточном побережье США в сотрудничестве с производителем ИБП (Eaton) и региональной сетевой компанией (PJM Interconnection) провела полевые испытания инструмента динамического регулирования частоты в сети с использованием ИБП дата-центров.
Таким образом, решения части проблем роста есть — главное держать руку на пульсе и своевременно внедрять новые технические решения.
