Директор по исследованиям облачных вычислений и центров обработки данных аналитической компании Omdia Владимир Галабов рассказал порталу Data Center Knowledge о последних мировых тенденциях в области центров обработки данных и своих ожиданиях относительно развития отрасли в 2024 г. и далее.
Существует множество тенденций и технологий, влияющих на дата-центры в глобальном масштабе. Владимир Галабов выделяет стремление к устойчивому развитию, повышение плотности размещения стоек, работа с требовательными рабочими нагрузками искусственного интеллекта, необходимость увеличения количества дата-центров и внедрение передовых технологий охлаждения.
Дата-центры: сила добра
Галабов утверждает, что дата-центры — это «сила добра», но мы должны лучше работать над тем, чтобы мир знал об этом. Сегодня много внимания уделяется высокому потреблению ЦОДами электроэнергии и воды. Хотя инициативы по обеспечению устойчивого развития могут и должны быть приоритетными, есть и другая сторона медали, которая обычно упускается: эта отрасль оказывает положительное влияние на использование энергии во всем мире.
«Мы не делаем достаточно для того, чтобы выделять и продвигать те преимущества в эффективности, которые дает технологическая отрасль, делая экономику в целом менее энергоемкой, — говорит Галабов. — Например, бумажная промышленность — одна из самых энергоемких; технологии, безусловно, оказали огромное влияние, снизив потребление бумаги».
Он приводит данные исследования Лаборатории им. Лоуренса в Беркли, согласно которым более широкое использование технологий может сократить рост выбросов углекислого газа на треть. Другое исследование, проведенное Токийским университетом, показало, что Япония может благодаря ИТ сократить выбросы углекислого газа на 40% и более. Аналогичным образом Американский совет по энергоэффективной экономике подсчитал, что на каждый киловатт энергии, потребляемый ИТ-сектором, приходится десять, сэкономленных в других секторах.
«Посмотрите на энергопотребление в
Как ИИ влияет на энергопотребление
Появление генеративного ИИ означает, что индустрии дата-центров будет задаваться все больше и больше вопросов об ответственности с точки зрения энергопотребления. Но, по словам Галабова, необходимо понимать, что в период с 2008 по 2020 гг. — несмотря на огромный рост использования вычислительной техники и Интернета в мире — доля ЦОДов в мировом потреблении электроэнергии оставалась на уровне примерно 1%. Это подчеркивает огромные успехи, достигнутые в области эффективности, основанной на показателях эффективности использования энергии (PUE). В качестве примера: в США было закрыто более 13 тыс. банковских отделений, поскольку конечные пользователи перешли на цифровое банковское обслуживание.
Однако рост применения ИИ и внедрение графических процессоров скоро изменят ситуацию с энергопотреблением. Прогнозы Nvidia на 2024 г. показывают более чем двукратное увеличение поставок GPU для дата-центров по сравнению с предыдущими годами. Это приведет к значительному увеличению потребления энергии.
«По мере того, как все больше энергии будет выделяться на работу ИИ, доля электроэнергии, потребляемой дата-центрами, вырастет примерно до 2% в течение нескольких лет», — говорит Галабов.
Тенденции строительства дата-центров
Помимо увеличения потребления электроэнергии, аналитики Omdia ожидают, что темпы строительства дата-центров в развитых в этом плане странах, таких как США, ЕС и Китай, замедлятся, поскольку там уже имеется достаточное количество мощностей. Однако в развивающихся регионах темпы строительства будут расти. По словам Галабова, в Африке, Латинской Америке, на Ближнем Востоке, в Индии, Таиланде и Вьетнаме появится больше дата-центров. При этом строительство в США уже сократилось с 49% от общемирового объема в 2017 г. до 35% сегодня.
«Эфиопия и Намибия планируют удваивать мощности дата-центров каждый год, хотя они начинают с относительно небольших цифр, — говорит Галабов. — Еще один фактор, который необходимо учитывать, — это то, что текущие инициативы по обеспечению суверенитета данных будут влиять на то, где хранятся данные и где больше всего нужны новые дата-центры».
Помимо увеличения количества ЦОДов, в ближайшие несколько лет в мире будет расти плотность размещения стоек. По данным Omdia, если в 2021 г. в среднем она составляла 7 кВт на стойку, то сегодня уже достигла 12 кВт. Ожидается, что эта траектория роста продолжится, и к 2030 г. средняя плотность будет составлять 20 кВт.
Эффективность и устойчивое развитие
При таком росте энергопотребления и плотности, который прогнозируется на ближайшие годы, отрасль должна удвоить усилия по росту эффективности и обеспечению устойчивого развития. По словам Галабова, нас ожидает новая волна оптимизации дата-центров с акцентом на сокращение занимаемой ИТ-объектами площади — консолидация оборудования, уменьшение количества механических компонентов, улучшение преобразования энергии, а также появление систем DCIM и управления ЦОДами на основе ИИ.
«У DCIM есть возможность стать централизованным инструментом автоматизации, который может работать во всех дата-центрах и на периферии, — говорит Галабов. — Обогатив DCIM искусственным интеллектом, мы сможем минимизировать последствия нехватки персонала и разработать способы дальнейшего повышения эффективности и обеспечения устойчивого развития как на уровне ИТ, так и на уровне физической инфраструктуры».
Согласно исследованию AFCOM «State of the Data Center 2024», более половины всех дата-центров планируют использовать солнечную энергию и более четверти — энергию ветра. Другие рассматривают ядерную, водородную, геотермальную энергетику и аккумуляторные системы хранения энергии (BESS). Это может снизить стоимость энергии в целом за счет отказа от зависимости от коммунальных служб.
Дата-центр становится «ИИ-фабрикой»
ИИ оказывает влияние практически на все сферы жизни — в том числе и на дата-центры. Бизнес и население активно осваивают генеративный ИИ. Многие ЦОДы сейчас находятся на стадии планирования, разрабатывая долгосрочные ИИ-стратегии.
«Шаг первый — превратить дата-центр из фабрики вычислений и хранения данных в фабрику ИИ», — говорит Галабов.
Это подразумевает рост плотности и дальнейшее повышение эффективности, например, улучшение управления воздушными потоками и их герметизации. По его словам, ожидается, что жидкостное охлаждение также будет быстро развиваться, и появятся недорогие варианты. Например, китайская компания KeenCool разработала однофазную жидкость, которая стоит на 6% ниже, чем у других производителей.
«По мере демократизации жидкостного охлаждения мы будем наблюдать усиление конкуренции на рынках прямого охлаждения чипов и иммерсионного охлаждения, — говорит Галабов. — Цены на иммерсионное охлаждение должны значительно снизиться».
Кроме того, ожидаются изменения, связанные с преобразованием переменного тока в постоянный (AC-to-DC). Например, Nvidia сообщает, что около 10% энергии теряется при преобразовании в ее DGX Server. Разрабатываются системы, которым требуется меньше преобразований переменного тока в постоянный в ЦОДе. Некоторые дата-центры также стремятся повысить эффективность за счет консолидации. Например, один из таких центров, сотрудничавший с Dell, сократил занимаемую своими ИТ-объектами площадь на 90%, а счета за электроэнергию — на 75%.
«Дата-центр будущего, возможно, будет иметь меньшее количество стоек с более высокой плотностью, — говорит Галабов. — Мы успешно снижаем PUE за счет более эффективной инфраструктуры охлаждения и питания, но еще есть возможность сократить преобразование энергии, чтобы устранить ненужные потери энергии и повысить эффективность использования ИТ-оборудования».
Старые и новые дата-центры
Галабов считает, что традиционные ЦОДы следует рассматривать как одну из главных историй успеха. Благодаря виртуализации, контейнеризации, программно-определяемым архитектурам, облакам и консолидации ИТ они добились значительного повышения эффективности и производительности. Сейчас мы вступаем в новую эру использования дата-центров в таких областях, как оптимизация приложений, повышение вычислительной мощности и улучшение дизайна. Хорошим примером является Google: для обработки мультимедиа она развернула высокооптимизированные серверы и сейчас заменяет пять старых серверов, на которых работает YouTube, одним новым, оснащенным ASIC с низким энергопотреблением.
«Новые дата-центры будут иметь оптимизированную для ИИ физическую инфраструктуру, — говорит Галабов. — Жидкостное охлаждение уже оптимизируется для ИИ, а вскоре мы увидим централизованные системы управления энергопотреблением, управляемые ИИ».
