энергоэффективность цодов

RTI – индекс температуры возврата

Эта метрика напрямую связана с RCI, но решает и дополнительные задачи: помогает оценить эффективность системы охлаждения в пределах всего ЦОД. RTI (Return Temperature Index) сложнее и требует больше вводных данных для расчетов, но дает более полное представление о работе системы циркуляции воздуха.

В большинстве дата-центров воздух вначале охлаждается и потом через воздухозаборники подается к передней части серверных стоек. Горячий воздух, в свою очередь, принудительно отводится через заднюю часть стоек и заново отправляется в систему охлаждения, где его температура снова снижается. Этот процесс цикличен.

Но также есть другой воздух, который не принимает участия в охлаждении ИТ-оборудования. Он появляется, если охлажденный воздух подается под слишком высоким давлением, в горячих коридорах переизбыток перфорации или есть негерметичные отверстия там, где кабель проходит через напольное покрытие. Проблема в том, что этот «неучтенный» воздух тоже тратит ресурсы охлаждения.

Метрика RTI определяет количество полезного воздуха, участвующего в рециркуляции, – вначале охлаждает оборудование, а затем в горячем виде возвращается в систему охлаждения. Если RTI равен 100 %, значит, весь воздух, который контактирует с ИТ-оборудованием, используется для его охлаждения. На практике достичь такого показателя невозможно, но операторы ЦОД могут приблизить фактическое значение RTI к идеальному.

Использование систем ИБП дата-центров для поддержки возобновляемых источников энергии и центральной электросети

Около 4 сотен ветряных электростанций в Ирландии сегодня в совокупности производят примерно 35% от общего количества электроэнергии, используемой на острове (ожидается, что эта цифра вырастет до 80% к 2030 году). Применение ВЭС для закрытия потребностей предприятий и домохозяйств помогает коммунальным предприятиям избегать выбросов углекислого газа и других парниковых газов при сжигании ископаемого топлива для выработки электроэнергии.

Интенсивность потоков ветра колеблется в течение дня и меняется от сезона к сезону. Ирландия не является исключением. Это приводит к изменчивости потока электроэнергии, вырабатываемой местными ВЭС. По мере увеличения поставок электричества из возобновляемых источников энергии локальным энергетическим компаниям становится все сложнее балансировать нагрузку, поскольку им нужно вырабатывать ровно столько электроэнергии, сколько потребляют пользователи. Ни больше, ни меньше.

Блоки литий-ионных аккумуляторов на кампусе ЦОД Microsoft в Дублине станут частью решения этой проблемы в конце 2022 года. Эти батареи, которые обычно обеспечивают резервное электропитание дата-центра в случае чрезвычайной ситуации, были сертифицированы, испытаны и одобрены для подключения к центральной электросети таким образом, чтобы помочь местным энергетическим компаниям в обеспечении бесперебойной работы, когда спрос превышает предложение электроэнергии, генерируемой в других местах за счет ВЭС , солнечных батарей и иных источников.

Система ИБП в дублинском кампусе ЦОД Microsoft поддерживает новую технологию, позволяющую взаимодействовать с электросетью в режиме реального времени. Данная технология, как ожидается, существенно снизит выбросы углерода в энергетическом секторе.

В частности, согласно расчетам экспертов, если интерактивные системы ИБП заменят механизмы балансировки нагрузки (поддерживая ветряки и СЭС) на электростанциях в Ирландии и Северной Ирландии, работающих на ископаемом топливе, можно будет избежать около двух миллионов метрических тонн выбросов углекислого газа в год. Речь идет о примерно одной пятой от общего объема выбросов энергетического сектора.

Более того, полагаясь на новую технологию ИБП, конечные потребители по всей Ирландии сэкономят десятки миллионов долларов на топливе и других затратах, необходимых для балансировки нагрузки на электростанциях, работающих на угле и природном газе.

Инженеры Microsoft уже прорабатывают возможности предоставления услуг по стабилизации сети с помощью технологии взаимодействия ИБП с центральной электросетью в своих дата-центрах по всему миру, чтобы ускорить процесс уменьшения «углеродного следа» собственного бизнеса и энергетической инфраструктуры.

Данная инициатива является частью обязательства компании по сокращению выбросов углерода к 2030 году, которые также включают в себя эксперименты в дата-центрах с жидкостным иммерсионным охлаждением серверов, водородными топливными элементами для резервного производства электроэнергии и применением охлаждающих пластин для размещения серверов в стойках с повышенной плотностью.

Microsoft реализует данную инициативу в сотрудничестве с поставщиком силового оборудования для дата-центров Eaton, ирландским оператором систем передачи электроэнергии EirGrid, а также поставщиком энергетических услуг и решений Enel X. В дублинских дата-центрах корпорации применяется система EnergyAware от Eaton, упрощающая передачу электричества обратно в центральную сеть. Системы Enel X, в свою очередь, используются для объединения ИБП промышленных и коммерческих потребителей электроэнергии в виртуальные электростанции, способные прийти на выручку центральной сети в часы пиковой нагрузки.

Готовые к работе в тандеме с центральной электросетью ИБП EnergyAware от Eaton могут реагировать на управляющие сигналы от энергоснабжающей организации и подавать электроэнергию в местную сеть в случае возникновения у последней проблем с обслуживанием нагрузки, обусловленных скачками спроса или провалами поставок от ветряных или солнечных электростанций. Иными словами, с помощью данной системы ЦОД превращается в актив двойного назначения.

Microsoft не раскрыла, насколько велика емкость ее системы литий-ионных батарей и сколько электричества она готова возвращать в центральную сеть. Компания управляет несколькими ЦОД на кампусе Grange Castle в южной части Дублина и планирует построить еще два к 2023 году. Общая IT-нагрузка объектов официально не объявлялась, но независимые эксперты предполагают, что речь идет о совокупной мощности не менее 255 МВт.

Теги: МЭА, PUE

• ↑ Virginia Still Has More Hyperscale Data Center Capacity Than Either Europe or China
• ↑ Cloud Expansion to Lift Data Center Capex Double-Digits in 2022, According to Dell’Oro Group
• ↑ 10 Hot Data Center Technologies And Trends To Watch In 2021
• ↑ Internet Data Centers — Global Market Trajectory & Analytics
• ↑ Hyperscale Cloud Data Center Capex is Forecast for 20 Percent Growth in 2021, According to Dell’Oro Group
• ↑ Data Center M&A Deal Volume Up in 2019 Thanks to Big Jump in Private Equity
• ↑ Data Center Spending To Decline In 2019: 5 Reasons Behind The Fall
• ↑ Hyperscale Data Center Count Jumps to 430; Another 132 in the Pipeline
• ↑ Value of Data Center M&A Deals Leapt to $20 Billion in 2017
• ↑ Gartner Says Worldwide IT Spending Forecast to Grow 1.4 Percent in 2017
• ↑ How viral cat videos are warming the planet How viral cat videos are warming the planet
• ↑ Report: Colocation Data Center Market to Reach $36B by 2017

• Обзор TAdviser: Коммерческие ЦОДы
• Центр обработки данных (дата-центр)
• Ключевые услуги на базе ЦОД
• Колокация (Colocation)
• Российский рынок ЦОД
• Тенденции на российском рынке дата-центров
• Облачные сервисы (рынок России)
• Российский рынок IaaS
• Что такое «зеленый» дата-центр?
• Измерение экономичности ЦОД
• Контейнерные ЦОД
• Технологии для ЦОД: Твердотельные накопители (SSD)
• Главные тенденции мирового рынка ЦОД

Стратегии ЦОД

Следующие стратегии помогут создать ЦОД с превосходной эффективностью и устойчивостью:

• Измеряйте энергоэффективностьОператоры центров обработки данных не могут управлять тем, что они не измеряют, поэтому используйте такие показатели, как эффективность электропотребления для наблюдения за эффективностью ЦОД. Эффективность электропотребления следует измерять непрерывно с частыми интервалами в течение всего года, поскольку сезоны и погодные условия могут влиять на энергопотребление.
• Выбирайте модульную конструкциюПреимущество модульной конструкции при построении центра обработки данных заключается в том, что она обеспечивает гибкость и простоту доступа. Компании сталкиваются с серьезными проблемами, когда им приходится добавлять или удалять стандартные блоки в ЦОД. Единственный способ избежать этого — построить модульный центр обработки данных, который будет совместим с различными платформами по мере совершенствования технологий с каждым годом.
• Попробуйте альтернативное охлаждениеСистема отопления, вентиляции и кондиционирования может быть стандартной для классических центров обработки данных, но рассмотрите способы сокращения зависимости от этой системы. Например, центры обработки данных в более прохладном климате могут сократить использование систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и пропускать в помещение более холодный воздух, называемый естественным охлаждением.
• Распределяйте энергиюЭнергоэффективность центра обработки данных часто снижается из-за неэффективности устройств обработки и распределения электроэнергии, таких как трансформаторы оборудования и блоки распределения питания. Используйте высокоэффективный механизм распределения мощности и сведите к минимуму количество передач.
• Используйте гибридные облачные средыГибридные среды, которыми управляет команда центра обработки данных, могут помочь в управлении ресурсами и повышении безопасности и производительности. Помимо использования общедоступного облака для обеспечения эффективной работы критически важных приложений, частное облако можно настраивать и управлять им внутри компании. Это облегчает совместное использование ресурсов между несколькими командами.
• Непрерывность обслуживанияДля центров обработки данных важно обеспечить почти 100% доступность, а не просто тратить время на разработку лучших стратегий аварийного восстановления. Распределение приложений по нескольким сайтам помогает повысить производительность, а также увеличить время безотказной работы.

Как сделать ЦОДы «зелеными»

Перед ЦОДами стоят две задачи: оптимизация энергоснабжения и поиск решений для систем охлаждения серверов. Вот как с ними сейчас работают.

Оптимизация энергоснабжения

ЦОДы — это машинные залы, состоящие из стоек с вычислительным оборудованием. Чтобы работать, ЦОДам необходимо определенное количество электричества. Получается, что для оптимизации энергоснабжения, нужно найти недорогую электроэнергию.

Два наиболее распространенных решения — построить ЦОД на подстанции ГЭС, АЭС, либо самостоятельно вырабатывать энергию из газа. Это рабочие варианты, но они накладывают дополнительные ограничения: от локационных до юридических.

Оптимизация систем охлаждения серверов

Для бесперебойной работы оборудование нужно охлаждать. У ЦОДов огромные теплоизбытки, поэтому, чтобы их снять, требуется охладить и очистить большое количество воздуха и максимально эффективно организовать воздухообмен.

Недорогое, неэкологичное и недостаточно эффективное решение — установка сплит-систем. Это те же бытовые кондиционеры, которые мы видим на фасадах жилых зданий. Дороже, но эффективнее — установка холодильных машин для выработки холодной воды для систем кондиционирования.

Есть и «зеленый», более эффективный вариант с невысокими капитальными затратами — использование природноподобного испарительного охлаждения. Физику процесса этого решения можно сравнить с моментом, когда мы выходим из душа и нам резко становится холодно. Забирая энергию тела, влага испаряется с поверхности кожи, а мы чувствуем охлаждение. В ЦОДах микрочастицы воды испаряются, забирая тепло из окружающей среды, снижая ее температуру.

Выгоднее использовать высокоплотные стойки

Плотность мощности ИТ-стоек во многом влияет на выбор инженерной инфраструктуры, например, на планировку, архитектуру охлаждения или распределения питания. Если операторы значительно недооценивают плотность, на объекте могут возникнуть проблемы с развертыванием новейших ИТ-систем или закончится электроэнергия до того, как машинный зал будет заполнен.

Плотность напрямую влияет на значение коэффициента PUE — чем эффективнее объект по своей конструкции, тем выше вероятность, что он будет иметь более высокую модальную среднюю плотность мощности. Это объясняется тем, что крупные центры обработки данных, как правило, более новые и лучше оптимизированы с точки зрения эффективности

В центрах обработки данных с годовым показателем PUE выше 1,6 преобладают стойки с относительно низкой плотностью мощности 5кВт и ниже. В ЦОД с PUE в диапазоне от 1,3 до 1,6 преобладают стойки мощностью от 5 до 10кВт. И, почти каждый шестой в этой группе с более низким показателем PUE использует стойки мощностью 10кВт и выше в качестве стандартной практики.

2020

Объем мирового рынка дата-центров по итогам 2020 года оценен аналитиками ResearchAndMarkets в $59,3 млрд. Динамика в сравнении с 2019-м не уточняется, эксперты лишь заявили о росте, который, по их мнению, сохранится.

Согласно ожиданиям специалистов, рынок будет расти на 13,4% ежегодно и достигнет $143,4 млрд к 2027 году. Высокие темпы прогнозируются в Канаде (+11,8% в год), Германии (+10,6%) и Японии (+9,5%). При этом китайский рынок будет увеличиваться в объёме ещё быстрее — на 17,5% ежегодно.

Что касается американского рынка центров обработки данных, то в 2020 году он показал объём в $16 млрд. К числу лидеров мирового рынка аналитики отнесли следующие компании (перечислены в алфавитном порядке).

Мировой рынок дата-центров оценен в $59,3 млрд по итогам 2020 года

Исследователи отмечают, что на фоне высокой востребованности своих услуг облачные провайдеры продолжают вкладывать значительные средства в центры обработки данных. В то же время корпоративные инвестиции в инфраструктуру для собственных ЦОД ежеквартально снижались и по итогам всего 2020 года упали на 6%.

Локдаун 2020 года, негативно повлиявший практически на все индустрии, стимулировал рост спроса на услуги дата-центров и облачные сервисы. Переход на удаленный формат работы и ускоренная цифровизация бизнес-процессов подстегнули спрос на вычислительные ресурсы, физические и облачные. С точки зрения спроса дата-центры только выиграли. В то же время самоизоляция усложнила ввод новых мощностей, несколько сдвинув сроки запуска.

Эксперты уверены, что на рынке сохраняется значительный неудовлетворенный спрос. Для этого есть несколько причин. Во-первых, это цифровизация и лавинообразный рост данных, которые необходимо где-то хранить. Во-вторых, это распространение облачной модели потребления ИТ, когда предприятия отказываются от развития собственной инфраструктуры, чтобы сосредоточиться на профильных для себя задачах.

В своем исследовании эксперты отметили рост спроса на дата-центры, оказывающие минимальное негативное влияние на экологию и окружающую среду. Так называемый «зеленый» ЦОД предлагает аналогичные функции, что и обычный центр обработки данных, но отличается сниженным потреблением энергии и меньшим размером занимаемой площади. Такие проекты призваны минимизировать воздействие на окружающую среду путем определения, планирования и внедрения экологических инициатив.

Прогноз по мировому рынку дата-центров

К числу основных драйверов роста рынка «зеленых» дата-центров исследователи относят высокий спрос на инструменты для управления хранением данных, растущие расходы на электроэнергию и массовое ее потребление.

Если говорить о проблемах, то они в первую очередь связаны с большими первоначальными затратами на строительство экологически безопасных ЦОДов. Кроме того, сказываются низкая осведомленность компаний о преимуществах таких объектов и их недостаточная гибкость в процессе эксплуатации. С помощью энергоэффективных центров обработки данных можно снизить эксплуатационные расходы и потребление энергии для питания объекта и целой инфраструктуры.

Глобальные инвестиции в дата-центры достигли $187 млрд

Капитальные расходы владельцев дата-центров на модернизацию своих объектов и строительство новых ЦОДов в 2020 году достигли $187 млрд. Эта сумма сопоставима с инвестициями годичной давности, сообщают аналитики Dell’Oro Group.

По их словам, пандемия коронавируса COVID-19 привела к всплеску спроса на публичные облачные сервисы, в результате чего операторы гипермасштабируемых дата-центров стали активно инвестировать в расширение своей сети. Однако из-за той же пандемии, которая привела к сокращению объемов офисной работы, компании сдерживали вложения в свои ЦОДы, ориентированные на решение внутренних бизнес-задач.

Директор по исследованиям Dell’Oro Group Бэрон Фун (Baron Fung) говорит, что капитальные расходы 10 крупнейших поставщиков гипермасштабируемых облачных сервисов будут расти быстрее затрат у других игроков рынка ЦОДов благодаря следующим факторам:

• выходу серверов на процессорах Intel Ice Lake;
• переходу на новое поколение сетей;
• сохраняющейся тенденции к активному строительству новых дата-центров.

Глобальные инвестиции в ЦОДы в 2020 году достигли $187 млрд

Согласно данным экспертов Omdia, большая часть капитальных расходов уходит на закупку ИТ-оборудования, включая серверы, системы хранения данных (СХД), сетевые и другие устройства. В 2020 году такая техника заняла более 71% инвестиционных бюджетов операторов ЦОДов. Второе место по доле (19,5%) занимает так называемая физическая инфраструктура, в том числе электросетевое оборудование. Затраты на замелю и строительство составляют примерно 9% капитальных расходов в области дата-центров.

Гибридные вычислительные модели в ЦОДах — один из главных трендов

16 января 2020 года стало известно о том, что организации все реже стали спорить на тему того, что выгоднее для использования — локальные системы или облако. Этот вопрос, занимавший умы руководителей высшего звена последние несколько лет, в 2020 году утратил свою актуальность. На январь 2020 года компании делают выбор в пользу гибридных архитектур, объединяющих публичные, частные облака и ресурсы периферии вокруг ядра с обновленной конфигурацией. Такой подход к управлению данными и вычислительными ресурсами — один из пяти инновационных трендов в ЦОДах 2020 года, которые были выявлены экспертами Vertiv.

Как сообщалось, благодаря набирающим популярность гибридным архитектурам организации смогут обеспечивать высокий уровень безопасности данных и откликаться на постоянно растущие потребности в увеличении емкости и вычислительных мощностей в точках, приближенных к потребителю. В рамках обновленной экосистемы данных подключаемость и доступность становятся взаимосвязанными понятиями, а бесперебойные коммуникации в пространстве от ядра до облака и периферии приобретают все большую ценность.

Центры обработки данных на январь 2020 года активно стремятся к балансу: с одной стороны, отрасль стремится соответствовать высоким требованиям к мощности и емкости, а с другой — современные высокопроизводительные приложения стимулируют значительные изменения в ЦОДах различных типов и размеров. В то же время скорость развертывания становится критически важным фактором при принятии технологических решений. Именно он станет определяющим для инвестиций и инноваций в данной сфере в 2020 году. Это влияние будет заметно в различных формах, но поставщики оборудования для ЦОДов четко поняли одну вещь: текущее положение дел больше никого не устроит. рассказал Роб Джонсон, генеральный исполнительный директор компании Vertiv

Дополнительная информация по гибридным вычислениям и другим трендам представлена ниже:

• Гибридные архитектуры получат повсеместное распространение. Хотя облачные вычисления останутся важной частью ИТ-стратегии большинства компаний, наблюдается некоторый сдвиг, вызванный тем, что компании стремятся оптимизировать набор имеющихся технологий и затраты на обслуживание их приложений. Растущая популярность гибридных архитектур — свидетельство того, что корпоративный ЦОД по-прежнему важен и не утратит актуальности даже с учетом того, что его роль постепенно смещается в сторону поддержки набора ИТ, максимально соответствующего потребностям современных предприятий.
• Скорость развертывания — ключевой фактор «гонки вооружений». Поскольку различия в мощности технологий и систем становятся все менее очевидными, руководители ЦОДов и ИТ-подразделений начнут использовать другие критерии при выборе оборудования. Помимо цены, одним из определяющих факторов для принятия решений станет скорость развертывания вычислительных ресурсов. При схожести прочих показателей руководство будет все чаще принимать решения с учетом сроков внедрения и запуска. Это оптимальный подход в условиях активного переноса вычислений на периферию современных распределенных сетей. Любая задержка в предоставлении ресурсов означает отказ в обслуживании и, соответственно, потерю прибыли.
• Средняя мощность на стойку в ЦОДе покажет незначительный рост, резкое увеличение объема современных приложений и рабочих нагрузок, предполагающих использование искусственного интеллекта (например, для машинного и глубокого обучения), создаст потребность в высокопроизводительных вычислениях. По прогнозам экспертов Vertiv, в 2020 году они появятся в оборонной промышленности, на предприятиях, занимающихся расширенной аналитикой, а также на производстве. Это заложит основу для повсеместного распространения высокопроизводительных вычислений в 2021 и последующих годах. На январь 2020 года число таких стоек очень незначительно на общем фоне, но у этого оборудования могут возникнуть непредвиденные проблемы с питанием и охлаждением, которые будет необходимо решить. В ответ на потребность в высокопроизводительных вычислительных системах активно развивается технология прямого жидкостного охлаждения.
• Батареи как инвестиция в будущее. В 2016 году эксперты Vertiv предположили, что ЦОДы начнут использовать литий-ионные батареи, и этот прогноз полностью подтвердился. На январь 2020 года литий-ионная технология занимает значительную долю рынка аккумуляторов для ИБП. Эта доля постоянно растет — в том числе в связи с тем, что такие батареи с активно используются на объектах периферии. Их популярности способствуют компактные размеры и минимальная потребность в техобслуживании. Следующий этап — использование гибкости литий-ионных и других инновационных альтернативных технологий аккумуляторов (например, TPPL — тонкие пластины из чистого свинца) для возмещения затрат на них. В 2020 году все больше организаций начнут продавать хранимую в этих аккумуляторах энергию коммунальным компаниям для сеточной стабилизации и ограничения пиковой нагрузки. Это позволит повысить устойчивость в отрасли ЦОДов.
• Международное взаимное влияние. Кремниевая долина (Silicon Valley) в США издавна считается центром цифровой вселенной, который задает направление развития ЦОДов, однако инновации стали создаваться и в других странах. Параллельная экосистема с существенными отличиями на январь 2020 года формируется в Китае. В Европе, странах Азии и южной части Тихого Океана ЦОДы развиваются иначе по сравнению с традиционными практиками, так как местным специалистам приходится решать специфические для региона задачи, связанные с обеспечением конфиденциальности данных, контроля и устойчивости. Например, Общий регламент по защите данных (GDPR) стал стимулом к принятию серьезных решений в области защиты информации в масштабах всего мира. Указанные задачи и более пристальное внимание к экологическим проблемам побуждают иначе взглянуть на гибридные инфраструктуры, ценность локальных вычислений и локального хранения данных. На январь 2020 года в Китае некоторые ЦОДы работают на модифицированных производителем серверах мощностью 240 В пост. тока — это позволяет повысить эффективность и снизить затраты. Переход на мощность постоянного тока — одна из давних перспективных целей для центров обработки данных, расположенных в США. Нетрудно предположить, что другие страны в ближайшее время примут модель, которая на январь 2020 уже используется в КНР.

Выгоднее строить большие ЦОДы

Помимо связи между плотностью серверных стоек и значением коэффициента PUE, Uptime Institute также выявил связь между плотностью электропитания, размером и эффективностью центра обработки данных.

На объектах  с максимальной ИТ-нагрузкой более 3-х МВт (мегаватт) наблюдается сдвиг в сторону более мощных серверных стоек, от 5 до 10 кВт в сравнении с небольшими объектами. Плотность размещения стоек, как правило, еще выше в центрах обработки данных мощностью более 5-ти МВт.

Другой сдвиг происходит в самых крупных объектах, свыше 30-ти МВт: стойки в диапазоне 10-20 кВт встречаются гораздо чаще, чем стойки мощностью менее 5-ти кВт. Вероятное объяснение заключается в том, что объекты такого масштаба, как правило, обслуживают облачные и интернет-компании (будь то собственная площадка или арендованный ЦОД), которые обычно предпочитают шкафы, полностью укомплектованные высокопроизводительными ИТ.

На прошедшей в октябре этого года онлайн-конференции «ЦОД — шелковый путь» было озвучено несколько интересных аналитических выводов.

Один из них звучит следующим образом:

Чем меньше ЦОД, тем срок его окупаемости дольше. Следовательно, дольше срок возврата инвестиций и меньше финансовая эффективность.

В качестве подтверждения, аналитик IKS Media привела изменения параметров эффективности инвестиционного проекта с учетом ключевых параметров проекта по строительству ЦОД.

С ростом количества серверных стоек в вашем будущем датацентре, вы не только сокращаете инвестиции из расчета на одну стойку, но и можете расчитывать на бо’льшую выручку (ежемесячно в среднем на 25% больше). И срок окупаемости проекта, при этом, сократится на несколько лет.

Разумеется, предлагая инвестору подобные привлекательные финансовые показатели, нельзя упускать из внимания, что эти условия сработают, если ваш ЦОД будет отвечать всем современным требованиям отказоустойчивости (уровень отказоустойчивости не менее Tier III), а также при условии использования серверных стоек с большой плотностью (от 5кВт и выше). Поэтому, все вышеуказанные критерии можно легко сформулировать в виде одного комплексного критерия:

Число гипермасштабируемых ЦОДов в мире достигло трёхсот

Как свидетельствуют данные Synergy Research Group, количество гипермасштабируемых дата-центров, развёрнутых по всему миру, достигло 300. В конце 2016 г. такие крупные компании, как Amazon, Google и Alibaba, в массовом порядке открывали новые ЦОДы. Больше всего таких объектов — около 45% от общего количества — находится в США. В Китае и Японии их насчитывается 8 и 7% соответственно. Далее в списке стран с наибольшим числом центров обработки данных, используемых для работы облачных сервисов и предоставления интернет-доступа, расположились Великобритания, Австралия, Канада, Сингапур, Германия и Индия, на долю которых приходится примерно по 3–5% площадок.

По данным аналитиков, китайский интернет-гигант Alibaba, прежде обладавший дата-центрами исключительно на территории КНР, перенес часть из них на территорию США. Помимо этого он открыл новые ЦОДы в Гонконге, Сингапуре, Японии и ОАЭ. Крупные игроки продолжают инвестировать в рынок ЦОДов в США, но также растет количество новых стран, в которых свои решения строят местные игроки.

2015

По данным исследовательской компании Gartner, в 2015 году объем мирового рынка оборудования для дата-центров составил $171,2 млрд, что на 2,9% больше, чем годом ранее. Аналитики ожидают, что рост сохранится, при том что ИТ-индустрия находится в упадке.

В октябре 2016 года Gartner опубликовала прогноз, согласно которому в 2016 году продажи систем для ЦОДов в глобальном масштабе увеличатся на 1,3% относительно 2015-го и достигнут $173 млрд. В 2017 году расходы на эту технику поднимутся еще на 2% до $177 млрд.

Рынок дата-центров сохраняет рост

Дата-центры в классификации Gartner являются самым маленьким сегментом мировой ИКТ-отрасли, объем которой в 2015 году измерялся $3,5 трлн (на 6% меньше, чем годом ранее). Сюда, помимо продаж оборудования для ЦОДов, входят расходы на компьютеры, программное обеспечение, ИТ-услуг и телекоммуникационные сервисы.

В Gartner сообщают, что рост рынка центров обработки данных стимулируется сильным спросом на серверы в Китае и Западной Европе, а также активным циклом обновления корпоративного сетевого оборудования в Северной Америке.

Самым быстрорастущим рынком дата-центров аналитики Technavio считают Азиатско-Тихоокеанский регион, где местные государственные органы и крупные корпорации все больше внимания уделяют значимости ЦОДов. В число ведущих операторов дата-центров в регионе входят NTT и China Telecom (Чайна Телеком). Ожидается, что в период с 2016 по 2020 годы рынок дата-центров в Азиатско-Тихоокеанском регионе будет расти на 13% ежегодно, в то время как мировому предсказывают среднегодовой подъем на 11%.

По словам экспертов Technavio, глобальный рынок дата-центров характеризуется высокой конкуренцией, которая выливается в борьбу за клиентов, увеличение объемов цифровых данных и растущую потребность в вычислительных мощностях. Крупнейшими операторами дата-центров аналитики считают следующие компании:

• Amazon Web Services (AWS)
• Google
• Equinix
• Digital Realty
• Microsoft

Дата-центры сравнялись с авиацией по парниковым газам

25 сентября 2015 года организация GeSI (Global e-Sustainability Initiative) опубликовала отчет о влиянии ИТ-решений на экологическую обстановку в мире. Оказывается, что дата-центры и самолеты выбрасывают в атмосферу примерно одинаковое количество парниковых газов.

В связи со стремительным ростом объемов цифровой информации требуется расширение вычислительных ресурсов, однако это влечет за собой увеличение потребления энергии дата-центрами. Отсюда и вред экологической обстановке.

По подсчетам GeSI, к сентябрю 2015 года на долю центров обработки данных приходится примерно 2% глобальных выбросов парниковых газов. Такой же показатель, характеризующий негативное воздействие на экологию, имеет авиация. В обоих случаях происходит быстрое увеличение углеродного отпечатка.

«Проблема заключается в экспоненциальном росте данных, — говорит София Флакер (Sophia Flucker), директор британской компании Operational Intelligence, которая консультирует операторов дата-центров по поводу правильного использования энергии. — Хотя энергоэффективность информационных технологий улучшается, и мы можем делать больше с меньшем потреблением энергии, потребность в ней по-прежнему остается высокой».

Дополнительные метрики оценки энергоэффективности

Деятельность The Green Grid направлена на разработку общих стандартов в области энергоэффективности ЦОД. В 2011 году эта организация предложила дополнительные метрики, которые будут использоваться наравне с PUE и помогут операторам проектировать, строить и эксплуатировать дата-центры.

ERE (Energy Reuse Effectiveness) – показывает эффективность повторного использования энергии, прежде всего тепловой, которая выделяется в ходе эксплуатации ЦОД. Метрику ERE применяют за пределами центра обработки данных.

WUE (Water Usage Effectiveness) – демонстрирует эффективность использования водных ресурсов в ЦОД для охлаждения. Есть два подвида метрики: WUE и WUE (source). Во второй модели оценки к воде, которую дата-центр потребляет на месте, добавляется вода, идущая на выработку энергии для ЦОД.

DCCE (Data Center Compute Efficiency) – определяет эффективность вычислений в дата-центре. Благодаря этой метрике владельцы корпоративных ЦОД лучше понимают, насколько рационально используются вычислительные ресурсы без привязки к производительности компьютерных систем.

IUE (Infrastructure Usage Efficiency) – относительно новая метрика, анонсированная в июне 2019 года группой китайских экспертов TGGC (The Green Gauge China, сформирована на базе The Green Grid). IUE поможет операторам ЦОД снизить затраты на содержание инфраструктуры, а также ее негативное воздействие на окружающую среду. IUE объединяет подачу и распределение электроэнергии, охлаждение и распределение хладагентов (в том числе охлажденный воздух), а также подсчет емкости стоек по высоте U. Тем самым она расширяет понятие PUE и добавляет в него новые переменные, отражающие ИТ-нагрузку дата-центра.

2012

Максимальный рост инвестиций (22,5%) отмечен в 2012 году в области решений для управления ЦОДами и систем электроснабжения для них, а также источников бесперебойного питания, генераторов, систем охлаждения и оборудования для обеспечения безопасности и пожаротушения. Объем инвестиций в эти направления вырос за год с $40 млрд до $49 млрд. Сектор IT-оборудования (в том числе серверов, систем хранения, коммутаторов и маршрутизаторов) показал рост на 16,7%, а инвестиции здесь выросли с $30 млрд до $35 млрд.

При этом специалисты DCD Intelligence отмечают, что накал озабоченности в отношении доступности электроэнергии и роста цен на нее (эти темы держатся в топе новостей о ЦОДах все последние годы) на глобальном уровне значительно снизился. Прогнозируется также резкий рост рынка недвижимости для ЦОДов. В минувшем году площади под ними увеличились на 8,3% (с 24 млн до 26 млн м²), а в нынешнем году рост ожидается на уровне 19,2% (до 31 млн м²).

Самые динамичные темпы демонстрировал Азиатско-Тихоокеанский регион: общий объем инвестиций в ЦОДы здесь вырос в 2012 году на 24,2%, а потребление электроэнергии в них – на 48,6%. Для сравнения, энергопотребление ЦОДов в Северной Америке выросло за этот период всего на 5,3% при росте инвестиций на 14%; в Латинской Америке рост энергопотребления составил 41,2%. Сумма инвестиций в латиноамериканские ЦОДы составила $13,8 млрд, а в североамериканские – $44,1 млрд. Инвестиции в ЦОДы Европы выросли за год на 13,6%: с $40,5 млрд до $46 млрд.

Использование европейскими компаниями

По заказу Oracle исследовательская компания Quocirca провела осенью 2012 г. 952 телефонных интервью об использовании ЦОДов в 10 регионах, среди которых есть и Россия. Помимо нашей страны опрос проходил в европейских странах (Великобритании, Франции, Италии, Норвегии и т. ) и на Ближнем Востоке (в Саудовской Аравии и ОАЭ). Это уже третье аналогичное ежегодное исследование.

На этот раз опрос показал, что компании возвращают свои данные в корпоративные дата-центры. Обращение к внешним коммерческим мощностям является, скорее, краткосрочной мерой для бизнеса, напуганного годом ранее взрывным ростом объема данных. В январе 2012 г. , после аналогичного опроса аналитики констатировали заметную тенденцию к использованию внешних ЦОДов.

Новое исследование показало рост доли респондентов, использующих только собственные ЦОДы на 19% — с 45% до 66%. При этом доля организаций с единственным собственным дата-центром увеличилась до 41% (26% в 2011 г. Несколько ЦОДов запущены у 25% (ранее у 19%). Что касается заказчиков, совмещающих аренду и владение мощностями, то доля таких организаций за год уменьшилась с 56% до 34%.

При этом, судя по исследованию, рост объема данных не останавливается. Процентная доля организаций, отметивших, что им потребуется новый ЦОД в ближайшие 12 месяцев, увеличилась с 22% до 26%. А количество организаций, которые не видят потребности в новом ЦОДе в обозримом будущем, сократилось до 7% (8% годом ранее).

Как отмечают в Oracle, в России заказчикам и не нужно возвращаться, т. у нас и так традиционно отдают предпочтение созданию новых собственных ЦОДов. Более 90% российских респондентов ответили, что новое оборудование необходимо им потому, что парк техники устарел. Годом ранее помимо этого основным обоснованием для инвестиций в корпоративные ЦОДы назывался рост бизнеса, сейчас же обновление парка стало играть заметно большую роль. Количество высоконагруженных серверов (утилизация >51% мощности оборудования) выросло за год на 4%, а средненагруженных (21%-50%) – на 5%.

Вырос за год и уровень виртуализации, оценивавшийся в опросе. Доля организаций, у которых он находится в границах 10-29%, выросла с 24% до 32%, а компаний с уровнем виртуализации 30-49% теперь уже 17% вместо 12% годом ранее. Число компаний с уровнем виртуализации <10% за год сократилось с 38% до 31%.

Сервисы на базе ЦОД

Интерес заказчиков к сервисам, предоставляемым на базе центром обработки данных (ЦОДов), растет, но в целом на мировом рынке подобного рода услуг динамика и ключевые показатели существенно разнятся от региона к региону, по данным Gartner. Глобальным трендом мирового рынка дата-центров при этом является переход к промышленным сервисам, таким как инфраструктурные сервиса, IaaS и PaaS.

В Северной Америке, по данным исследования Gartner, хостинг (42%) и сервисы IaaS достигли наиболее высокого уровня адаптации среди клиентов, тогда как во всем остальном мире наибольшей популярностью пользуется аутсорсинг ЦОДов (80%). По данным Gartner, во всем мире драйвером для роста сервисов на базе дата-центров является экономический рост и увеличение покупательской активности компаний среднего и малого бизнеса. Все это должно привести к созданию новых моделей доставки услуг на макро географическом уровне.

Сегмент аутсорсинга дата-центров в Северной Америке в 2011 году достиг $33 млрд, тогда как сегмент веб-хостинга и co-location — $23 млрд. Этот региональный рынок имеет наиболее высокий показатель адаптации облачных услуг, на него приходится 60% всего мирового рынка публичных облачных сервисов. Кроме того, рынок хостинга США продолжает концентрировать в себе все ключевые инновации. В целом рынок промышленных сервисов на базе ЦОДов в Северной Америке развивается интенсивными темпами, постоянно появляются новые предложения, например, storage as a service.

Сегмент аутсорсинга дата-центров в Европе в 2011 году достиг $38 млрд, тогда как сегмент веб-хостинга и co-location — $8,6 млрд. Показатель уровня адаптации публичных облачных сервисов здесь составил 22,9%. Ранее европейский рынок сервисов на базе ЦОД был сильно фрагментирован и подразделялся на множество отличных друг от друга региональных рынков, но с 2005 года ведущие аутсорсинговые компании начали открывать бюджетные удаленные ЦОДы, а также развивать инфраструктурные промышленные сервисы, опираясь в первую очередь на заказчиков SAP. Особенно эта тенденция усилилась в ходе кризиса 2008 года и далее.

Рынок сервисов а базе ЦОДов в этом регионе в 2011 году достиг в объеме $10 млрд, тогда как сегмент веб-хостинга и co-location — $2,5 млрд. Адаптация публичных облачных сервисов составила 9,8% в Японии и 3% в других странах региона. Япония и Южная Корея имеют наиболее крупные рынки веб-хостинга, тогда как Сингапур и Гон Конг являются важными региональными хабами для мултинациональных корпораций. К числу других развитых рынков региона относятся рынки Австралии, Новой Зеландии и Тайваня. На рынке аутсорсинга дата-центров в этом регионе доминирует несколько инфраструктурных вендоров, тогда как в каждой стране работает и множество локальных провайдеров.

Прогноз до 2016 года

Согласно прогнозу аналитической фирмы TechNavio, среднегодовые темпы роста мирового рынка ЦОД за период 2012-2016 гг. составят не менее 10,7%. Стимулом роста станут тенденции централизации компаниями своих ИТ-ресурсов и перехода к облачным сервисам, хотя увеличение стоимости площадок для ЦОД несколько затормозит рост их числа.

По мнению аналитиков, облачные сервисы требуют от сервис-провайдеров наличия высокопроизводительных центров обработки данных (ЦОДов), что будет стимулировать рост мирового парка ЦОД. В то же время данные TechNavio показывают, что сегодня компании всего мира испытывают существенное давление регуляторов разных стран в отношении норм для ЦОДов, которые вводятся правительствами, чтобы обеспечить внедрение в решения «зеленых» технологий. В результате на современных ЦОДах устанавливают передовое оборудование, которое обеспечивает высокопроизводительную работу и одновременно снижение потребления электроэнергии. Например, по данным Lawrence Berkeley National Laboratory, использование в США облачных вычислений может сократить потребление электроэнергии американских компаний на 87%. В то же время высокая стоимость арендуемых под ЦОД площадей неминуемо ведет к росту услуг, оказываемых ЦОДами.

Ключевыми игроками рынка ЦОД TechNavio считает следующие компании: Avaya, Cisco Systems, Dell, EMC, Vertiv (ранее Emerson Network Power), Hewlett-Packard, IBM, Juniper Networks, NEC, NetApp, Rittal (Риттал) и Schneider Electric. Аналитики отмечают, что хотя на рынке ЦОД в целом присутствует немало игроков, большинство из них являются не универсальными, а «узкоспециализированными», т. выпускают продукты и сервисы для определенного вертикального сегмента рынка.

Наиболее крупным региональным рынком, по оценкам TechNavio, является Северная Америка, хотя и другие регионы наращивают свои доли рынка очень быстро, внедряя новые ЦОДы.

Экономический эффект простоев дата-центров

Когда пользователи Интернета выполняют запросы в поисковых службах, делают закупки на своих любимых торговых веб-узлах или общаются с друзьями с помощью социальных СМИ, все это возможно благодаря центрам обработки данных. Для примера: оборот 40 миллиардов евро в сегменте электронных продажах за выходные дни больше, чем оборот в экономике Болгарии. В условиях подобной популярности Интернета и активности его пользователей наличие надежной инфраструктуры центра обработки данных становится как никогда важным. В этом году человечество создаст 1,2 триллиона гигабайт (Гб) данных, что эквивалентно 75 миллиардам плееров iPod емкостью 16 Гб, то есть более десяти таких плееров на каждого жителя планеты.

Чем выше зависимость от центров обработки данных, тем масштабнее будут последствия простоя. Если все 509 147 центров обработки данных выйдут из строя по 2,5 раза (на основании средней оценки) на 134 минуты, это составит 2 842 737 часов простоя и приведет к потере 320 миллиардов евро в год. Этой суммы хватило бы, чтобы купить каждому жителю Мюнхена по яхте.

Россия опасна для строительства дата-центров

На последних строчках рейтинга можно увидеть такие страны как Чешская республика, Китай, Мексика, Индонезия, Индия и Бразилия. Россия при этом занимает позицию непосредственно перед ними – 24-е место из 30.

Критерии оценки в рамках рейтинга включали, например, такие параметры как обеспеченность энергией, наличие широкополосного соединения, легкость ведения бизнеса в конкретной стране, налоговое бремя, законодательная среда, политическая стабильность, возможности для устойчивого развития, природные катастрофы, уровень образования и энергетической безопасности, ВВП на душу населения, инфляция и водные ресурсы.

Конкретно для России, обладающей достаточными энергетическими ресурсами, проблемой, по оценкам аналитиков, являются высокий процент инфляции, политическая нестабильность и сложность ведения бизнеса.

Для сравнения, Великобританию поместили на 2-е место из-за проблем с энергоносителями и, соответственно, энергетической небезопасности. По той же причине, а также из-за достаточно высоких ставок оплаты труда, не смогли стать лидерами Франция и Германия, что, впрочем, не мешает им быть хабами для множества дата-центров.

В Азии экономика развивается очень бурно, но все еще остается достаточно проблемной. В качестве возможных трудностей при размещении ЦОДов в данном регионе отмечаются недостаток правительственного регулирования отрасли и слабые цепочки поставок в пределах региона. Довольно сложной с точки зрения обслуживания дата-центров остается ситуация в Китае, но она может исправиться в ближайшем будущем, считают эксперты. Среди стран Азии для ЦОДа наиболее безопасен Катар – он занял 10-ю строчку в рейтинге.

Число крупнейших дата-центров в мире превысило 800

Количество в гипермасштабируемых дата-центров в мире во втором квартале 2022 года превысило 800, сообщили аналитики Synergy Research Group в сентябре 2022-го. Около 53% мощностей таких объектов приходится на США.

В Китае сосредоточено около 15% мощностей ЦОДов в мире. Этот рынок, по словам исследователей, остается относительно изолированным, но там располагаются дата-центры таких крупных китайских компаний, как Alibaba, Tencent и Baidu. В Европе ведущими странами с точки зрения гипермасштабируемой инфраструктуры являются Ирландия и Нидерланды.

В Европе Нидерланды и Ирландия всегда были наиболее крупными рынками дата-центров, опережая страны с более крупной экономикой, такие как Германия и Великобритания. Но в глобальном масштабе выдающимся регионом является американский штат Вирджиния. В Вирджинии гораздо больше мощностей гипермасштабируемы ЦОДов, чем в Китае или на всем европейском континенте, — отметил аналитик Synergy Джон Динсдейл.

Как определить КПД дата-центра

Под КПД обычно понимают долю ресурсов, которая трансформируется в желаемый результат. Математически результат выглядит как отношение полезного «выхода» к общему и умноженное на 100. При расчете КПД дата-центра «входом» будет общая потребляемая электроэнергия, а «выходом» – мощность, которую потребляет IT-оборудование:

КПД ЦОД = (мощность, потребляемая ИТ-нагрузкой) / (полную мощность, потребляемую ЦОД)

В идеальном случае вся мощность, которая поступает на ЦОД, будет соответствовать нагрузкам ИТ-оборудования. В реальных условиях часть электроэнергии уйдет другим потребителям, которые перечислены в начале статьи.

Как избежать погрешностей при определении КПД

Для расчета эффективности работы ЦОД используют значения КПД, заявленные производителями оборудования, используемого для вычислений, охлаждения и второстепенных задач. Этот способ простой, но ошибочный, так как не показывает достоверный КПД (обычно он получается завышенным), не позволяет обнаружить проблему и приступить к поиску ее решений.

Почему так происходит? Когда производители рассчитывают КПД для системы электропитания, они делают это по стандартной формуле: находят процентное отношение выходной мощности к входной. В системах кондиционирования другой принцип – там считают коэффициент производительности, или отношение отведенного тепла к входной мощности.

Если изучить параметры КПД систем электропитания и охлаждения, получится, что у разных производителей они будут очень похожими, так как обычно используют усредненные результаты. Если взять их для реальных расчетов, легко переоценить потери электроэнергии.

Альтернативой будут расчеты на основе фактических замеров, когда энергопотребление всех единиц IT-оборудования суммируется и делится на полную входную мощность дата-центра. Но и здесь нужно учитывать, что КПД электропитания и кондиционирования – величины не стабильные и меняются по мере роста/снижения ИТ-нагрузки. А сама ИТ-нагрузка ощутимо ниже номинальной мощности компонентов, из которых состоит инженерная инфраструктура.

Как на ЦОДы повлияют санкции

Задача снижения энергопотребления была, есть и будет несмотря на санкции. Это критически важно для финансовой модели ЦОДов, ведь снижение издержек при эксплуатации — задача любого бизнеса. Особенно когда бизнес инфраструктурный, с высокими энергетическими затратами.

Повышать энергоэффективность без применения иностранного оборудования возможно, так как она заключается не в самом оборудовании, а в инженерных решениях. Придется разработать отечественные инженерные решения, не покупая дорогой комплекс с умными технологиями, который зачастую невозможно починить из-за проблем с системами автоматики.

Трудности в реализации энергоэффективных решений могут быть. Например, импорт холодильных машин для системы кондиционирования сейчас невозможен, а российского производства у нас нет. Но альтернативные варианты остаются. Например, испарительное охлаждение. ЦОДы используют испарительное охлаждение, потому что это малозатратно и эффективно, но красивой маркетинговой истории у технологии пока нет.

Другими словами, помимо трудностей, с которыми столкнется рынок создания «зеленых» ЦОДов, мы видим и возможности. Трудности заставят искать решения, проявлять изобретательность, пересматривать известные и работающие технологии, которые забыли из-за агрессивной маркетинговой политики производителей и вендоров дорогостоящих решений.