Проходивший 6–7 марта в Сан-Хосе ежегодный форум консорциума The Green Grid (TGG) стал рекордным по количеству участников и широте представленных тем. Примечательно, что эта организация расширила круг своих интересов, который теперь охватывает повышение эффективности использования ресурсов в ИКТ, центры обработки данных и вычислительную экосистему для бизнеса.
Панельная дискуссия на тему «ЦОД2025» стала одной из самых захватывающих и будоражащих воображение. Вела ее Кэтрин Уинклер, представительница компании EMC и член совета директоров TGG, а участвовали в ней такие авторитетные и прозорливые эксперты, как Марк Аггар (Microsoft), который является членом совета директоров TGG, Скотт Хеннебери (Schneider Electric), Джим Смит (Digital Realty Trust), Вернон Тернер (IDC) и Стивен Дойга (Rocky Mountain Institute). Они попытались сделать смелые прогнозы относительно будущих форм, сервисов, бизнес-моделей, потребительского спроса и факторов развития рынка ИКТ и ЦОД, чтобы понять, где эти технологии могут использоваться в 2025 году.
Будут ли ЦОД-2025 радикально отличаться от сегодняшних? Станут ли в них применяться совершенно новые системы электропитания и охлаждения или процессоры на биоэлементах? Маловероятно. Большинство из них будут построены задолго до 2025 года. Это означает, что в строю останутся многие, если не все работающие сейчас центры обработки данных, а по мнению некоторых участников дискуссии, даже те площадки, которым уже сейчас более 10 лет.
Насколько же изменятся ЦОД? Несомненно, в них найдут отражение эволюционные модификации в конструкции зданий, интеграция в окружающую среду (естественное охлаждение — экономайзеры, «зеленая» энергетика, экологически рациональные экосистемы), рекомендации LEED («The Leadership in Energy & Environmental Design» — «Руководство по энергетическому и экологическому проектированию») и BREEAM («Building Research Establishment Environmental Assessment Method» — «Метод оценки экологической эффективности зданий»), а также другие инновации в области инфраструктуры. Что касается информационнокоммуникационных технологий (ИКТ), то им предстоит пройти к тому времени 4–7 циклов обновления (спасибо закону Мура), а суперкомпьютеры, вероятно, достигнут производительности в несколько петафлопс, что может иметь интересные следствия применительно к электропитанию и охлаждению.
Однако никаких волшебных превращений ЦОД не предвидится. Да, производительность вычислений, как и общая производительность на ватт, возрастет экспоненциально, что, как можно было бы предположить, должно привести к снижению энергопотребления цифровой инфраструктурой, корпоративными вычислительными системами и центрами обработки данных. Но вместо этого мы ожидаем обратного — в силу вступает парадокс Джевонса (повышение эффективности использования ресурса ведет к еще большему спросу на него). При стоимости вычислений, быстро стремящейся к нулю, мы станем свидетелями лавинообразного роста количества новых приложений для надежной, работающей в режиме 24x7, глобально доступной электронной сети. А это позволит реализовать новые экономические и бизнес-модели, значительно сократив использование традиционной инфраструктуры. Только представьте, что, возможно, больше уже не будет построено ни одной публичной библиотеки.
Социальные проблемы и вопросы защиты окружающей среды будут способствовать эволюции ЦОД в совершенно новых направлениях, ведь население планеты растет, и следующему миллиарду человек тоже потребуется доступ к электронным сервисам и коммуникациям, услугам передачи данных. Нужно будет произвести, продать, подключить к беспроводным сетям (что наиболее вероятно) или к волоконно-оптической инфраструктуре миллиард новых смартфонов, планшетов или лаптопов, да вдобавок обеспечить их электропитанием. Где взять медь, литий (если предположить, что в ходу останутся литиево-ионные батареи) и другие материалы, необходимые для изготовления данных устройств? Если даже исходить из оптимистичных цифр (10 Вт для работы/зарядки каждого устройства и 10 Вт в совокупности для доступа к беспроводным сетям и ЦОД), то потребуются гигантские генерирующие мощности — 2000 МВт в круглосуточном режиме (24×7) в совершенно новых электросетях, построенных в не освоенных до этого географических регионах.
Согласно другому сценарию, мы можем увидеть, что, по мере появления на границе сети еще более мощных устройств и распространения распределенных вычислений, внутри самой сетевой инфраструктуры будут создаваться новые «центры обработки данных» в целях совместного использования доступных свободных вычислительных мощностей. Представьте себе следующий масштабируемый сервис ЦОД торгового центра: при въезде каждого автомобиля на его территорию водителю задается вопрос, предпочитает ли он заплатить за парковку или вместо этого разрешить работающим здесь операторам «использовать» (и продавать) вычислительные мощности своей бортовой электроники. Крупный бизнес может применять подобный подход для масштабирования собственных вычислительных мощностей в соответствии с численностью сотрудников.
Участников панельной дискуссии интересовали вопросы использования в ЦОД «зеленых» и возобновляемых/ альтернативных источников энергии, что часто создает значительную точечную нагрузку на электросети. Энергия ветра, солнечная энергия и энергия прилива далеко не надежный источник в смысле обеспечения генерации энергии в режиме 24×7, однако она может быть использована в модели с «пакетной» (в терминах эпохи мейнфреймов) нагрузкой ЦОД, которая планируется исходя из известных и прогнозируемых источников энергии. Может быть, ближе к 2025 году мы увидим размещенные в основании ветряков инфокоммуникационные контейнеры. Или устройства для накопления энергии, интегрированные с ветрогенераторами, солнечными батареями и другими возобновляемыми источниками и играющими роль буфера для управления подачей электроэнергии в зависимости от изменяющейся нагрузки.
К 2025 году могут появиться операторы ЦОД, которые используют модель «следования за энергией», то есть перемещающие нагрузку и пакетные задания в те места, где дует ветер, светит солнце и течет вода. О таком подходе рассказал в своем ключевом докладе Чандракант Патель, директор одного из подразделений HP Labs. Он также обратил внимание на социальные, экономические и экологические последствия и преимущества, возникающие в связи с появлением следующего миллиарда пользователей электронных устройств, особенно на развивающихся рынках. Чандракант Патель поделился новым подходом к электроснабжению небольших региональных и местных центров данных, поддержанию функционирования беспроводной инфраструктуры и предприятий за счет использования энергии самообеспечиваемых электростанций, работающих на биотопливе.
Между тем остается открытым вопрос о способах адаптации существующих ЦОД к ускоряющимся переменам в ИТ.
В переломные моменты эволюции ИКТ, программного обеспечения, приложений, бизнеса и обновления инфраструктуры они будут развиваться в соответствии с логикой энергетики на своих уникальных площадках (назовем ее Energy Logic).
В результате продолжающейся консолидации и виртуализации серверов и увеличения плотности оборудования в стойках занимаемые вычислительными системами площади могут сократиться вчетверо, а освободившееся место частично займут системы хранения и сетевое оборудование, которые в 2025 году будут обслуживать возросшую до зеттабайтных объемов цифровую вселенную.
Определенно, у ЦОД-2025 коэффициент энергоэффективности PUE не достигнет значения 0,5 и, конечно, не появится возможность вырабатывать энергию за счет вычислений. Но, по всей видимости, центры обработки данных станут интеллектуально адаптируемыми и масштабируемыми, способными использовать множество различных систем электропитания и охлаждения, а также объединять разнородные вычислительные ресурсы в реальном времени для поддержки критичных приложений.
Джек Пуше — директор по инициативам в области энергетики компании Emerson Network Power.