Передовые серверные чипы привлекают большое внимание благодаря своему потенциалу повышения производительности, но процессоры нового поколения также работают жарче, чем старые образцы, и операторам центров обработки данных будет трудно понять, что делать, поскольку рекомендации производителей чипов ограничены.
В то же время все более пристальное внимание будет уделяться роли, которую ИТ-оборудование может играть в усилиях по повышению энергоэффективности. Эти взаимосвязанные тенденции - один из главных прогнозов Uptime Institute для центра обработки данных на этот год.Шлюз для пограничных вычислений
“Операторы будут прилагать все усилия, чтобы использовать новые, более горячие серверные чипы”, - заявила Жаклин Дэвис, аналитик компании Uptime, во время веб-трансляции, посвященной прогнозам института в отношении центров обработки данных на 2023 год. В то же время “внимание к энергоэффективности будет распространяться и на само ИТ-оборудование, что, по нашему мнению, уже давно назрело".
Серверное тепло поднимается
Центры обработки данных, которые строятся сегодня, должны оставаться экономически конкурентоспособными и технологичными через 10-15 лет, однако новые технологии производства микросхем заставляют операторов ставить под сомнение традиционные принципы проектирования центров обработки данных.
0 секунд 0 секунд 13 минут 48 секунд Торговый объем 0%
Этот видеофайл не может быть воспроизведен. (Код ошибки: 232001)
“При проектировании центров обработки данных необходимо учитывать требования к питанию и охлаждению серверов, которые остаются неизменными на протяжении многих лет. Проектировщики могут планировать от четырех до шести киловатт на стойку”, - говорит Дэниел Бизо, директор по исследованиям компании Uptime. “Постоянные обновления ИТ-систем не требуют модернизации инфраструктуры электропитания и охлаждения”.”
Сейчас ситуация меняется. Плотность мощности на стойку и на серверный блок растет. Например, процессор Intel Xeon Scalable 4-го поколения с кодовым названием Sapphire Rapids имеет тепловую расчетную мощность (TDP) до 350 Вт, а процессор AMD Epyc 4-го поколения с кодовым названием Genoa имеет TDP до 360 Вт.
“Дорожные карты будущих продуктов предусматривают появление в ближайшие несколько лет основных серверных процессоров с TDP от 500 до 600 ватт”, - говорит Бизо. Поэтому эта тенденция вскоре начнет дестабилизировать проектные предположения, поскольку мы видим, что основные серверы приближаются или превышают один киловатт“.
Специализированные системы высокопроизводительных вычислений (HPC) на базе GPU могут потреблять сотни ватт на чип при пиковой мощности. Помимо высокой тепловой мощности, они также имеют низкие температурные пределы.
“Они создают двойную нагрузку на систему охлаждения, поскольку выделяют больше тепловой энергии, а многие из них также требуют более низких рабочих температур”, - говорит Бизо. По его словам, отвод большого количества тепла для достижения криогенных температур является технически сложной задачей, что заставит операторов по-другому подходить к охлаждению. Например, некоторые операторы центров обработки данных рассмотрят возможность поддержки прямого жидкостного охлаждения.
Дилеммы, возникающие при проектировании нишевых приложений HPC, можно считать ранним предупреждением о проблемах энергопотребления и охлаждения, которые процессоры с высоким TDP принесут на основной рынок корпоративных серверов. “Это требует некоторых догадок”, - говорит Бизо. “Насколько мощной является типичная ИТ-стойка? Насколько мощными станут стойки высокой плотности? Какие модели охлаждения должны будут поддерживать центры обработки данных к концу этого десятилетия?”
При консервативном подходе можно продолжать использовать стойки с низкой плотностью, но это увеличивает риск того, что центр обработки данных станет слишком ограниченным или даже устареет раньше времени. Однако компания Bizo предупреждает, что более агрессивные подходы к проектированию требуют высокой плотности стоек, что увеличивает риск недоиспользования мощностей и перерасхода ресурсов.
“При работе с новыми поколениями ИТ-технологий операторы будут стоять перед различными выборами. Они могут ограничить температуру воздуха и смириться с потерей эффективности. Или, как рекомендует [американский отраслевой орган] ASHRAE, класс H1 [тепловые стандарты], они могут ограничить температуру воздуха для этих ИТ-систем и создать специальную среду, чтобы минимизировать ущерб для эффективности объекта. Или они могут облегчить переход на прямое жидкостное охлаждение”, - говорит Бизо. “Хотя физика полупроводников является основополагающим физическим фактором, экономика инфраструктуры будет влиять на результаты проектирования и эксплуатации центров обработки данных. В условиях отсутствия рекомендаций со стороны производителей микросхем адаптивность будет играть ключевую роль".
Энергоэффективность переключает внимание на ИТ
По прогнозам Uptime, предприятия и операторы центров обработки данных будут продолжать испытывать давление, требующее повышения эффективности ИТ.
В прошлом ответственность лежала на стороне оборудования. По словам Бизо, операторы центров обработки данных несут основную тяжесть требований к устойчивости и эффективности и за последние 15 лет добились огромных успехов в области эффективности использования энергии (PUE). (PUE измеряет отношение энергии, потребляемой ИТ-оборудованием, к энергии, потребляемой всем центром обработки данных. Благодаря таким инициативам, как разделение воздуха, более гибкие температурные режимы, более жесткий контроль охлаждения, вентиляторов и распределения питания, а также использование возобновляемых источников энергии, объекты улучшают свои ресурсы. Их использование становится более эффективным.
“Операторы центров обработки данных делают многое в области устойчивого развития. В то же время, по большому счету, ИТ не участвуют в этих обсуждениях”, - говорит Бизо. “Это становится все более неприемлемым. Почему? Да просто потому, что все, что остается в плане повышения эффективности, скрыто в энергоэффективности ИТ".
По данным Uptime, давление возрастает в четырех ключевых областях:
Сопротивление муниципалитетов строительству новых крупных центров обработки данных: Опасения по поводу доступности электроэнергии и земли привели к усилению ограничений на строительство новых центров обработки данных с 2019 года и, скорее всего, будут усиливаться. Например, во Франкфурте (Германия) строительство новых облачных и хостинговых центров ограничено определенными районами из-за опасений по поводу масштабного использования земли и изменения городской линии горизонта.
Ограниченная доступность электроэнергии в сети для поддержки растущих мощностей центров обработки данных: Uptime приводит два региона - Дублин, Ирландия, и Северная Вирджиния, - где электросети напряжены, а энергетические компании приостанавливают или ограничивают новые подключения из-за недостаточной мощности генерации или передачи.
Усиление регулирования в области устойчивого развития и сокращения выбросов углерода, а также ужесточение требований к отчетности: например, в ЕС центры обработки данных сталкиваются с новыми, более подробными требованиями к отчетности по энергопотреблению и должны обнародовать показатели энергоэффективности. По данным Uptime, аналогичные инициативы сейчас реализуются и в США.
Высокие цены на энергоносители: До вторжения России в Украину цены на энергоносители и электроэнергию росли. В 2021 году оптовые форвардные цены на электроэнергию на европейских и американских рынках резко выросли. Сохраняется тенденция к удорожанию электроэнергии, что создает условия для волатильности.
Решение проблем, связанных с высокими ценами на электроэнергию, углеродной отчетностью и нехваткой мощности энергосистем, всегда было прерогативой операторов объектов. Но, по данным Uptime, отдача от таких мер уменьшается - все большее количество вмешательств приносит все меньше и меньше пользы. В отличие от этого, ИТ-отделы достигли зрелости в улучшении энергоэффективности центров обработки данных, особенно в области серверного оборудования.
Недостаточно используемое и неэффективное серверное оборудование - одна из ключевых областей, где ИТ-отдел может повысить энергоэффективность. Например, меньшее количество серверов с более высокими показателями производительности может привести к экономии энергии. Бизо отметил, что ИТ-специалисты могут сделать лучший выбор конфигурации оборудования и использовать динамическую консолидацию рабочих нагрузок. Функции управления питанием, такие как энергосберегающие состояния и возможности дросселирования мощности, также могут обеспечить значительный прирост энергоэффективности.
Улучшение построения ИТ-инфраструктуры
Геополитика, облака и стоимость центров обработки данных
Напомним, что два предсказания из прогноза Uptime на 2023 год заставят ИТ-специалистов больше внимания уделять серверному оборудованию: Потребность в электроэнергии растет по мере выхода на рынок более мощных серверных процессоров; ожидания энергоэффективности теперь возлагаются на ИТ-команды, причем не только на команду по обслуживанию помещений.
Пять прогнозов Uptime по центрам обработки данных на 2023 год:
Геополитика продолжит усиливать проблемы цепочек поставок: Uptime назвала политическую напряженность между западным альянсом во главе с США, Китаем и Россией повышением риска сбоев в цепочках поставок. По прогнозам компании, цепочки поставок полупроводников и подводные кабельные системы особенно уязвимы к потенциальным экономическим и военным конфронтациям.
Миграции в облако будут подвергаться более тщательному контролю: По прогнозам Uptime, в период экономического стресса и неопределенности угроза стремительного роста стоимости миграции и облачных вычислений замедлит или предотвратит некоторые критически важные миграции.
Стоимость центров обработки данных вырастет: В последние годы стоимость ИТ-услуг и помещений для центров обработки данных имела тенденцию к снижению. По прогнозам Uptime, сейчас эта тенденция закончилась, и цены будут расти. Проблемы с цепочками поставок, рост цен на энергоносители и увеличение стоимости рабочей силы - все это способствовало росту цен. Это не означает, что рост цен снизит спрос на центры обработки данных, но он может подтолкнуть к новым усилиям по повышению эффективности.