Дата-центры выбрасывают немало горячего воздуха, и в IBM Japan и NTT Comware надеются, что смогут анализировать эти выбросы с большой пользой. Как сообщает The Register, новый подход поможет учитывать энергопотребление и выбросы углекислого газа, чтобы в конечном итоге снизить и то и другое. Технология использует температурные датчики вокруг ЦОД, поэтому внутреннюю инфраструктуру для получения данных переделывать не придётся.

Технологию уже протестировали в прошлом году в японском ЦОД NTT Comware. Предсказуемо выяснилось, что температура уже использованного для охлаждения воздуха пропорциональна энергопотреблению. Корреляцию между этими показателями выявили с помощью модели машинного обучения, о способностях которой стороны пока предпочитают не рассказывать. Дополнительно используется пакет приложений IBM Maximo для управления активами и бизнес-процессами.

Известно, что партнёры намерены организовать точный контроль систем охлаждения на основе оценки коллективного энергопотребления серверов. Операторы ЦОД являются первоочередными пользователями разрабатываемой технологии, поскольку охлаждение составляет одну из ключевых статей расходов дата-центров, причём для полноценной работы оборудования необходимо обеспечить оптимальную температуру.

Источник изображения: Walkerssk/pixabay.com

Хотя серверы и сами могут передавать данные о своей производительности, изоляция и конфиденциальность являются основой хорошего хостинга. При этом технология оценки тепловых выбросов позволяет получать данные по косвенным признакам, не отпугивая клиентов, а также потенциально снизить себестоимость эксплуатации, в том числе энергопотребление и даже углеродный выброс. Технология уже демонстрируется в новой японской штаб-квартире IBM в Toranomon Hills Station Tower.

Ассоциация AFCOM в очередном докладе о состоянии мировой индустрии ЦОД отмечает, что сейчас наблюдается бум в строительстве и инновационном проектировании ЦОД на фоне растущего рынка ИИ и расширение цифровых сервисов в целом. Но вместе с появлением новых решений появляются и новые вызовы в области энергоснабжения, охлаждения и обеспечения экоустойчивости дата-центров.

Как сообщается в материалах ассоциации, развитие ИИ-систем значительно влияет на рынок ЦОД и сопутствующую инфраструктуру. Изменения продвигаются гиперскейлерами, которые оптимизируют свою инфраструктуру для повышения вычислительной плотности, что необходимо для ИИ-задач. По мнению экспертов, дата-центры для ИИ-нагрузок оптимальнее строить с нуля, а не пытаться модернизировать уже существующие мощности, поскольку современная инфраструктура отличается уникальными требованиями к охлаждению и энергоснабжению.

Согласно опросу AFCOM, 53 % представителя индустрии уверены, что новые ИИ-проекты определённо увеличат требования к ёмкости в колокейшн-сегменте. 56 % респондентов заявили, что планируют внедрять в своих ЦОД решения для поддержки ИИ-нагрузок, причём в основном речь идёт о генеративном ИИ (43 %). Помимо ИИ, рост спроса на вторичных рынках и спроса на высокоёмкие колокейшн-сервисы также стали стимулами к реализации новых проектов ЦОД.

Источник изображения: Ricardo Gomez Angel/unsplash.com

Данные AFCOM косвенно подтверждается прогнозами Gartner на 2024 год — общие IT-расходы вырастут до $5 трлн (+6,8 % год к году), а сегмент ЦОД прибавит сразу 7,5 % и вырастет до $261 млрд. Эксперты уверены, что корпорации будут находить всё больше способов применения IT-технологий, а ЦОД формируют костяк корпоративной IT-инфраструктуры. И спрос почувствуют все, кто занят в строительстве и эксплуатации ЦОД.

Источник изображения: AFCOM

По мнению европейских экспертов, проблемы, связанные с экономическими причинами, цепочками поставок, доступностью земли и энергии, а также местными законами можно будет решить с помощью внедрения инноваций. Все эти вызовы могут стать главными для индустрии ЦОД в 2024 году. Так, 73 % респондентов намерены использовать возобновляемую энергию на своих объектах, а 27 % уже делают это.

Источник изображения: AFCOM

Также ожидается рост доли модульных ЦОД. 42 % респондентов приветствуют гибридный подход к строительству дата-центров, при котором наряду с капитальными строениями используются готовые модульные конструкции. В основном речь идёт и готовых модулях питания (78 %) и охлаждения (72 %). Модульный подход способен сократить время строительства ЦОД на 40–80 % и снизить на ⅔ углеродный выброс.

Источник изображения: AFCOM

При этом ИИ порождает не только проблемы и вызовы. Развитие систем ИИ способствует оптимизации работы самих дата-центров, а также повышению уровня безопасности. Например, ИИ может прогнозировать пиковые нагрузки и автоматически распределять физические и виртуальные ресурсы, а также учитывать доступность источников энергии, что повышает экоустойчивость площадок.

Операторы ЦОД оказались на переднем фронте монументальных изменений — по некоторым оценкам, внедрение ПО на основе больших языковых моделей (LLM) в следующие пять лет станет столь же повсеместным, как и обычных веб-приложений, а новые технологии способны произвести революцию в любом бизнесе.

Uptime Institute считает, что операторов ЦОД ожидают испытания — многим придётся пересмотреть свои обещания о сроках достижения нулевых выбросов. Как сообщает Computer Weekly со ссылкой на экспертов организации, бизнес столкнётся с усиливающимся давлением со стороны регуляторов, что повлияет на его планы.

Это лишь один из прогнозов. В частности, в Uptime Institute считают, что «сложный период» для операторов ЦОД продлится до 2030 года — организации будут бороться за то, чтобы добиться поставленных целей, а также противостоять регуляторам и даже некоторым партнёрам, пытаясь привести корпоративные бизнес-задачи в соответствие с целями достижения экоустойчивости и устойчивого развития.

Регуляторы ужесточают контроль за сектором и уже начали прибегать к принудительным мерам достижения собственных целей. Например, инициативы вроде закона ЕС Corporate Sustainability Reporting Directive призваны усилить давление на крупные компании по всему миру. В частности, необходимо будет в обязательном порядке сообщать об углеродных выбросах и связанных с изменением климата рисках. Кроме того, имеется перспектива вступления в ЕС в силу Директивы по энергоэффективности (EED), которая потребует от операторов детально отчитываться об энергорасходах IT-оборудования.

Источник изображения: Johannes Plenio/unsplash.com

Другими словами, некогда поспешно взявшие на себя природоохранные обязательства организации столкнутся с тем, что не смогут их выполнить. Например, как сообщает Uptime Institute, в рамках инициативы ООН Science Based Targets initiative (SBTi) принято решение удалить Amazon Web Services (AWS) из списка компаний, готовых бороться с климатическими изменениями. В 2019 году Amazon обязалась к 2040 году устранить или компенсировать все свои углеродные выбросы, но к августу 2023 года стало понятно, что AWS не удаётся добиться поставленных целей.

Теперь, по мнению Uptime Institute, операторам будет труднее и дороже выполнять публично взятые на себя обязательства, а некоторые могут и вовсе отказаться от них. Другой вариант — максимально снизить прозрачность отчётов о достижении целей, особенно с учётом роста использования энергоёмкого оборудования и ПО, а также недостатка возобновляемой энергии и растущих требований к экоустойчивости со стороны государственных и надгосударственных органов.

Например, британская инициатива по достижению нулевых выбросов предполагает, в частности, создания сетей отопления, которые могли бы использовать избыточное тепло ЦОД для обогрева домов и офисов. Но в результате многие операторы могут стать менее открытыми при публикации отчётов, в которых они раскрывают ключевые показатели экоустойчивости, обнародуя лишь необходимую по закону информацию.

Источник изображения: Elisa Ventur/unsplash.com

По мнению экспертов, индустрия находится в «поворотной точке» — под давлением бизнес может начать широкомасштабное внедрение более «агрессивных и продуманных» стратегий достижения экоустойчивости. В частности, из-за роста спроса на вычислительные мощности операторам придётся прилагать больше усилий для того, чтобы снизить общее энергопотребление.

В Uptime Institute уверены, что выбросы ЦОД и потребление электроэнергии заметно вырастут. По некоторым оценкам, расход электричества в обозримом будущем может как минимум удвоиться. Из-за этого увеличится и нагрузка на энергосети и цепочки поставок, углеродной нейтральности добиться будет ещё сложнее, заодно вырастут затраты на строительство и обслуживание ЦОД — операторы попадут под «перекрёстный огонь» регуляторов, групп мониторинга и всевозможных экоактивистов.

Китайский техногигант Tencent разместил солнечную электростанция в своём кампусе Tianjin High-Tech Cloud Data Center. Как сообщает Datacenter Dynamics, суммарная мощность установленных на крыше панелей составляет 10,54 МВт, они могут генерировать до 12 млн кВт∙ч ежегодно. В Tencent уже заявили, что такого количества энергии достаточно для снабжения до 6 тыс. домохозяйств.

Комапания пообещала стать углеродно-нейтральной к 2030 году. Сейчас на возобновляемую энергию приходится 54 % всего потребляемого ежегодно дата-центрами электричества, а более 70 % её кампусов ЦОД получают энергию из «зелёных» источников. У самой компании есть уже более 50 МВт собственных «зелёных» мощностей.

Источник изображения: Tencent

Энергия от новой станции проходит фильтрацию и преобразование для того, чтобы её было легче использовать, поскольку станция включена в основную энергосеть региона. Для хранения избыточной энергии установлено хранилище неназванного типа, а специальная ИИ-система управляет электропитанием ЦОД. В Tencent подчёркивают, что возобновляемые источники из-за нерегулярности поступления энергии значительно усложняют управление энергообеспечением дата-центров. Приходится прогнозировать расход электричества в зависимости от погоды и нагрузок, а также разрабатывать рекомендации по энергосбережению.

Компания Danfoss заключила с Google соглашение о внедрении в ЦОД последней новых систем охлаждения. Как сообщает пресс-служба Danfoss, решения компании помогут утилизировать избыточное тепло дата-центров, а Google в рамках партнёрства обеспечит доступ к своим ИИ-сервисам. Это позволит оптимизировать взаимодействие Danfoss с с клиентами, внутренние рабочие процессы и поднять производительность в целом.

Danfoss разрабатывает системы охлаждения, отопления, преобразования энергии, управления двигателями и иное промышленное оборудование. В дата-центрах Google компания намерена внедрить малошумные безмасляные компрессоры Turbocor с магнитными подшипниками, применяемые в системах воздушного или водяного охлаждения. Дополнительно будут использоваться модули Danfoss для повторного использования тепла, которые обеспечат «зелёный» обогрев не только помещений самой Google, но и расположенных поблизости коммерческих и жилых строений.

Источник изображения: Danfoss

Применение ИИ-решений Google позволит Danfoss оптимизировать внутренние операции и пользовательский опыт. Например, ИИ можно применять для сбора информации, автоматизации базы знаний, а также создания описаний продуктов и использования чат-ботов в электронной коммерции.

Как заявляют в Google, речь идёт о сотрудничестве с лидером в создании энергоэффективных систем, именно такие решения помогут выполнить цель техногиганта по полному переводу ЦОД на «безуглеродную» энергию к 2030 году. В Danfoss также подчеркнули, что ИИ поможет произвести революцию в строительстве и декарбонизации ЦОД. Ранее Google и Danfoss совместно с Schneider Electric и Danish Data Center Industry учредители в Дании платформу Net Zero Innovation Hub, основной целью которой является ускорение «зелёной трансформации» дата-центров.

Объём энергии, потребляемой дата-центрами, в результате роста криптовалют и ИИ-систем может увеличится более чем вдвое за три года. С соответствующим прогнозом выступило Международное энергетическое агентство (IEA). Тем не менее, рост потребления компенсируется появлением новых источников энергии.

Как сообщает агентство, сегодня в мире насчитывается более 8 тыс. ЦОД, 33 % из которых находятся в США, 16 % в Европе и около 10 % в Китае. В 2022 году их суммарное потребление составило около 460 ТВт∙ч, а в 2026 году оно может превысить уже 1000 ТВт∙ч. В США за этот период потребление вырастет с 200 ТВт∙ч (4 % от общего энергопотребления страны) до почти 260 ТВт∙ч в 2026 году (6 %). Основными драйверами роста станут развитие сетей 5G, облачных сервисов и налоговые льготы для операторов ЦОД.

В Китае, по оценкам госорганов, потребление ЦОД должно удвоиться до 400 ТВт∙ч к 2030 году в сравнении с 2020 годом. IEA же прогнозирует, что уже к 2026 году потребление вырастет до 300 ТВт∙ч, а драйверами роста станут 5G и IoT. Наконец, в Евросоюзе потребление в 2022 году было немногим ниже 100 ТВт∙ч (около 4 %), там на тот момент было 1240 ЦОД. Большинство кампусов приходится на рынки FLAPD (Франкфурт, Лондон, Амстердам, Париж, Дублина), но планируется строительство и новых объектов. В 2026 году энергопотребление в секторе должно вырасти почти до 150 ТВт∙ч.

Источник изображения: IEA

Например, по оценкам IEA, уже к 2026 году в Ирландии, ставшей одним из важнейшим хабов для ЦОД, последние будут потреблять 32 % всей электроэнергии в стране — 82 дата-центра здесь уже функционируют, 14 строятся и возведение ещё 40 утверждается. В 2022 году речь шла лишь о 17 % энергопотребления страны. При этом энергетический кризис в стране так и не закончился.

Источник изображения: IEA

Быстрая интеграция ИИ во многих секторах экономики увеличивает общее потребление энергии ЦОД. Например, поисковики могут столкнуться с ростом потребления в 10 раз в случае тотального внедрения ИИ. С учётом кратной разницы в использовании электричества при запросах в обычном поисковике и обращений к LLM вроде ChatGPT, эксперты предполагают, что только поиск с помощью ИИ потребует 10 ТВт∙ч ежегодно. ИИ-индустрия в целом, как ожидается, в 2026 году будет потреблять минимум на порядок больше энергии, чем в 2023 году.

Что касается криптовалют, то в 2022 году на них пришлось около 110 ТВт∙ч (0,4 % от мирового энергопотребления). За базовый вариант берётся прогноз, при котором потребление в этом секторе к 2026 году вырастет более чем на 40 % до 160 ТВт∙ч. При этом скорость развития отрасли ещё предстоит уточнить.

Источник изображения: IEA

Всего к 2026 году потребление электричества вырастет лишь на 3,4 %. Впрочем, рост не должен вызвать острого дефицита — его компенсируют за счёт источников возобновляемой энергии вроде ветряных, солнечных и гидроэлектростанций. Кроме того, большая ставка делается на рост «мирного атома». Уже к 2026 году на источники энергии с низкими выбросами придётся почти половина мирового производства электричества, для сравнения — в 2023 году речь шла о менее 40 %. В целом рост энергопотребления будет меньше, чем рост генерации возобновляемой энергии.

Источник изображения: Bloomberg/IEA

По словам главы IEA Фатиха Бироля (Fatih Birol), сегодня энергетический сектор производит углекислого газа больше, чем любая другая сфера экономики, поэтому быстрый рост возобновляемой и атомной энергетики в ближайшие три года не может не обнадёживать. В то же время должна уменьшиться глобальная интенсивность выбросов, связанных с выработкой энергии. Ожидается, что она в среднем будет падать до 2026 года по 3,5 % ежегодно. Для Евросоюза этот показатель составит и вовсе 13 % в год.

Amazon утверждает, что в 2023 году компания стала крупнейшим корпоративным покупателем возобновляемой энергии в мире и инвестировала в более 100 новых проектов, связанных с ветряными и солнечными электростанциями. Как сообщает пресс-служба Amazon, IT-гигант заключил за год больше соглашений о покупке энергии (PPA), чем любой другой бизнес с 2020 года.

В своё время компания объявила о намерении добиться нулевых выбросов в атмосферу к 2040 году, но её нередко критикуют за недостаточную прозрачность отчётности, связанной с «зелёной» повесткой. На сегодня Amazon утверждает, что поддержала более 500 ветряных и солнечных проектов по всему миру. Когда все из них будут введены в эксплуатацию, то станут поставлять свыше 77 тыс. ГВт∙ч «чистой» энергии ежегодно — такого объёма, например, достаточно, чтобы удовлетворить потребности 7,2 млн домохозяйств США.

Источник изображения: Amazon

В числе новых инициатив Amazon за последние 12 месяцев — проект, в результате которого загрязнённую территорию старой угольной шахты в Мэриленде (США) перепрофилировали в солнечную электростанцию. Дополнительно компания поддержала свой первый проект по генерации возобновляемой энергии в Южной Корее, а также реализовала 10 похожих схем в Техасе. Все они уже прямо или косвенно снабжают ЦОД, офисы и другие объекты Amazon и поставляют чистую энергию в местные электросети. Кроме того, только в 2022 году экологические схемы Amazon обеспечили поддержку занятости, эквивалентной 39 тыс. рабочих мест.

В AWS уже заявили, что ещё в прошлом году более 90 % её операций выполнялись за счёт «зелёной» энергии и компания намерена оптимизировать производство и потребление таким образом, чтобы добиться 100 % использования возобновляемой энергии к 2025 году. При этом многие эксперты скептически относятся к энергетическим инициативам компании. В отличие от соперников вроде Microsoft Azure и Google Cloud, AWS не предлагают клиентам выбора ЦОД в зависимости от уровня выбросов. Более того, компания не публикует PUE своих объектов.

Эффективность PPA в качестве инструмента сокращения выбросов тоже остаётся под вопросом. Как сообщает Datacenter Dynamics, опубликованное в прошлом году исследование лаборатории ZERO Lab Принстонского университета свидетельствует, что покупка «зелёной» энергии в больших объёмах ведёт к непредвиденным последствиям. Поскольку PPA предусматривает закупку энергии без привязки к региону, генерация вредных выбросов просто смещается, а производство чистой энергии не развивается.

Исследователи считают, что закупки должны осуществляться с учётом времени генерации «зелёной» энергии, с почасовым сопоставлением потребления и производства. Некоторые игроки вроде Google и Microsoft уже заключили соглашения с соответствующими условиями, но в Amazon такие меры всё ещё не приняты.

Американский регулятор присвоил высокий приоритет расследованию об использовании телеком-операторами США старых кабелей в свинцовой оболочке. Как сообщает The Wall Street Journal (WSJ), Агентство по охране окружающей среды (EPA) запросило встречу с участниками местного рынка телекоммуникационных услуг в связи с тем, что AT&T, Verizon и другие операторы до сих пор не избавились от кабелей, признанных небезопасным ещё в середине прошлого века.

В результате делом занялось EPA, которое выявило превышение уровня свинца выше максимально допустимого для безопасности детей в более чем сотне проб, взятых с мест расположения кабелей в свинцовых оболочках в трёх штатах. Агентство намерено взять дополнительные пробы в других местах. Ассоциация United States Telecom Association (USTelecom), представляющая интересы операторов США, сообщила, что Verizon сотрудничает с EPA. С аналогичным заявлением самостоятельно выступила и AT&T.

Источник изображения: fernandozhiminaicela/pixabay.com

Операторы, в ведении которых находятся старые освинцованные кабели, заявили, что те не несут угрозы и вообще не являются основным источником загрязнения природы. Однако прошлогоднее расследование WSJ показало, что свинец из старых кабелей со временем попадает в окружающую среду — в воду, почву и воздух. Превышение норм было выявлено в самых разных концах страны. Пробы из окрестностей 130 кабелей были признаны токсичными сразу несколькими независимыми лабораториями. После этого вопросом заинтересовались американские сенаторы.

Журналисты заявили, что скрытыми источниками загрязнения являются более 2 тыс. старых магистралей, причём с проблемой не спешили бороться ни ответственные за них компании, ни природоохранные ведомства. Хотя телеком-операторы не применяют кабели в свинцовой оболочке с 1960-х годов, старые магистрали, как правило, остаются там же, где их когда-то проложили, даже если по соседству с ними проведены оптоволоконные линии. По некоторым оценкам, утилизация или нейтрализация токсичных кабелей обойдётся операторам в $60 млрд.

Регуляторы США, отвечающие за вопросы здравоохранения и защиты окружающей среды, подчёркивают, что загрязнение свинцом может подрывать здоровье людей — металл влияет на почки, сердце, репродуктивные способности и психическое развитие, причём «безопасной» дозы фактически не существует, особенно для детей. Свинец может довольно долго оставаться в кровотоке и десятилетиями накапливаться во внутренних органах и костях.

Компания Güralp Systems Ltd, по сообщению ресурса Datacenter Dynamics, проложила в Ионическом море в 30 км от побережья Катании на Сицилии (Италия) инновационный подводный кабель SMART протяжённостью 21 км. Решение предназначено для мониторинга сейсмической активности.

Кабели SMART (Science Monitoring and Reliable Telecommunications — научный мониторинг и надежные телекоммуникации) предусматривают установку датчиков в подводные оптоволоконные повторители для сбора данных об окружающей среде на дне океана.

Система разработана компанией Güralp в партнёрстве с Национальным институтом геофизики и вулканологии (INGV) для итальянского проекта InSEA SMART Cable: Wet Demonstrator Project. Задача заключается в измерении сейсмического риска у побережья Сицилии. Инициатива InSEA финансируется Министерством исследований Италии и управляется INGV.

Источник изображений: Güralp

Цель проекта — изучение возможности размещения сейсмометров и датчиков мониторинга окружающей среды внутри и вокруг корпусов ретрансляторов традиционных подводных оптоволоконных интернет-кабелей. При этом одним из главных условий является сохранение научной ценности данных, собираемых такими приборами.

Кабельная система SMART содержит три измерительных ретранслятора, расположенных на расстоянии 6 км друг от друга. Каждый из них оснащён сейсмометром Certimus, акселерометром Fortimus, а также наружным блоком приборов, который содержит манометр абсолютного давления и датчик температуры.

Кабель SMART спроектирован таким образом, чтобы для его укладки могло использоваться стандартное оборудование. Он был проложен в декабре 2023 года на глубине около 2000 м. Компания Güralp уже начала сбор научных данных. Ожидается, что такая информация поможет в прогнозировании высоты цунами в регионе, а также позволит сократить время предупреждения.

Консорциум, объединяющий семь нидерландских компаний и исследовательских структур выиграл грант на проект, предусматривающий создание эффективных ЦОД для периферийных вычислений. Как сообщает Datacenter Dynamics, т.н. Modular Integrated Sustainable Datacenter project (MISD) получил «зелёный свет» у чиновников Евросоюза и Министерства экономики и климата Нидерландов.

По имеющимся данным, проект получит €70 млн от местного правительства. В консорциум входят специалист по системам жидкостного охлаждения — компания Asperitas, а также BetterBe, Deerns, Eurofiber, NBIP (National Internet Providers Management Organization), TNO и Университет Твенте.

Проект MISD стал частью программы European IPCEI (Important Project of Common European Interest – Cloud Infrastructure and Services), которая получит €1,2 млрд на разработку общей облачной инфраструктуры Евросоюза. В 2024–2029 гг. в рамках MISD необходимо будет построить модульный, экоустойчивый, безопасный ЦОД для периферийных вычислений. При этом выбросы углекислого газа необходимо снизить вдвое в сравнении с предлагаемыми сегодня решениями.

Источник изображения: Callum Parker/unsplash.com

Как заявляют в Asperitas, MISD стал плодом многолетнего сотрудничества, направленного на создание энергетически эффективных ЦОД. Ожидается, что выделение средств позволит стране стать хабом для разработки дата-центров нового поколения. Сама Asperitas обеспечивает системы иммерсионного охлаждения, BetterBe является SaaS-провайдером, Deerns представляет собой инженерную компанию. Наконец, Eurofiber — это провайдер оптических сетей.

В Asperitas намерены добиться «оптимальных результатов» от применения жидкостного охлаждения, а в BetterBe заявили, что намерены внести вклад в разработку и реализацию модульных энергосберегающих дата-центров с распределёнными облачными платформами и изучить возможности более оптимального использования аппаратного обеспечения. Eurofiber обеспечит лабораторию и географически распределённую среду для испытаний, а NBIP будет изучать возможности повышения безопасности и доступности новой облачной инфраструктуры, например, с помощью распределённой защиты от DDoS-атак.