Облачное подразделение Amazon намерено присоединиться в Meta✴, Google и Microsoft в стремлении сократить количество потребляемой ЦОД воды и/или уменьшить ущерб окружающей среде. Amazon Web Services (AWS) планирует добиться положительного водного баланса уже к 2030 году — фактически AWS будет отдавать больше чистой воды, чем потреблять.

Об этом представители AWS сообщили в ходе недавнего мероприятия — в водопроводные сети будет поступать от AWS больше чистой воды, чем компания будет тратить на охлаждение и другие непосредственные нужды ЦОД. Представители облачного провайдера поясняют, что буквально через несколько лет половина населения мира будет жить в местностях с дефицитом воды, поэтому AWS будет искать новые способы перерабатывать и восполнять использованные ресурсы.

Источник изображения: Jacek Dylag/unsplash.com

Ещё в прошлом году AWS заявила, что добилась показателей эффективности водопользования (WUE) в глобальном масштабе на уровне 0,25 л/кВт·ч, а в странах вроде Ирландии и Швеции вода используется для охлаждения электроники в её ЦОД не более трёх недель в году (5% времени). При этом статистика Министерства энергетики США свидетельствует, что в среднем WUE для ЦОД с испарительной системой охлаждения составляет 1,8 л/кВт·ч, а европейские операторы ЦОД намерены к 2040 году добиться показателя 400 мл/кВт·ч.

AWS обещает заняться не только сокращением водопотребления, но и восстановлением воды. Планируется использование IoT-датчиков для поиска утечек и многократное использование воды. Более того, предполагаются даже экологичные способы добычи воды вроде сбора дождевой и применение, где это возможно, систем, в которых вода вообще не используется. В Великобритании AWS работает с экологами над обеспечением дополнительных поступлений воды в приток Темзы — реку Кеннет.

Источник изображения: Erda Estremera/unsplash.com

Хотя дата-центры используют огромное количество воды для охлаждения, реальное потребление отраслью достоверно неизвестно. По некоторым подсчётам в среднем в США на 1 МВт·ч потребляемой ЦОД энергии требуется 7,1 м³ воды, хотя показатели сильно отличаются в зависимости от ряда факторов. Известно, что Meta✴, Google и Microsoft уже обнародовали те или иные обещания, связанные с сокращением потребления воды к 2030 году, хотя многие из их кампусов до сих пор используют миллионы литров ежедневно.

При этом среди облачных провайдеров AWS первым опубликовал индекс WUE и пообещал делать это ежегодно в дальнейшем — публиковать подобные данные операторы ЦОД обычно избегают (а Google однажды даже попыталась скрыть их от властей в судебном порядке), но некоторые гиперскейлеры уже опередили компанию. В частности, Facebook✴ публикует WUE ещё с 2014 года.

Verity ES, основанная компанией Revert, занимающейся утилизацией и ликвидацией корпоративного оборудования, предложила решение, позволяющее владельцам серверов и СХД с большим числом накопителей не только надёжно стереть с них все данные в случае необходимости, но и сэкономить. По словам главы обеих компаний, сертифицированное и патентованное ПО Verity ES позволяет навсегда и быстро стереть данные на самых различных устройствах и типах накопителей.

Verity ES напомнила о себе после обвинений IT-гигантов в том, что они отправляют миллионы HDD и SSD на физическое уничтожение вместо удаления данных и отправки на повторное использование, чем оказывают крайне негативное воздействие на экологию, не только увеличивая объёмы электронного мусора, но и объёмы выбросов при производстве новых накопителей. Делают они это в первую очередь из-за страха утечки данных. Известно, что финансовые последствия небрежного уничтожения конфиденциальных данных могут быть чрезвычайно тяжёлыми.

Изображение: Michael Schwarzenberger/Pixabay

Так, в начале года американский банк Morgan Stanley заключил мировое соглашение и согласился выплатить компенсацию в размере $60 млн для урегулирования коллективного иска, поданного от имени 15 млн клиентов. Ранее он уже был оштрафован ещё на $60 млн из-за неспособности вывести должным образом из эксплуатации собственные дата-центры. Из-за ошибочных действий банка данные его клиентов не были должны образом удалены со списанных вместе с остальным оборудованием жёстких дисков, которые затем попали к неустановленным третьим лицам. На данной операции банк сэкономил всего $100 тыс.

При этом существующие системы утилизации, предусматривающие физическое уничтожение самих накопителей, не только вредны для окружающей среды, но и, в теории, не гарантируют бесповоротного удаления всех данных, особенно если речь идёт об SSD. По словам Verity ES, её решение позволяет даже сэкономить с учётом того, что некоторые ЦОД уничтожают более 500 тыс. накопителей ежегодно. По данным компании, одному из клиентов благодаря сохранению работоспособности обработанных накопителей удалось получить остаточную стоимость в размере $2,7 млн — это около 36 тыс. HDD и SSD, которые можно использовать или перепродать.

Изображение: Filip Filipović/Pixabay

При этом утверждается, что ПО конкурентов не смогло полностью уничтожить информацию. Решение Verity ES в три захода стирает данные, записывая информацию поверх уже имеющейся. Всё это осуществляется исключительно на оборудовании клиента, причём производительность процесса регулируется, а параллельно можно обрабатывать более 500 накопителей — наиболее эффективный метод уничтожения на каждом устройстве и для каждого типа информации определяется автоматически. Обеспечивается соблюдение локальных требований к уничтожению данных для более чем 25 стран. При этом компания избегает утверждений о том, что уровень успешного уничтожения данных всегда составляет 100 %.

По словам представителя Revert, на стирание информации с одного накопителя на 8 Тбайт обычно уходит до 70 часов, на 18 Тбайт — до 6,5 дней. На полную проверку качества удаления требуется ещё 20 часов. Поддерживаются SATA/SAS HDD/SSD и NVMe SSD (в том числе M.2). В компании подчёркивают, что физическое уничтожение накопителей обычно обходится в $15–20/шт. и не гарантирует полного уничтожения информации. Кроме того, такой способ наносит ущерб окружающей среде, а в случае, если утилизация поручается третьей стороне, не исключён риск перепродажи накопителей вместо их уничтожения.

Компания Google заключила соглашение с немецким разработчиком энергетической инфраструктуры ib vogt о приобретении 149 МВт энергии из возобновляемых источников, которая будет использоваться для питания дата-центров и офисов на территории Испании.

Договор заключён на срок 12 лет. Он предусматривает поставку энергии от солнечной электростанции Garnacha, которая расположится в испанской провинции Саморе. Предполагается, что реализация проекта позволит Google к 2025 году на 90  % перевести свои активы в Испании на безуглеродную энергию.

Источник изображения: ib vogt

Строительство солнечной фермы Garnacha началось в сентябре текущего года, а начало коммерческой эксплуатации ожидается в октябре 2023-го. Площадка, расположенная недалеко от города Торо на северо-западе Испании, занимает территорию в 224 га. Энергию будут генерировать более чем 270 000 солнечных панелей. Стоимость строительства оценивается в €118 млн.

«Мы рады, что заложили основу для ещё одного крупного проекта в Испании, способствуя достижению собственных целей страны в области возобновляемой электроэнергии. Мы также рады сотрудничать с Google и вносить свой вклад в достижение важных экологических целей этой компании», — отмечают в ib vogt.

На прошлой неделе сообщалось, что IT-гигант Google заключил соглашение с французской энергетической и газовой компанией Engie о приобретении 100 МВт оффшорной ветровой энергии для питания дата-центров на территории Великобритании. К 2030 году, как ожидается, Google полностью перейдёт на безуглеродную энергию.

IT-гигант Google заключил соглашение с французской энергетической и газовой компанией Engie о приобретении 100 МВт оффшорной ветровой энергии, которая будет использоваться для питания дата-центров на территории Великобритании.

Реализация проекта, как ожидается, позволит в 2025 году обеспечить британские облачные активы Google безуглеродной энергией на 90 % вместо проектных 67 %. Такого же результата планируется достичь к середине десятилетия в ряде других регионов — в Финляндии, Айове, Монреале, Испании и Торонто.

Источник изображения: Engie

«Эти инвестиции в возобновляемые источники энергии в Великобритании на один шаг приближают нас к достижению цели по использованию полностью безуглеродной энергии к 2030 году и означают, что в Великобритании к 2025 году мы будем работать на возобновляемой энергии на уровне 90 % или около того», — заявил Мэтт Бриттин (Matt Brittin), президент Google в регионе EMEA (включает Европу, Ближний Восток и Африку).

Между тем на днях стало известно, что соглашение о крупном приобретении энергии из возобновляемых источников заключила Microsoft. Солнечные электростанции и ветрогенераторы обеспечат до 900 МВт мощности для питания ЦОД корпорации в Ирландии. Это означает, что Microsoft покроет около 28 % целевого объёма возобновляемой энергии всей страны к 2030 году. 

Как сообщает DataCenter Dynamics, американская продовольственная компания Cargill разработала жидкость NatureCool 2000 для погружных СЖО, которая является более экологичной альтернативой для составов, полученных в результате перегонки углеводородов, поскольку на 90 % состоит из растительных масел. Разработчики подчёркивают, что, поскольку она получена из растений с естественным образом «связанным» углеродом, её можно назвать углеродно-нейтральной. Кроме того, новинка является биоразлагаемой.

Источник изображения: Robert Anderson/unsplash.com

При этом показатели NatureCool 2000 не только не уступают самым передовым синтетическим альтернативам, но и превосходят их по теплоотдаче на 10 %. Кроме того, жидкость соответствует всем необходимым стандартам безопасности. В частности, говорится о том, что температура вспышки составляет 325°C, а сама жидкость гаснет после устранения источника высокой температуры, тогда как традиционные синтетические жидкости в этом случае могут продолжать гореть.

Источник: Cargill

Известно, что Cargill уже присоединилась к инициативе Open Compute Project, причём члены команды продовольственной компании принимают активное участие в развитии спецификаций погружных СЖО. Cargill постепенно осваивает нишу продуктов для ЦОД, хотя пока подобный профиль деятельности не является основным для компании.

Дизель-генератор — неотъемлемая часть подсистемы резервного питания любого серьёзного ЦОД, но по природе своей он не может похвастаться нейтральностью выхлопа. Многие ищут традиционным генераторам замену, и в их числе Microsoft. На днях компания сообщила, что ей удалось достичь важной вехи в освоении водородных топливных элементов, которые, по замыслу Microsoft, и должны заменить традиционные дизель-генераторы в принадлежащих ей центрах обработки данных.

Компания начала тестирование новой генераторной станции мощностью 3 МВт, построенной на базе топливных ячеек с протонообменной мембраной (PEM). Она способна обеспечивать питание 10 тыс. серверов. С топливными элементами компания экспериментирует давно, ещё с 2013 года, но более ранние разработки использовали природный газ и не по факту не являлись такими уж экологичными.

Тестовая станция мощностью 3 мВт. Источник: Microsoft/John Brecher

Разработать водородные PEM-ячейки компании удалось в сотрудничестве с Plug Power. В течение нескольких недель июня компании совместно протестировали прототип генератора нового поколения. Новая система, выбрасывающая в атмосферу лишь нагретый водяной пар, сработала успешно, так что Plug Power уже работает над созданием коммерческой версии системы.

Протонообменная мембрана: конструкция и принцип действия. Источник: Encyclopedia Britannica

Первый же экземпляр будет установлен научно-исследовательском центре Microsoft, но пока конкретных сроков пока озвучено не было. У IT-гиганта большие надежды на подобные технологии: к 2030 году компания планирует обновить системы резервного питания во всех своих ЦОД.

В работе система выделяет только горячий водяной пар. Источник: Microsoft/John Brecher

Правда, в полной экологичности водородных топливных элементов есть сомнения: работают они без вредных выбросов, но само их производство может оказаться далеко не таким чистым, как эксплуатация. Тем не менее, администрация США одобрила план стоимостью $8 млрд по развитию производства водорода в рамках программы альтернатив ископаемому топливу. В Европе есть аналогичные инициативы — как совсем скромные (€2,5 млн), так и весьма крупные (€1 млрд).

Группа Climate Neutral Data Centre Pact (CNDCP), объединяющая 90 % европейских операторов ЦОД, предложила добровольно снизить потребление воды до 400 мл на 1 кВт·ч к 2040 году и добиться углеродной нейтральности намного раньше 2050 года. Соответствующая цель уже поставлена ЕС, но операторы намерены добиваться её без законодательного принуждения и с опережением графика, — сообщает Data Center Dynamics.

Хотя использование воды способно оказать значительное влияние на экологию, этот фактор часто недооценивают, учитывая только расход энергии. При этом многие ЦОД активно используют воду для охлаждения оборудования, благодаря чему снижается расход всё той же энергии, но растут затраты самой жидкости, что имеет критическое значение для некоторых регионов.

Источник изображения: Christian Lue/unsplash.com

Группу CNDCP сформировали в 2021 году с намерением достичь углеродной нейтральности европейских ЦОД к 2030 году, а также обеспечить достойный ответ прочим экологическим вызовам, в том числе снизить расход воды. Для оценки эффективности использования воды используется коэффициент WUE, который отражает расход воды на каждый затраченный киловатт·час электричества. Например, исследование 2016 года показало, что на тот момент WUE для ЦОД в США составлял в среднем 1,8 л/кВт·ч.

Цели поставлены с учётом жизненного цикла уже действующих систем охлаждения, поскольку их немедленная массовая замена может принести больше вреда, чем пользы из-за ущерба экологии в процессе производства самих систем. Поэтому в CNDCP заявили, что все 74 оператора ЦОД, участвовавшие в заключении пакта, добьются потребления не более 400 мл/кВт·ч только к 2040 году. Такой показатель вывели с учётом разницы технологий, климатических и иных условий, характерных для тех или иных ЦОД.

Источник изображения: Google

Отдельные участники рынка уже заявили о намерении добиться положительного водного баланса для своих дата-центров — ЦОД будут отдавать больше чистой воды, чем потреблять. Так, Meta✴ и Microsoft планируют добиться этой цели к 2030 году. Последняя также начала устанавливать станции для очистки сточных вод ЦОД. А вот Google отметилась тем, что пыталась всеми возможными способами скрыть расход воды своими дата-центрами даже от властей.

Помимо ограничения расхода воды, подписанты CNDCP предложили ввести и другие цели для дата-центров. Например, уже сформированы две рабочие группы для подготовки к переходу на «циркулярную экономику» со вторичным использованием материалов и переработкой различных ресурсов. В частном порядке аналогичную инициативу уже несколько лет развивает Microsoft в рамках проекта Circular Center.

Компания Meta✴ приступила к расширению кампуса дата-центров DeKalb в штате Иллинойс (США), которые, как предполагается, будут применяться для дальнейшего развития метавселенной. Для того, чтобы разработать материал для новых построек, Meta✴ прибегла к помощи искусственного интеллекта — специально подобранные «зелёные» компоненты позволят частично заменить традиционный бетон.

Цемент является основой множества современных строительных материалов, применяемых в промышленных масштабах — по имеющейся статистике на его производство приходится порядка 8 % всех углеродных выбросов в мире. Для того, чтобы создать более приемлемую для экологии альтернативу, Meta✴ объединила усилия с Университетом Иллинойса в Урбане-Шампейне (UIUC), Массачусетским технологическим институтом (MIT) и IBM.

Источник изображения: tech.fb.com

При участии системы искусственного интеллекта была обработана база данных со сведениями о характеристиках и компонентах бетонов. В результате проведённой работы была подобрана смесь летучей золы и шлака, способная частично заменить классический цемент. Полученные данные были переданы поставщику бетона — компании Ozinga, которая оптимизировала смесь исходя из своего опыта и доступности материалов, сохранив при этом необходимую прочность.

Новый «зелёный» бетон, по оценкам Meta✴, обеспечивает на 40 % меньший углеродный выброс при создании. Помимо двух уже строящихся зданий для кампуса будут построены ещё три с использованием новых технологий. По имеющимся сведениям, новую смесь уже применили при строительстве второстепенных объектов. Общая площадь зданий ЦОД составит более 222 тыс. м².

Источник изображения: tech.fb.com

Как и многие штаты, Иллинойс предложил в 2019 году налоговые льготы на ЦОД-оборудование для привлечения операторов. Meta✴ так и не воспользовалась данными преимуществами, но от послаблений при расчётах налога на собственность не отказалась. После введения объектов в эксплуатацию новые ЦОД не только будут способствовать расширению метавселенной, но и обеспечат работой более 200 человек.

На момент первого анонса проекта Meta✴ обещала, что кампус будет использовать 100 % возобновляемой энергии, а строения получат золотой сертификат Leadership in Energy and Environmental Design (LEED) за экологическую безопасность конструкции. Общий объёмы инвестиций в кампус в Иллинойсе составят более $1 млрд. Ранее сообщалась, что Meta✴ активно наращивает инвестиции в строительство ЦОД и сетевую инфраструктуру по всему миру.

Необычное решение реализовали на японском острове Хоккайдо. Избыточное тепло дата-центра, использующего для охлаждения талую снежную воду, теперь будут использовать на подшефной ферме, разводящей угрей.

Идея использования лишнего тепла для выращивания продуктов питания не нова. Например, в Норвегии компания Green Mountain использует нагретую оборудованием ЦОД воду для разведения лобстеров и форели. Пока ЦОД White Data Center (WDC) в городе Бибае импортировал мальков угрей и местный персонал будет выращивать их в расположенных на территории ёмкостях. Сопутствующим продуктом станут и грибы — на выращивание тех и других уходит относительно немного времени.

Источник изображения: k10legs/pixabay.com

В ноябре ЦОД организовал саму ферму при поддержке городских властей. В ёмкостях круглый год будет поддерживаться оптимальная температура, в них планируется поселить до 300 000 угрей, которые будут расти в течение семи месяцев, пока не достигнут «коммерческого» веса в 250 г. Такая рыба станет продаваться по всей стране для организации школьного питания. Это будут первые угри, выращенные на Хоккайдо.

Местная серверная инфраструктура охлаждается талой водой из снега, собираемого зимой и используемого круглый год. После того, как оборудование ЦОД охлаждается, нагретая вода поступает в ёмкости рыбной фермы. Ранее оператором ЦОД выступал город Бибай — зимой здесь выпадает много снега.

Охлаждение талой водой вычислительного оборудования впервые предложили ещё в 2008 году, а в 2010 реализовали пилотный проект. С 2014 по 2019 годы Бибай эксплуатировал ЦОД White Data Center, доказывая работоспособность предложенной концепции. Конструкция позволяла экономить до 20 % электроэнергии и с апреля 2021 года ЦОД является коммерческим проектом, выкупленным одним из партнёров — компанией Kyodo News Digital. Ожидается, что проект будет обеспечивать нулевой углеродный выброс.

Источник изображения: Datacenter Dynamics

Пока обслуживается 20 стоек с серверами, в текущем году планируется открытие второго ЦОД на 200 стоек. По словам руководства WDC для следующего ЦОД уже сейчас ведутся эксперименты по выращиванию овощей, рыбы и других морепродуктов с помощью избыточного тепла. Идея использовать для охлаждения талую воду пришлась по душе и другим бизнесам — недалеко аналогичный проект реализовала Kyocera, схожие технологии используются даже на юге Японии, где климат мягче.

Microsoft объединила усилия с Caterpillar и Ballard Power Systems для тестирования резервных генераторов на водородных топливных элементах в своём дата-центре в Куинси (штат Вашингтон). Проект рассчитан на три года и нацелен на изучение возможности использования водородных топливных элементов в масштабе ЦОД. Проект частично финансируется Министерством энергетики США (DOE) в рамках инициативы H2@Scale.

Caterpillar станет генеральным подрядчиком, обеспечивающим общую интеграцию всех систем, работу силовой электроники и средств управления. Ballard предоставит водородный электрогенератор на топливных элементах ClearGen-II мощностью 1,5 МВт, а Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL) выполнит анализ его безопасности, экологичности и технико-экономических аспектов эксплуатации.

Источник изображения: Microsoft

Для успешной реализации проекта необходимо решить ряд проблем. Чтобы топливные элементы обеспечивали мощность 3 МВт в течение 48 часов, требуется около 68 м³ жидкого водорода, для хранения которого требуется намного больше места, чем для дизельного топлива. Для избегания утечек требуются специальные трубопроводы, а сам водород надо хранить при температуре ниже -253 °C. Ранее Microsoft успешно испытала водородные топливные ячейки мощностью 250 кВт от Power Innovations.