В современных центрах обработки данных происходят эволюционные изменения, которые незаметны стороннему наблюдателю. Владельцы крупных ЦОД вроде Google и Amazon без лишней шумихи создают будущее данной индустрии. Этот процесс включает в себя интеграцию робототехники, позволяющую создать полностью автоматизированный дата-центр, при эксплуатации которого отпадает необходимость во внутренних системах освещения и даже в операторах.

Давайте проведем некоторые параллели. При желании можно обнаружить множество общих черт между современным складом и передовым дата-центром. В обоих случаях существует организованная структура, широко внедряется автоматизация, а все внутренние помещения спроектированы и построены с прицелом на максимальную эффективность. Крупные организации вроде Amazon уже использует передовые технологии управления инфраструктурой объекта (в том числе робототехнику), чтобы автоматизировать и предельно эффективно контролировать свои склады. Так почему бы не перенести эту технологию в сферу дата-центров?

Робототехника в дата-центре

Поскольку зависимость цивилизации от дата-центра продолжает расти, возрастают и требования к надежности этих объектов. Поэтому полный перевод ЦОД на робототехнику со специализированным программным и аппаратным обеспечением в целях автоматизации неизбежен. Вопрос в том, когда именно это произойдет.

Разработчики промышленных роботов вроде чикагской компании DevLinks LTD уже ведут проектирование систем для автоматизации дата-центра. Старший программист DevLinks Скотт Джексон говорит, что в будущем операторы ЦОД смогут посылать роботов на склад за жесткими дисками, блейд-серверами или даже за серверными стойками для замены.

“Простые RFID-теги, QR-коды и прочие идентификаторы позволяют воплотить идею автоматизации дата-центров в реальность”, объясняет Джексон. “Например, вы можете пометить жесткие диски RFID-тегами, в которых будет указано, что диски должны быть уничтожены и переработаны. Этим могут занять роботы или стационарная конвейерная система, которая будет работать одновременно с мобильными машинами внутри дата-центра”.

Уже сейчас есть реальные примеры внедрения робототехники в ЦОД. В дата-центрах Google для высокопроизводительных вычислительных можно увидеть роботизированные манипуляторы, которые используются для поиска ленточных накопителей, необходимых при восстановления информации.

Что изменится?

Как будет выглядеть наполненный роботами дата-центр? С большой уверенностью можно говорить, что там будут специальные рельсы для передвижения роботов, позволяющие машинам попасть в любой уголок ЦОД. В будущем расширение пространства в дата-центрах больше не будет ограничиваться площадью горизонтальных этажей – при использовании робототехники дата-центры будут в буквальном смысле расти вверх. Одной из ключевых задач, стоящих перед операторами ЦОД, является использование доступного пространства наилучшим возможным образом, так что наличие возможности масштабирования не только по горизонтали, но и по вертикали становится огромным преимуществом.

“Эта робототехника может обслуживать всю стойку, которая станет гораздо выше, так как эти интеллектуальные роботы смогут эффективно работать на большей высоте, чем человек”, сказал Джексон. “Как только неисправный элемент IT-инфраструктуры будет удален, конвейер внизу может переместить его на соответствующую площадку. Технология машинного зрения также прошла долгий путь в своем развитии и теперь работает достаточно эффективно. Такие решения, как Cognex позволят машинам делать снимки того или иного устройства, считывать штрих-коды и многие другие данные, чтобы система могла определить назначение или происхождение элемента IT-инфраструктуры “.

Крупные организации, которые вкладывают значительные средства в инфраструктуру своих дата-центров, активно изучают решения из сферы робототехники, которые помогут им лучше контролировать свои ЦОД. Amazon и Google ищут способы, позволяющие создавать полностью автоматизированные и безотказные ЦОД. AOL вырвалась в лидеры в этой сфере, представив в 2011 году первый в своем роде автоматизированный ЦОД.

Архив ленточных накопителей в дата-центре Google представляет собой яркий пример использования робототехники для управления инфраструктурой ЦОД. Манипуляторы (видны в конце коридора) могут загружать и выгружать ленточные накопители. Фото: Конни Чжоу для Google

Уравнение цена / издержки

Как и в случае любой другой технологии, затраты на создание роботизированных дата-центров изначально будут заоблачно высокими, но с течением времени подобные платформы станут не только доступнее, но и “умнее”. Компактные роботы уже становятся менее дорогими, чем в прежние времена. Производители вроде FANUC разрабатывают большие машины для решения промышленных задач, но они также создают и менее крупных / более гибких роботов. Такие модели, как LR и Mate M-1iA, прокладывают путь для супер-подвижных и быстрых роботов, способных точно идентифицировать и доставлять к месту назначения те или иные объекты.

Технологии, которые лежат в основе дата-центров, автоматизации и робототехники, за последние десятилетия прошли очень длинный путь в своем развитии. С точки зрения складирования, робототехника уже приносит огромную пользу: подобные системы позволяют быстро навести порядок внутри огромных складов и имеют возможность напрямую взаимодействовать с созданным человеком сценариями автоматизации. Благодаря робототехнике теперь не человек ходит на склад, а сам склад приходит к человеку.

Новый ЦОД

Эта технология позволит создать совершенно новые подходы к эксплуатации ЦОД. Можно будет работать при другом уровне температуры и больше не нужно будет никаких осветительных приборов. Вы сможете напрямую интегрировать новую платформу робототехники с современной системой автоматизации и платформой для оркестровки. Человек-оператор ЦОД сможет из центрального пункта управления наблюдать за машзалами, инфраструктурой, роботами и рабочими нагрузками. Все это может быть сделано без необходимости обустраивать отдельное место для оператора на каждом этаже дата-центра.

Рабочие места, проблемы и преимущества

Заменит ли эта технология администраторов в дата-центрах? Нет, но она может инициировать постепенную эволюцию в секторе ЦОД и стать причиной появления новой модели обучения для инженеров будущего. Присутствие человека, который будет наблюдать за всеми процессами, всегда будет оставаться первоочередной необходимостью. Несмотря на огромные перспективы развития этих машин, человеку все равно нужно будет вводить команды, а также проводить базовое обслуживание. Операторам дата-центров сейчас необходимо пристально наблюдать за развитием событий, чтобы быть в курсе последних новостей из сферы робототехники, а также подготовить свои системы к интеграции с новыми платформами и механизмами автоматизации.

Тем не менее, создавать такие платформы будет нелегко. Сегодня у нас нет ни универсального плана, ни схемы, которые помогли бы спроектировать нечто подобное. Кроме того, необходимо решить ряд проблем. Ниже вы как раз и можете увидеть основные проблемы и преимущества, связанные с созданием и внедрением данной технологии.

Проблемы

• Должна быть создана специализированная аппаратная платформа. Чтобы внедрить робототехнику, должна быть пересмотрена концепция дата-центра в целом, а также переработано серверное оборудование вместе со стойками. Лучше всего, если объекты нового типа будут разработаны и построены с нуля.
• В настоящее время серверное оборудование не обладает конструкционными особенностями, необходимыми для обслуживания с помощью машин. Операторы ЦОД обращаются с дорогим серверным оборудованием и другими элементами IT- и вспомогательной инфраструктуры с большой осторожностью. При роботизации ЦОД должна произойти своего рода адаптация к подобным требованиям – либо на стороне вендоров, производящих оборудования для ЦОД, либо на стороне разработчиков и производителей робототехники.
• Должна быть создана специализированная кабельная инфраструктура. Замена блейд-серверов это одно: создание простого физического коммутатора и фиксатора может позволить машине довольно легко вставлять в стойку или удалять его оттуда. Но как насчет установки дополнительного коммутатора? Именно поэтому необходимо создать универсальную систему прокладки и использования кабелей, совместимую с возможностями робототехники.
• Автоматизация предполагает большие капитальные затраты. Создание управляемых роботами дата-центров не будет дешевым. Помимо затрат на роботизированное оборудование, которое будет обслуживать серверы (некоторые из них, возможно, придется делать на заказ), есть еще и стоимость развертывания робототехники и внедрения в ЦОД специализированной инфраструктуры для мониторинга машин. Необходимо создать комплексный план роботизации ЦОД с учетом всех издержек, а затем последовательно выполнять его пункты.
• • Необходимо определить коэффициент окупаемости инвестиций. Следует провести очень тщательный анализ затрат перед рассмотрением проекта такого рода. В случае небольших дата-центров внедрение робототехники и автоматизации не будет иметь большого смысла в течение ближайшего времени. Однако расчет коэффициента окупаемости инвестиций для организаций масштаба Amazon и Google, возможно, покажет, что инвестиции в роботизацию ЦОД удастся окупить в течении довольно короткого периода времени

Преимущества

• • Возможность расширять машзалы в вертикальной плоскости, а не только по горизонтали. Робототехника позволяет еще более эффективно использовать пространство внутри дата-центра. Машины позволят нам перейти на более высокие серверные стойки.
• • Можно в значительной степени устранить необходимость в системах искусственного освещения. Не только освещение, но и многие другие дорогостоящие элементы инфраструктуры дата-центра могут быть легко устранены. Использование данных систем обусловлено человеческим фактором – так операторам ЦОД удобнее работать. Но дополнительные элементы инфраструктуры занимают ценное пространство в машзалах и используют электроэнергию, которая стоит денег.
• • Огромное сокращение риска даунтаймов. Учитывая, что будет создан структурированный и полностью функциональный роботизированный механизм обслуживания ЦОД, можно будет рассчитать и учесть почти каждый аспект управления инфраструктурой. В настоящее время, если отказывает блейд-сервер, администратор может поменять его на новый в считанные минуты. С переходом на роботов и автоматизацию про непредвиденные отказы можно будет забыть: система будет просчитывать каждую мелочь и функцию, делая предельно достоверные прогнозы. Операторам ЦОД не нужно будет гадать – все можно будет спрогнозировать и удаленно проконтролировать.
• • Машины способны работать при несколько более высокой температуре – так же как и новые модели серверов. Серверные системы следующего поколения предназначены для работы при еще более высоких температурах, оставаясь столь же эффективными, как их предшественники. Это также справедливо и для робототехники.
• • Выгода от капиталовложений в долгосрочной перспективе. Хотя капиталовложения в проектирование и реализацию новых систем и могут быть крайне дорогостоящей затеей, но долгосрочные выгоды очевидны. Операторы ЦОД смогут интегрировать свое программное обеспечение и аппаратные платформы для автоматизации непосредственно с роботизированной инфраструктурой. Все будет работать в унисон, чтобы создать по-настоящему эффективный дата-центр. Станет меньше даунтаймов, возрастут рабочие нагрузки, упростится управление ЦОД – хорошо продуманная инфраструктура дата-центра позволит сэкономить приличные деньги.

Уже сейчас мы можем наблюдать удивительные достижения в области автоматизации рабочего процесса, облачных вычислений и аппаратного обеспечения. Следующий шаг заключается в интеграции робототехники в эту систему и создании дата-центра завтрашнего дня. Так когда же нечто подобное станет реальностью?

“Я не уверен. Не могут назвать точные сроки”, сказал Джексон. “Однако я знаю, что некоторые владельцы и операторы крупных дата-центров уже сейчас активно обсуждают, разрабатывают и тестируют эти технологии. Вероятно, на планирование, проектирования и реализации что-то подобного потребуется около двух лет. Тем не менее, я не удивлюсь, если массовая роботизация дата-центров начнет происходить в течение ближайших пяти лет “.