Идея использования роботов для автоматизации обслуживания инфраструктуры центров обработки данных уже успела привести к запуску целого ряда многолетних научных экспериментов и пилотных проектов. Минувшей осенью стартап под названием TMGcore даже продемонстрировал роботизированную систему, которая может заменять вышедшие из строя серверы, размещенные в резервуаре для погружного охлаждения.
Данная технология автоматизированной замены серверов создает новые возможности для развертывания автономного центра обработки данных. В связи с этим возникает вопрос: находимся ли мы на грани нового рубежа в сфере автоматизации инфраструктуры дата-центров?
Эта статья повествует об истории применения робототехники в центре обработки данных, рассматривает некоторые проекты по реализации концепции автономного роботизированного ЦОД и содержит прогнозы о том, как такие проекты могут способствовать созданию центра обработки данных будущего.
Почему роботы?
Есть три важных предпосылки интенсификации использования роботов в индустрии центров обработки данных:
• Во-первых, существует давняя традиция непрерывного совершенствования способов автоматизации и повышения эффективности в отрасли центров обработки данных, усиливающаяся ввиду роста числа серверов под управлением операторов ЦОД.
• Во-вторых, автоматизация также рассматривается как способ максимизации времени безотказной работы, обнаружения потенциальных проблем и устранения их до того, как такие проблемы фактически проявятся, суля сбои и уменьшая время работы без даунтаймов.
• Третья причина заключается в том, что робототехника рассматривается как способ решения проблемы нехватки рабочей силы в индустрии ЦОД. Некоторые люди считают, что данный сектор столкнется с нехваткой квалифицированных сотрудников, поскольку число ЦОД растет, все больше опытных специалистов достигают пенсионного возраста, а подготовка молодых операторов ЦОД усложняется ввиду малого количества образовательных программ.
Трудно говорить об искусственном интеллекте (ИИ) и роботах, не обращая внимания на беспокойство общественности по поводу обретения машинами самосознания и перспективы наступления эпохи роботов-агрессоров. Далеко не случайно многие фантасты и даже простые обыватели задаются вопросом о том, не превратит ли искусственный интеллект своих создателей в рабов, и не поработит ли он человечество.
Эти опасения прочно укоренились в нашем сознании благодаря десятилетиям роста популярности голливудских фильмов и других блокбастеров, посвященных данной теме: «Терминатор», «Матрица», «Мир дикого запада», «Мстители: Эра Альтрона», «Трон», «Бегущий по лезвию» или «Я робот». Общий посыл этих картин трудно не заметить.
Поэтому важно отметить, что, когда речь заходит о роботах в центре обработки данных, то имеются в виду роботы промышленные, которые мало похожи на гуманоидных «терминаторов» и напоминают скорее большие механические рычаги – вроде тех, что устанавливаются на заводах и сборочных линиях.
История роботов в дата-центре
Концепция автоматизированного дата-центра обсуждается специалистами уже давно. В 2006 году инженеры HP объявили о планах перейти на модель «ЦОД без людей» (Lights Out Data Center). Пять лет спустя представители корпорации AOL заявили, что ей удалось создать небольшой полностью автоматизированный центр обработки данных, функционирующий без штатных сотрудников.
В 2013 году корпорация IBM привлекла внимание профильных СМИ, когда адаптировала некоторые модели пылесоса iRobot Roomba для мониторинга температуры в своих центрах обработки данных. Инженеры IBM изменили конструкцию Roomba, добавив датчики и веб-камеру для измерения температуры и влажности.
Получаемые данные могли использоваться для создания тепловых карт и обнаружения «горячих точек». Роботы также могли сканировать метки RFID, что упрощало управление активами. В то время корпорация IBM, предположительно, использовала их в 9 центрах обработки данных. Но в последующем информация о проекте перестала появляться.
В 2015 году соцсеть Facebook провела пресс-тур по своему кампусу ЦОД в Северной Каролине, в ходе которого журналисты увидели новую систему хранения редко используемых данных, впоследствии получившую известность под названием «холодное хранилище».
Им показали большой зал с автоматизированной СХД, которая использовала диски Blu-Ray большой емкости для хранения старых фотографий и обновлений статуса. Диски были размещены в больших стойках. В каждой из стоек были тысячи дисков Blu-Ray.
Каждая стойка комплектовалась роботизированной системой извлечения дисков, размещавшейся в нижней части. Когда запрашивались данные, приводился в действие манипулятор, который перемещался по рельсам-направляющим с обеих сторон стойки, извлекал диск Blu-Ray, считывал данные с диска и передавал их на работающий сервер.
В 2018 году Джо Кава из Google сообщил, что его компания использует промышленных роботов, чтобы извлекать из стоек жесткие диски, которые выводятся из эксплуатации. Когда система не может подтвердить, что информация была полностью стерта с диска, роботизированный манипулятор ломает такой жесткий диск.
Совсем недавно поставщик услуг ЦОД EdgeConneX построил ряд региональных центров обработки данных, которые могут работать в автоматическом режиме, используя удаленный мониторинг, датчики и «передовую операционную систему» для отслеживания параметров работы инфраструктуры. При этом люди привлекаются к эксплуатации ЦОД только в случае крайней необходимости.
Одно из самых интересных применений робототехники касается межсоединений. Во Франкфурте инженеры компании DE-CIX создали роботизированную систему под названием Patchy McPatchbot, которая способна автоматизировать процесс подготовки и модернизации сетей.
Система Patchy McPatchbot крепится к стойке и имеет роботизированный манипулятор, который может подключать кабели в разъемы и отключать их, тем самым автоматизируя кабель-менеджмент. Ниже можно увидеть видео о Patchy McPatchbot в действии.
Аналогичный продукт создала компания под названием Wave2Wave. Ее инженеры представили роботизированный манипулятор Rome для управления межсоединениями. Устройство имеет 19 дюймов в ширину и может поместиться в стандартную стойку. Робот знает положение портов внутри шасси и может точно управлять кабелями. Wave2Wave сотрудничает с NTT в сфере автоматизации развертывания оптоволокна в Японии.
Что ожидает роботов в центре обработки данных в будущем?
Комплексного внедрения всех перечисленных выше роботизированных систем, по мнению экспертов, будет недостаточно для полной автоматизации ЦОД. Требуется нечто большее. В частности, специалисты предлагают интенсифицировать применение ИИ для управления инфраструктурой центра обработки данных.
Они считают, что именно тандем роботов и соответствующего программного обеспечения может создать полностью оптимизированную для машин среду ЦОД, инфраструктура которых сможет функционировать без участия людей.
Причем ИИ может применяться не только для управления роботизированными манипуляторами. ИИ-агенты могли бы, к примеру, анализировать данные со звуковых датчиков рядом с генераторами, выявляя любые аномалии, требующие внимания.
Важно уяснить, что центры обработки данных всегда будут контролироваться людьми, находящимися внутри них, – пусть и не постоянно. Во всяком случае, подобное будет наблюдаться в большинстве центров обработки данных.
Но в ближайшем будущем мы начнем видеть разрыв между огромным объемом серверов и хранилищ, которыми необходимо управлять, и объемом квалифицированных работников, доступных для управления ими. Робототехника станет частью инструментария, который отрасль центров обработки данных должна использовать для ускорения автоматизации развертывания и эксплуатации вычислительной инфраструктуры.
Эксперты подчеркивают, что центры обработки данных подобно складам имеют организованную структуру. План каждого здания ЦОД разрабатывается таким образом, чтобы его инфраструктура была максимально эффективной. Это открывает множество возможностей для автоматизации.
Вот почему на роботизированное управление инфраструктурой ЦОД, скорее всего, будут переходить в первую очередь владельцы гипермасштабных дата-центров, которые могут начать проектировать свои серверы, стойки и машзалы с учетом управления роботами.
Широкое использование робототехники Amazon на своих складах и в распределительных центрах дает представление о том, какой тип оптимизации возможен, когда вы разрабатываете специализированных роботов и эффективно используете их возможности.
Среда без людей также позволяет повысить эффективность инфраструктуры, поскольку ЦОД может работать при более высоких температурах и влажности. Эта возможность всегда была в центре внимания владельцев гипермасштабных дата-центров вроде Google и Microsoft.
Еще один интересный момент заключается в том, что переход на управление ЦОД роботами создает уникальные возможности для вертикального расширения вычислительной инфраструктуры, позволяя укладывать ряды контейнеров с серверами (или размещать стойки) друг над другом. Это будет опять же только на руку владельцам гипермасштабных дата-центров, которые смогут более эффективно использовать пространство внутри своих зданий.
Коммерческие центры обработки данных — это отдельная история. Колокейшн-провайдерам нужно быть гибкими, чтобы оптимизировать инфраструктуру своих ЦОД и приспосабливать ее с учётом потребностей самых разных клиентов, предусматривая возможности для размещения оборудования любого типа.
Но одной из областей, где разработка автономных центров обработки данных станет приоритетным направлением, являются, несомненно, периферийные (краевые / edge) вычисления, благодаря росту популярности которых вскоре сотни и, возможно, даже тысячи небольших центров обработки данных разместятся в небольших городах для удовлетворения потребностей локальных пользователей с минимальными задержками. Очевидно, что большинство периферийных модулей ЦОД должны работать без участия человека.
Учитывая все вышесказанное, можно с уверенностью говорить о том, что мы находимся на заре эпохи робототехники в дата-центре. Да, в прошлом уже были интересные проекты, но проекты с наибольшим потенциалом еще впереди.
