Цифровые двойники и моделирование становятся крайне ценными инструментами при проектировании, строительстве и эксплуатации разного рода зданий, в число которых входят, помимо прочего, и дата-центры. Каким именно образом полная виртуальная копия ЦОД помогает создавать более эффективную и устойчивую инфраструктуру? Попробуем разобраться!

Что такое цифровой двойник ЦОД?

Цифровой двойник – виртуальная копия проектируемого / уже построенного здания вроде дата-центра, представляющая собой результат детального моделирования того, как подобное здание будет работать в течение всего срока службы при любом рабочем сценарии.

Инструменты создания цифровых двойников все еще активно развиваются. Но уже сегодня с их помощью можно строить ЦОД более эффективно и устойчиво, оптимизируя конструкции и выявляя потенциальные проблемы. Данные инструменты также применимы к уже эксплуатируемым ЦОД.

Цифровой двойник серверной фермы является виртуальной трехмерной копией дата-центра, создаваемой на основе принципов физического моделирования и способной имитировать поведение инфраструктуры. Полное трехмерное представление пространства внутри машзалов и вспомогательных помещений создается с учетом архитектурных особенностей, специфики механических и инженерных систем, систем охлаждения, подключения к электросети и несущей способности фальшпола.

Цифровой двойник охватывает всю экосистему дата-центра, включая виртуальные копии отдельных компонентов систем электропитания и охлаждения, а также IT-оборудования с учетом конкретных моделей отдельных производителей комплектующих.

Дата-центры получают цифровых двойников еще до строительства

Ключевым преимуществом использования цифрового двойника на этапе проектирования инфраструктуры ЦОД является возможность моделирования физических процессов. Симуляция движения жидкостей и газов, а также изменения температуры и давления в трехмерных пространствах позволяет проектировщикам получить более детальное представление о поведении инфраструктуры дата-центра после развертывания в реальном мире.

• Сценарии “что если”: Процесс моделирования упрощает вычислительная гидродинамика (Computational Fluid Dynamics; CFD) и иные подобные инструменты, позволяя оптимизировать макеты до их материализации в машзалах. Цифровой двойник в данном контексте позволяет проверить обоснованность некоторых догадок о развертывании и перераспределении IT-нагрузки, повышая эффективность планирования размещения вычислительных мощностей.
• Минимизация рисков: Создатели ЦОД получают возможность оптимизировать проекты в отношении компоновки оборудования, систем электропитания и охлаждения, а также воздушных потоков, заблаговременно выявляя потенциальные проблемы вроде “горячих точек” / источников повышенного риска в контексте возгорания.
• Снижение энергопотребления и повышение экологичности: Еще до закладки фундамента можно и нужно оптимизировать ориентацию здания по сторонам света, чтобы, например, повысить инсоляцию помещений с окнами и, соответственно, сократить электропотребление. Продуманная ориентация задания по сторонам света также пригодится при установке солнечных панелей на крыше.
• Раскрытие потенциала гарнитур виртуальной / дополненной реальности: Используясь в сочетании с иными высокотехнологичными инструментами, включая гарнитуры виртуальной / дополненной реальности, цифровой двойник ЦОД позволяет визуализировать здание и инфраструктуру на стройплощадке “во всей красе” до начала строительства и помочь в процессе строительства, упрощая принятие важных решений с уверенностью, добиваясь значительной экономии времени и трудовых ресурсов.

Преимущества цифровых двойников после строительства

Хотя цифровые двойники ЦОД сегодня чаще всего используются на этапе строительства, данная технология также обладает высоким потенциалом и обеспечивает ценные преимущества в контексте оптимизации работы уже существующих дата-центров.

Например, использование программного обеспечения для моделирования позволяет компаниям прогнозировать, визуализировать и количественно оценивать влияние любых изменений в инфраструктуре уже введенного в эксплуатацию дата-центра до реализации подобных изменений на практике.

Таким образом, цифровой двойник обеспечивает повышенную прозрачность и снижает эксплуатационные риски, устраняет узкие места в рамках технологических процессов и упрощает анализ сценариев «что, если».

• Последствия изменения инфраструктуры: Цифровой двойник, интегрированный с инструментом DCIM (программное обеспечение для управления инфраструктурой дата-центра), используемым для сбора данных о текущем состоянии реального ЦОД, позволяет более эффективно выполнять моделирование и прогнозирование, визуализацию и количественную оценку воздействия любых изменений в центре обработки данных до внедрения подобных изменений с целью смягчения последствий (риск сбоя / отказа). Реализация данной функции возможна, поскольку DCIM-решения способны в режиме реального времени собирать данные со всех основных компонентов экосистемы ЦОД, используя многочисленные датчики температуры, давления, влажности, напряжения, протечек и так далее.
• Автоматизация: Используясь в сочетании с DCIM-решением на стадии эксплуатации, цифровой двойник упрощает автоматизацию важных эксплуатационных процедур, позволяя высвободить человеческие ресурсы и перенаправить их на решение других более важных задач.
• Оптимизация: Если дополнить данную связку алгоритмами машинного обучения, которые изучат оптимальные температуры при разных уровнях использования IT-инфраструктуры в разное время суток и года, удастся добиться динамической автоматической регулировки системы охлаждения. Система будет вести непрерывный мониторинг инфраструктуры и постоянно улучшать алгоритмы эксплуатации, чтобы со временем сделать ЦОД еще более эффективным.
• Снижение рисков: Закладывая в модель цифрового двойника ЦОД данные о вводе оборудования в эксплуатацию и показатели износа, операторы серверных ферм упростят планирование процессов обслуживания / замены компонентов.

Учитывая перечисленные выше сценарии использования, можно констатировать: технология цифрового двойника дата-центра, определенно, не лишена потенциала. Остается лишь дождаться более активной коммерциализации и появления на рынке надежных продуктов, конкуренция между разработчиками которых будет двигать индустрию вперед.