Вода, солнце или биогаз – как вы запитываете свой дата-центр?

Итак, вы решили заняться обработкой больших данных и стать в этом лучшим. У вас будет самая крупная серверная ферма в мире, вашими облачными сервисами будут пользоваться мегакорпорации, и, конечно, любой здравомыслящий инвестор из Силиконовой долины займет место в очереди, чтобы дать вам деньги. Каким будет ваш первый шаг? Все просто: нужно украсть лучшие идеи и наработки из других отраслей. Например, донором может послужить алюминиевая промышленность, которая развивается уже более 150 лет. При этом производители алюминия вынуждены решать ту же ключевую проблему, с которой столкнетесь вы. Речь о цене на электроэнергию.

Вам нужно, чтобы серверы постоянно работали. Вам также нужно, чтобы они были надежными. И вы должны быть в состоянии охладить машзал после того, как ваши машины превратят большую часть подводимой к ним электроэнергии в тепло. Кроме того, необходимо удешевить потребляемую в огромных количествах электроэнергию, ведь именно счета за электричество будут одним из основных пунктов в перечне эксплуатационных расходов, определяя прибыль и динамику развития вашего бизнеса.

Завод по производству алюминия работает примерно следующим образом: из недр земли добываются бокситы (алюминиевая руда), затем сырье нагревают и смешивают с каустической содой, чтобы получить глинозем (оксид алюминия), а из Al2O3 в электролизере получается просто Al. Затем владельцы завода продают алюминий людям, которые делают банки для Кока-Колы или что-то в этом духе.

Цепочки создания стоимости является следующей: стоимость бокситов находится в границах $ 50 — $ 100 за тонну, цена продажи глинозема в настоящее время находится в диапазоне от $ 300 до $ 400 за тонну, в то время как цена готового алюминия составляет чуть менее $ 2000 за тонну. Так в чем же проблема? В дополнение к паре тонн глинозема на каждую тонну произведенного алюминия вам нужно подвести к электролизеру электроэнергию ценой в $ 900. Вот почему мы перерабатываем эти банки кока-колы – не ради самого алюминия, а чтобы более рационально использовать энергию.

Центр обработки данных похож на обогатительное производство

В этот момент сходство с дата-центром должно быть очевидным. Одной из ваших самых больших расходных статей будет уплата счетов за электричество, потребляемое серверами и системой охлаждения. Так почему бы не позаимствовать бизнес-модели и методы у людей, которые вынуждены бороться с аналогичной проблемой десятилетиями?

Их бизнес-модель проста, как апельсин. Во-первых, вы узнаете, где выработка электричества будет относительно дешевой. Затем вы строите свою электростанцию. И только после этого можно начинать производство самого металла. Специалисты не беспокоятся о том, как далеко находится источник глинозема – они банально перевозят его из мест, где наблюдается избыток подобного сырья, поскольку транспортировка обходится намного дешевле, чем использование более дорогой электроэнергии для запитки оборудования.

Все это приводит к возникновению довольно странной и даже нелогичной для непосвященного обывателя стратегии производства алюминия. Огромное количество бокситовых шахт и объектов по получению оксида алюминия находится на обоих побережьях Атлантики. Тогда как объекты по производству самого алюминия могут быть расположены в Сибири или Квебеке. Или даже в Исландии. Ведь в этих регионах есть неописуемое мощные реки, на которых могут быть размещены ГЭС. Кроме того, там не так много людей, готовых денно и нощно жаловаться чиновникам на возможность утраты водохранилищ, изменения направлений потоков воды в реках и так далее. На самом деле многие из крупнейших плотин были построены специально для запитки заводов по производству алюминия.

Есть и обратные примеры: основным клиентом атомной электростанции Уилфа (Wylfa) в Уэльсе, состоящей из двух блоков мощностью по 540 МВт каждый, со временем стал местный алюминиевый завод. Производственные мощности потребляли практически все вырабатываемое АЭС электричество по ночам, при этом владельцы завода получали скидки за объем.

Но при создании своей IT-империи вы не можете заимствовать абсолютно все: для запитки даже самого мощного дата-центра пока еще не нужно перекрывать плотиной крупную реку или строить атомную электростанцию. Но вы должны руководствоваться той же основной концепцией. Сначала спросите себя, где нужное электричество будет достаточно дешевым, а затем обдумайте возможность строительства своей собственной электростанции.

Доступное электричество

Данная концепция уже используется IT-компаниями. Например, Facebook построила дата-центр в Лапландии. Пусть стоимость электричества там и не является экстремально низкой, но возможность использования наружного воздуха для охлаждения серверов помогает минимизировать затраты. Компания Apple, в свою очередь, совсем недавно занялась строительством огромной солнечной фермы для запитки своих серверов в штате Невада – гелиоэлектростанция появится посреди пустыни. Это отличное место для возведения генерирующих мощностей на базе солнечной энергии.

Массив солнечных батарей Apple близ города Мейден (штат Северная Каролина, США) вскоре окажется в тени более крупной гелиоэлектростанции компании из Купертино, которая возводится близ города Рино (штат Невада, США)

Известны и другие подобные проекты. Все та же Apple потратила $ 1 млрд. на возведение комбинированной электростанции в штате Северная Каролина для запитки серверов. Объект, где используется солнечная энергия (фотоэлектрические элементы) и биогаз (система топливных элементов), уже был введен в эксплуатацию. В Каролине много свиноводческих комплексов, так что биогаза там предостаточно.

Исландия также манит операторов и владельцев ЦОД: они – равно как и местные жители – не в восторге от идеи строительства дополнительных гидроэлектростанций, но высокая концентрация вулканов означает, что можно получать много очень дешевой геотермальной энергии.

Передача энергии

Осуществление энергоемкой работы в регионе, где электричество является относительно недорогим, можно назвать очень эффективным методом экспорта дешевой электроэнергии. За примером можно обратиться к сельскому хозяйству, где существует проблема водоснабжения. Известно, что для выращивания 1 тонны зерна необходимо 1000 тонн пресной воды. Итак, как поступить, если нужно обеспечить зерном засушливый регион? Заняться опреснением морской воды или выкачивать жидкость из глубинного водоносного слоя? Импортировать воду? Или импортировать зерно из более благоприятных для его выращивания регионов и получать 1000 тонн воды «включенными» в каждую его тонну, при этом доплачивая определенную сумму за перевозку?

Почти такая же ситуация с электричеством. Потери при передаче дешевой исландской электроэнергии по проводам на дальние расстояния будут ужасающими. Несравненно лучше проводить энергоемкие работы рядом с ГЭС и продавать продукт или услугу, в стоимость которых уже включена дешевая электроэнергия. Так почему бы не строить ЦОД с энергоблоком на топливных элементах рядом со свинофермами? Это должно быть дешевле, чем транспортировать отходы жизнедеятельности свиней по всей стране.

Итак, повторим первый шаг при создании IT-империи: определяемся, где электричество будет максимально дешевым, и насколько дешево его можно там вырабатывать путем создания своей собственной электростанции?

Очередная промышленная революция?

Второй шаг заключается в исключении различных регионов из вашего списка, основываясь на данных о задержках (время, требуемое пакету данных для перемещения от источника к приемнику). Именно из-за высоких задержек крупнейшие высокотехнологичные компании мира не ринулись в Исландию и не стали активно возводить там дата-центры – несмотря на дешевизну электроэнергии в регионе. И чем больше расстояние, преодолеваемое данными, тем больше ценных миллисекунд теряется, что ведет к уменьшению удовлетворенности клиентов.

С другой стороны, в Шотландии есть много мест где вы можете получить неплохие субсидии на проект, предполагающий возведение микро-ГЭС, а техасские откормочные площадки для крупного рогатого скота позволяют получать достаточно биомассы для обеспечения работоспособности мощных топливных элементов. Возможности практически неограниченны.

Современная информационная эпоха часто именуется новой промышленной революцией. И это довольно забавно, потому что в настоящее время все происходит наоборот: в прошлом транспортные расходы были основным детерминантой прибыли. Таким образом, возможность сгруппировать нужные ресурсы в одном и том же месте без лишних затрат ускоряла индустриализацию в определенном регионе. Наличие залежей железной руды, угля и известняка в непосредственной близости от определенного поселения приводило к ускоренному его развитию и появлению множества кузниц. Шерсть, холмы, реки и дожди являлись предпосылками для создания гидроприводных ткацких механизмов (вряд ли бы кто-то строил нечто подобное в Страуде (Великобритания) без таких экономических императивов).

В настоящее время транспортные расходы стремятся к нулю. Таким образом, мы можем поместить каждый компонент системы туда, где это будет наиболее эффективно с экономической точки зрения. Поместите серверные фермы в дебрях на отшибе цивилизации, где можно вырабатывать дешевую электроэнергию с помощью собственной электростанции; и пусть дизайнеры работают в купных мегаполисах, где они могут насладиться своим соевым латте; а программисты пусть трудятся там, где им нравится (как это и должно быть).

Весь смысл этой новой промышленной революции сводится к тому, что мы не должны группировать все ресурсы в одном месте. Составляющие вашей IT-империи могут быть географически распределены и размещены в тех местах, которые идеально подходят для осуществления отдельных технологических процессов. Все это приводит к увеличению эффективности IT-системы в целом. видео приколы