На территории административного региона Тарапака на севере Чили, который расположен на высоте в 4400 метров над уровнем моря, находится одно из крупнейших в мире месторождений меди, разработку которого в настоящее время ведет крупная горнодобывающая компания Collahuasi. Климатические условия на подобной высоте являются крайне неблагоприятными не только для шахтеров, но и для развертывания высокотехнологичного оборудования, промышленных машин и вспомогательной инфраструктуры.

Можно подумать, что серьезная организация вроде Collahuasi выберет более дружелюбную среду для размещения своего дата-центра. Но горнодобывающим компаниям в большинстве случаев необходимо размещать свои вычислительные мощности как можно ближе к площадкам, где ведется или должна начаться добыча полезных ископаемых, что позволяет более эффективно контролировать технологические процессы и быстро проводить анализ собранных данных.

Именно поэтому строительство дата-центров для поддержки предприятий из этого сектора становится весьма проблематичным, и решить эту нетривиальную задачу можно лишь при условии комплексного планирования и использования правильных технологий.

Единственным возможным способом достижения поставленной руководством чилийской горнодобывающей компании цели стало использование предварительно изготовленного модульного дата-центра площадью около сотни квадратных метров, который в настоящее время находится в ведении компании ACECO TI, специализирующейся на предоставлении IT-услуг. ЦОД эксплуатируется без даунтаймов вот уже более двух лет.

География диктует свои условия

В таких странах как Чили и Перу горнодобывающая промышленность является одной из важнейших отраслей экономки, способствующих росту ВВП. И предприятия из этой отрасли все чаще берут на вооружение дата-центры для обработки информации и повышения эффективности технологических процессов, касающихся извлечения металла из недр Земли. Но выбор оптимального подхода к развертыванию ЦОД зачастую сильно усложняется.

При проектировании дата-центра для компании из сектора горнодобывающей промышленности специалисты в большинстве случаев должны учитывать такие факторы как необходимый уровень производительности вычислительных мощностей и размеры стройплощадки, рядом с которой находятся залежи полезных ископаемых. Но в Перу все сложнее: здесь шахты вполне могут находиться на высоте от 150 до 4500 метров над уровнем моря (как в случае региона Тарапака). Поэтому именно география диктует условия при проектировании нового ЦОД.

Но головной боли проектировщикам добавляет не только огромная высота. По словам генерального менеджера перуанской IT- и консалтинговой компании Goals’ Хуана Декстре, места добычи полезных ископаемых могут быть отделены от ближайших очагов цивилизации многочисленными горными хребтами или лесными массивами, что добавляет еще одно измерение сложности.

“После сильных дождей, которые обрушиваются на леса, могут случаться наводнения, а это значит, что дата-центр должен быть защищен от прямого воздействия воды. То есть он должен располагаться на платформе, приподнятой над уровнем земли”, сказал Декстре. “В случае расположения дата-центра рядом с горными хребтами прямое воздействие солнца может привести к перегреву внешней части контейнерного ЦОД, после чего начнут чрезмерно нагреваться трубы, сетевые и силовые кабели, которые прилегают к внешней оболочке.”

Дата-центры горнодобывающих компаний должны быть адаптированы к экстремальным условиям. На фото представлен контейнерный ЦОД производства AST Modular

Вице-президент компании Aceco TI по латино-американском регионе Карлос Морард отметил, что в чилийских горах операторы ЦОД сталкиваются с еще одной проблемой: “В определенные моменты на крыше дата-центра может накапливаться снежный покров толщиной более одного метра. Это делает этап проектирования еще более важным, ведь нужно внимательно изучить площадку для размещения ЦОД, учесть все особенности климата и окружающей среды “.

Многие эксперты сходятся во мнении, что для горнодобывающей промышленности отлично подходят контейнерные ЦОД ввиду возможности быстрой сборки, оперативного развертывания и подвижности. Но это совсем не означает, что контейнерные серверные фермы в абсолютном большинстве случаев являются наилучшим вариантом для таких компаний.

Это могло бы объяснить, почему в настоящее время не существует уникальной модели ЦОД, которая была бы на 100% приспособлена для обслуживания предприятий из горнодобывающего сектора. Проектировщики отмечают, что запросы таких компаний очень часто сильно различаются.

Универсальный подход неуместен

“Когда дело доходит до изучения спроса на дата-центры со стороны предприятий горнодобывающей промышленности, приходится разделять подобные компании на отдельные сегменты”, сказал Морард, “Одной части компаний требуются ЦОД для обеспечения работоспособности корпоративных бизнес-приложений. Эти дата-центры должны обладать повышенной защитой и способностью поддерживать работоспособность критически важного ПО в сложных условиях. Ведь вычислительные мощности им могут потребоваться не только для моделирования связанных с добычей полезных ископаемых технологических процессов, но и для запуска финансовых приложений, позволяющих анализировать котировки на фондовых биржах и прогнозировать динамку цен на металлы. В подобном случае лучше всего подходят стационарные ЦОД”.

“Но другой части компаний по ряду причин подходят лишь контейнерные решения: удаленные стационарные дата-центры (пусть и высоконадежные) им не интересны. Таким предприятиям нужны ЦОД, способные работать в зоне добычи. Для этого идеально подходят модульные предварительно изготовленные решения “, отметил Морард.

Дата-центр, расположенный рядом с шахтой Collahuasi в Чили

Например, чилийская горнодобывающая компания Codelco занимается разведкой и разработкой месторождений меди. В ее распоряжении находится в общей сложности десять дата-центров, рассредоточенных по всей территории Чили. Два основных ЦОД площадью чуть более 800 квадратных метров каждый, обслуживают корпоративные бизнес-приложения, унаследованные системы и ПО для планирования ресурсов предприятия (ERP), а также формируют платформу для координации работ по мониторингу технологических операций, связанных с добычей полезных ископаемых.

Восемь остальных ЦОД, площадь которых варьируется в пределах от 120 до 150 квадратных метров, расположены в непосредственной близости от площадок, где ведется добыча полезных ископаемых. По словам технического директора Codelco Марко Орельяна, в последнее время у компании все чаще возникает необходимость размещения ЦОД в непосредственной близости от шахт.

“Место добычи может изменяться, поэтому строительство стационарного дата-центра очень рискованно “, сказал Орельяна. “Вероятность того, что дата-центр придется перемещать [на более позднем этапе разработки месторождения] очень велика. В подобных случаях очень хорошо подходят контейнеры, так как они позволяют осуществлять подобное перемещение вычислительных мощностей с минимальными затратами времени и средств”.

Наличие ЦОД рядом с местом добычи позволяет компаниям вроде Codelco и Collahuasi обрабатывать данные об объемах добычи металла и анализировать эффективность своего промышленного оборудования в режиме реального времени. Это также помогает контролировать надежность IT-оборудования и систем управления технологическими процессами.

“Во многих случаях перуанские рудники находятся в горных районах. При этом лагеря старателей могут находиться на расстоянии от 10 до 15 км от входа в шахту”, сказал Декстре.

Именно поэтому контейнерный ЦОД является очевидным вариантом для подобного применения, но Морард сказал, что горнодобывающие компании не всегда отдают предпочтение в пользу таких дата-центров, предпочитая им удаленные объекты.

“Контейнерные ЦОД рассматриваются IT-специалистами как быстро- и легко развертываемые решения. Но места, где минералы извлекаются на поверхность, это горы и пустыни. Иными словами, негостеприимные места, где, наряду с контейнерным ЦОД необходимо “с нуля” создавать генерирующие мощности и электроэнергетическую инфраструктуру для запитки оборудования внутри дата-центра “, сказал Морард, сравнив развертывание контейнерного дата-центра в подобном регионе (не говоря уже о возведении полноценного ЦОД) со строительством базы на Луне.

Внутри дата-центра Collahuasi в северной части Чили

Топ-менеджер компании Integrity, которая является перуанским дистрибьютором модульных дата-центров производства AST Modular (с недавнего времени этот вендор является частью компании Schneider Electric), Хорхе Франчески сказал, что клиентами Integrity уже стали многие горнодобывающие компании, действующие в данном регионе. По его словам, при правильном планировании, подобное предприятие может получить в свое распоряжение новый дата-центр в течение менее трех месяцев.

Но операторы ЦОД должны самостоятельно позаботиться о создании генерирующих мощностей, необходимых для работы вычислительной инфраструктуры. Codelco решила эту задачу с помощью солнечной энергии: большая часть необходимого вычислительной инфраструктуре электричества генерируется на солнечной ферме, находящейся рядом с одной из шахт компании.

Энергосбережение

Использование солнечных батарей для запитки ЦОД, как известно, позволяет минимизировать углеродных след вычислительных мощностей. Но в случае перуанских дата-центров экологичность не была определяющим фактором при выборе источника электроэнергии. Представители компании Goals’ отметили, что горнодобывающим предприятиям необходимы автономные электростанции, способные надежно функционировать даже в случае перебоев в поставках топлива (а лучше и вовсе обходиться без сжигаемых углеводородов), что делает солнечные фермы или ветряки идеальным вариантом для решения поставленной выше задачи.

При этом перуанские компании также активно внедряют энергосберегающие технологии, чтобы уменьшить нагрузку на генерирующие мощности. Так, в модульных ЦОД, которые заказывают горнодобывающие предприятия, зачастую предусмотрен механизм фрикулинга (охлаждения с использованием наружного воздуха).

“Необходимость работы на большой высоте над уровнем моря является еще одной проблемой. Многие жесткие диски и другие компоненты серверов не сертифицированы для работы на полуторакилометровой высоте, так что инженерам приходится разрабатывать механизмы компенсации давления или менять HDD на твердотельные накопители”, отметил Декстре.

Размещение оборудования на большой высоте может стать причиной ряда других проблем. Пониженное давление может негативно сказаться на эффективности электростанций на базе сгораемого топлива, систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, а также механизмов пожаротушения. Потеря одной из этих систем может привести к сбою в работе ЦОД и выводу из строя оборудования, заменить которое в подобных условиях довольно непросто, и, возможно, к возникновению риска для жизни операторов дата-центра. Но, несмотря на все эти сложности, латино-американские инженеры работают не покладая рук, чтобы создать предельно надежные и эффективные контейнерные ЦОД, раз за разом доказывая, что комплексное планирование позволяет справиться даже с самым сложным проектом.