Не так давно для хранения рабочих данных пользователям хватало коробок с несколькими 3,5-дюймовыми флоппи-дисками на своих столах. При таком уровне развития технологий сегодня для хранения данных, необходимых только операционной системе обычного смартфона, потребовалась бы коробка с флоппи-дисками размером с холодильник. Плотность систем хранения данных и их эффективность за эти годы выросли на несколько порядков. И улучшение завершится еще не скоро – произойдет это, возможно, только тогда, когда мы начнем использовать атомы как место для хранения битов и байтов.
Однако спрос на дополнительное пространство для хранения единиц и нулей растет с угрожающей скоростью. Объем данных, которые миллиарды людей на планете оставляют в облачных хранилищах, ошеломляет. Картинки, музыка, видео, текстовые сообщения и всевозможная информация, загружаемая из интернета, требуют размещения все большего числа систем хранения данных внутри облачных ЦОД.
Проблема дополнительно усложняется еще и из-за “цифрового накопительства”. В прежние времена файлы периодически удалялись пользователями, чтобы освободить место для новых файлов. Но сейчас благодаря бесконечно большому облаку люди стали накапливать все, что может быть полезным.
По данным Северо-Восточного университета (США), общий объем данных в мире в 2013 году составил 4,4 зеттабайта, а к 2020 году этот показатель возрастет до 44 зетабайт (1 зеттабайт эквивалентен 1 трлн. гигабайт). И с этой информацией нужно что-то делать.
Плавучие ЦОД – огромный бизнес
Помимо облачных технологий развивается и концепция аналитической обработки больших данных. Согласно прогнозу International Data Corporation, оборот мирового рынка решений для аналитической обработки больших данных вырастет с 130,1 млрд. долларов США в прошлом году до более чем 203 млрд. долларов США в 2020 году при совокупном среднегодовом темпе роста в 11,7 процента.
Спрос на облачные сервисы и решения для аналитической обработки больших данных заставляет интернет-компании вкладывать огромные деньги в строительство новых ЦОД и расширение уже существующих серверных ферм. Но в некоторых регионах и странах работа в этом направлении усложнена в связи с дороговизной и дефицитом земли под застройку.
Так, к примеру, власти Сингапура, который является центром воздушного и морского транспорта, а также финансовым центом и стремиться стать центром информационных магистралей, испытывают серьезные трудности при выделении земли под возведение новых ЦОД.
Еще одной проблемой для сингапурцев является климат. Государство находится в тропиках. Жаркая и влажная погода означает более высокую стоимость эксплуатации дата-центров. ЦОД генерируют много тепла, которое должно быть удалено путем циркуляции холодного воздуха, поглощающего излишнюю тепловую энергию.
Неудивительно, что строители ЦОД предпочитают возводить серверные фермы в странах с холодным климатом. Так, у Google, Facebook, Apple и Amazon имеются дата-центры в северных регионах. А крупнейший в Китае дата-центр находится на высоте в 1065 м над уровнем моря в Хоххоте, Внутренняя Монголия.
Эксперты по инфраструктуре дате-центров также отмечают, что количество электроэнергии, используемой ЦОД, удваивается каждые четыре года. Аналитики прогнозируют, что дата-центры будут потреблять примерно втрое больше электроэнергии в следующем десятилетии. Согласно данным журнала Popular Science, только в США серверные фермы ежегодно поглощают эквивалент электроэнергии, вырабатываемой 34 электростанциями, работающими на угле.
Большая часть этой электроэнергии идет на удовлетворение потребностей серверов, но почти треть такого электричества (а в некоторых случаях – половина) идет на поддержание оптимального температурного режима, чтобы серверы не перегрелись и не вышли из строя.
Дата-центры имеют огромную площадь застройки. Данный показатель может достигать 4 гектаров. При этом они должны быть масштабируемыми. Это означает, что ЦОД нуждаются в дополнительной земле для будущего расширения. Для крошечного острова Сингапур с самой высокой плотностью населением в мире это самый настоящий вызов. Поэтому местные инженеры должны мыслить нестандартно и выходить за пределы доступной земли.
Плавучие ЦОД выходят в открытое плавание
Создание плавучих ЦОД позволяет решить сразу две задачи. Море может использоваться вместо земли для развертывания огромного количества вычислительных мощностей в непосредственной близости от пользователей, чтобы минимизировать задержки. Кроме того, забортная вода является удобным инструментом для теплоотвода, – в плане теплофизических свойств морская вода намного превосходит воздух при передаче тепла.
Компания Nautilus Data Technologies, создает на военно-морской базе в Сан-Франциско (США) прототип плавучей серверной фермы с использованием этой концепции. По утверждениям инженеров фирмы, этот дата-центр будет на 80 процентов энергоэффективнее обычных аналогов. Софтверный гигант Microsoft экспериментирует с расположением дата-центров на дне океана, где температура воды значительно ниже.
Поисковая корпорация Google ранее подала заявку на патент в США, описывающий плавучий дата-центр, размещающийся в трех-семи милях (4,8-11,3 км) от берега в акватории глубиной от 50 до 70 м и использующий энергию волн для выработки электропитания, а также морскую воду для охлаждения серверов. Хотя проект Google и был окутан тайной, он был признан одним из лучших изобретений 2008 года журналом Time.
Плавучие ЦОД – новая жизнь для старых судов
Плавучие, полу- или полностью погруженные, расположенные в открытом море или в прибрежной зоне – такие дата-центры более экологичны. Они потребляют меньше электроэнергии. Они не увеличивают тепловую нагрузку на атмосферу. Они не конкурируют за водные ресурсы, поскольку могут обессоливать воду из моря, и, следовательно, нет необходимости в километрах подземных труб для транспортировки воды для последующего ее использования в градирнях.
Благодаря особенностям конструкции плавучие ЦОД не создают шума. Для их создания не требуются земляные работы, укладка дорог, а также перемещение строительных материалов и строительной техники. Кроме того, строительство плавучих ЦОД позволяет подарить новую жизнь старым кораблям вроде барж.
Еще одним доводом в пользу инвестирования в развитие этой технологии можно назвать простаивание многих судоверфей, которые перестали в массовом порядке строить плавучие буровые платформы из-за резкого падения цен на нефть на мировом рынке на фоне развития сланцевой нефтедобычи и возобновляемых источников энергии.
Эксперты призывают владельцев судоверфей обратить внимание на бесчисленное множество проектов по созданию других судов: от плавучих парков развлечений до плавучих атомных электростанций. Плавучие дата-центры – еще один вид таких активов. Их можно производить на экспорт, зарабатывая сотни миллионов долларов США.
