Моделирование инфраструктуры ЦОД – ключ к повышению эффективности

От экологических проблем до изменения бюджетов и роста плотности мощности IT-нагрузки внутри монтажных стоек — строительство дата-центра и последующая эксплуатация инфраструктуры сопряжены с многочисленными вызовами. Операторам ЦОД регулярно приходится принимать решения касательно адаптации инфраструктуры, чтобы свести к минимуму соответствующие издержки и риски.

Может ли имитационное моделирование инфраструктуры стать панацеей, учитывая множество проблем, с которыми сегодня сталкиваются операторы дата-центров? Вполне! Но прежде чем перейти к изучению соответствующих подходов и эффективных инструментов, следует более подробно рассмотреть ключевые проблемы.

Экологические вызовы

Поскольку дата-центры, согласно разным исследованиям, уже потребляют от одного до трех процентов от общего количества генерируемой в мировом масштабе электроэнергии, субъектам индустрии ЦОД приходится мириться с растущим давлением со стороны правительств и природоохранных групп.

Заинтересованные стороны добиваются минимизации количества электричества из «грязных» источников (угольные электростанции и т.д.), потребляемого инфраструктурой дата-центров и, соответственно, ее углеродного следа.

Так, правительство Великобритании во время прошлогодней конференции COP26 обязалось довести до нуля объем выбросов двуокиси углерода, попадающих в атмосферу при эксплуатации инфраструктуры британских ЦОД, уже к 2050 году.

Подобные политические и экологические обязательства гарантируют, что в ближайшие годы и десятилетия повышение экологичности ЦОД будет по-прежнему оставаться главным приоритетом для владельцев и операторов дата-центров, вынужденных все более эффективно управлять инфраструктурой и добиваться максимальной производительности оборудования, переводя ЦОД на более экологичные источники электричества.

Стоимость эксплуатации дата-центра

Более того, расходы на содержание дата-центров быстро растут. Стоимость электричества стремительно увеличивается на фоне текущего энергетического кризиса, и это влияет на всех, включая владельцев / операторов дата-центров.

Учитывая складывающиеся обстоятельства, субъекты индустрии ЦОД будут придавать все большее значение повышению эффективности эксплуатации инфраструктуры серверных ферм, избегая непомерно высоких эксплуатационных затрат, способных стать угрозой для финансовой жизнеспособности бизнес-процессов, завязанных на ЦОД.

Рост плотности мощности оборудования

Еще одна проблема, с которой сейчас сталкиваются операторы дата-центров, — это стремительное повышение плотности мощности внутристоечного IT-оборудования за счет необходимости обеспечения поддержки ряда современных технологий, включая системы на базе искусственного интеллекта (ИИ).

Сегодня операторы все чаще вынуждены совмещать стойки с высокой и низкой плотностью внутри одних и тех же машзалов. Развертывание IT-нагрузки с высокой плотностью является проблематичным в случае старых дата-центров.

Старые ЦОД, как правило, проектировались с учетом общей плотности мощности и равномерного распределения нагрузки внутри всего машзала: они не рассчитаны на существенные различия между стойками и серверами. Следовательно, операторам подобных ЦОД приходится учитывать еще больше факторов и бороться с дополнительными проблемами.

Моделирование с использованием цифрового двойника – лучшее решение

Учитывая новые реалии и вызовы, как специалистам по эксплуатации дата-центров оставаться на шаг впереди, одновременно повышая производительность подконтрольной инфраструктуры? Физическое моделирование с использованием технологии цифрового двойника является, по мнению ряда экспертов, лучшим решением в сложившихся обстоятельствах.

Цифровой двойник — это виртуальная трехмерная копия физического дата-центра. Соответствующие инструменты, как правило, позволяют использовать вычислительную гидродинамику для моделирования поведения объектов в любых условиях / сценариях эксплуатации. Иными словами, операторы получают возможность оценить последствия изменений, вносимых в инфраструктуру, до их фактической реализации.

• Снижение издержек без потери производительности и надежности: Например, развертывание цифрового двойника ЦОД позволяет смоделировать и визуализировать кластер новых серверов с высокой плотностью комплектующих и определить их оптимальное расположение с точки зрения безопасной эксплуатации (в плане нагрузки на систему охлаждения) и энергоэффективности. Это гарантирует возможность поддерживать производительность дата-центра на требуемом уроне при развертывании новых технологий, более экологически-сознательно управлять ЦОД и защищать корпоративный бюджет от роста затрат на электроэнергию.
• Продление срока службы дата-центра: Применение цифрового двойника дополнительно позволяет операторам ЦОД продлевать срок службы подконтрольных площадок, избегая избыточного расширения путем оптимального использования пространства внутри машзалов и перераспределения неиспользуемого вспомогательного оборудования. Умелое применение данного инструмента позволяет отложить необходимость строительства нового дата-центра, избегая соответствующих финансовых и экологических издержек до момента крайней необходимости.

Siemens Energy предлагает пример реального инструмента моделирования инфраструктуры ЦОД на базе NVIDIA Omniverse

Сегодня уже существует несколько заслуживающих внимания инструментов для создания цифрового двойника дата-центра. И их перечень стабильно расширяется. Причем нередко в распоряжение операторов ЦОД попадают действительно интересные решения.

Так, в сентябре 2022 года компания NVIDIA объявила об обновлении технологии Omniverse Cloud, с помощью которой Siemens Energy ранее создала удобный инструментарий для генерации цифровых двойников существующих дата-центров с целью прогнозирования PUE по мере расширения площади / изменения оснащения.

В ходе очередного обновления Omniverse Cloud ее создатели пошли на добавление ряда новых функций, фактически открывающих данную платформу для сторонних разработчиков. Судя по всему, в NVIDIA стремятся сделать технологию моделирования легкодоступной и как можно более простой, снижая порог вхождения для заинтересованных предприятий.

Эксперты ожидают, что платформа Omniverse, помимо прочего, ускорит внедрение робототехники для обслуживания оборудования внутри дата-центров, позволяя операторам и строителям ЦОД проводить соответствующее моделирование, основываясь на примерах из других вертикалей, таких как автомобильная и железнодорожная отрасли.

Вместо заключения

Развертывая цифрового двойника, команды по эксплуатации дата-центров получают возможность принимать упреждающие и точные решения в отношении своих площадок, опираясь на результаты анализа статистических данных и физические модели, а не на догадки.

По мере того, как в будущем будут возникать новые проблемы, цифровые двойники ЦОД обеспечат операторам возможность сохранять контроль и поддерживать множество предприятий, которые полагаются на инфраструктуру дата-центров для эффективной работы.