Космос, река, жилой комплекс как площадки для размещения ЦОД: свежие кейсы

Где лучше всего расположить дата-центр? Ответ на данный вопрос, как правило, зависит от следующих факторов: стоимость электроэнергии и надежность каналов энергоснабжения; климат; вероятность неблагоприятных погодных явлений или стихийных бедствий; близость к конечным пользователям / клиентам; доступность квалифицированных кадров; уровень развития телекоммуникационной инфраструктуры; стоимость / доступность земли под застройку.

Но данные факторы актуальны при возведении обычных / контейнерных ЦОД. Если же компания / организация берет на вооружение один из перечисленных ниже передовых подходов к развертыванию вычислительных мощностей, некоторые факторы благополучно отходят на второй план. Речь, помимо прочего, о размещении ЦОД в космосе, на поверхности водоема или внутри жилого комплекса. Чтобы не быть голословными, рассмотрим свежие кейсы.

Стартап Denv-R планирует развёртывать плавучие эко-дата-центры в городах

Французский стартап Denv-R предлагает размещать дата-центры на поверхности рек, протекающих через городские районы. Инженеры собираются выпускать ЦОД, охлаждаемые речной водой. Испытание прототипа пройдет на реке Луара у острова Иль-де-Нант. Тестирование демонстрационной системы начнется во французском Нанте уже в июне 2023 года.

На официальном веб-сайте Denv-R практически отсутствует техническая информация. Но, согласно статье, опубликованной французским ресурсом 20 Minutes на основании интервью с представителями стартапа, идея Denv-R похожа на концепцию американской компании Nautilus, инженеры которой используют баржи для развертывания ЦОД. Компания Nautilus уже ввела в эксплуатацию плавучий дата-центр в американском штате Калифорния. Еще один плавучий ЦОД ее инженеры разрабатывают в Ирландии.

В Denv-R отмечают, что французский плавучий дата-центр будет меньше, чем серверная ферма Nautilus. Это сделает разработку французов более подходящей для развертывания на поверхности городских рек. Конструкция ЦОД обеспечит пассивную циркуляцию воды без использования насосов. Представители молодой компании отмечают, что подобный подход снизит потребление электроэнергии и выбросы CO2.

Судя по рендеру, предоставленному сайтом IMT Atlantique, сооружение будет иметь форму катамарана с двумя корпусами, расположенными рядом друг с другом. Добавление подобного конструкционного элемента может быть необходимо для обеспечения стабильности. На рендере показаны солнечные панели и ветряные турбины. Неудивительно, что представители компании оптимистично заявляют о возможности автономной работы ЦОД за счет локальных источников электроснабжения.

Команда Denv-R планирует построить прототип мощностью 200 кВт, который будет иметь длину 10 м, ширину 8 м и высоту 3 м, что делает его похожим по масштабу на набор транспортных контейнеров. Согласно сайту Denv-R, плавучая конструкция будет изготовлена из переработанной стали.

Эксперты сходятся во мнении, что речное пространство в городах может стать хорошей альтернативой суше. В идеале подобный подход позволяет расположить дата-центр как можно ближе к конечным пользователям вычислительной инфраструктуры. Земли в городах мало, и она дорогая. Размещение ЦОД на водной глади позволяет обойти данные ограничения.

Thales Alenia Space готовит технико-экономическое обоснование в рамках европейского проекта ASCEND по развертыванию ЦОД в космосе

Компания Thales Alenia Space выиграла тендер, организованный Еврокомиссией, на подготовку технико-экономического обоснования развертывания дата-центров в околоземном космическом пространстве в рамках проекта ASCEND. Последний предполагает создание массива орбитальных дата-центров для разгрузки наземной вычислительной инфраструктуры и сокращения вредных выбросов.

Целью проекта выступает создание «усовершенствованной космической облачной платформы для нужд европейских пользователей, позволяющей добиться снижения выбросов и обеспечить суверенитет данных». Проект ASCEND является частью европейской исследовательской программы Horizon Europe.

Дата-центры будут полагаться на солнечные электростанции, производящие несколько сотен мегаватт электроэнергии, которые также будут находиться в космосе. Орбитальные ЦОД будут связаны с Землей посредством оптической связи.

Компания Thales Alenia Space, являющаяся крупным военным подрядчиком, в рамках данного проекта объединяется с несколькими другими партнерами для проведения необходимых исследований. Речь, в частности об организациях, занимающихся сбором и анализом климатических данных (Carbone 4, VITO), облачными вычислениями и IT-системами (Orange, CloudFerro, Hewlett Packard Enterprise Belgium), разработкой ракет-носителей (ArianeGroup) и производством орбитальных систем (немецкий аэрокосмический центр DLR, Airbus Defence and Space).

Первый этап исследования, как ожидается, позволит ответить на критический важный вопрос, который звучит следующим образом: «Будут ли выбросы, создаваемые при производстве и запуске космических дата-центров, меньше выбросов, создаваемых наземными ЦОД».

Затем эксперты изучат, возможно ли разработать системы вывода ЦОД на орбиту, а также обеспечить развертывание и работоспособность этих космических дата-центров с использованием технологий роботизированной помощи, уделяя особое внимание системам, которые разработаны в Европе, включая демонстрационный образец манипулятора EROSS IOD от Thales Alenia Space.

В Thales Alenia Space отмечают, что в случае успеха проект может оправдать разработку более экологически чистой многоразовой тяжелой ракеты-носителя. Данная компания, которой совместно владеют Thales (67 процентов) и Leonardo (33 процента), в прошлом году заключила контракт с НАСА на изучение целесообразности размещения дата-центра на Луне. Этот ЦОД, о котором мы писали в 2021 году , будет построен для обслуживания лунных исследований, что сократит время ожидания для космонавтов.

NTT и SKY Perfect JSAT также планируют построить несколько спутников для вычислений и хранения данных, которые в совокупности образуют единый дата-центр с помощью оптической связи.

Французы из Qarnot планируют размещать микро-ЦОД внутри ЖК для горячего водоснабжения

Поскольку операторы и владельцы дата-центров стремятся повысить эффективность подконтрольных объектов, некоторые из них внедряют механизмы повторного использования генерируемого серверами тепла. Многие теплицы, рыбные фермы и квартиры, подключенные к системам централизованного теплоснабжения, уже выиграли от этой идеи.

К сожалению, для успешной реализации идеи требуется, чтобы дата-центры располагались рядом с системами централизованного теплоснабжения или фермами. Но что, если перевернуть данную концепцию с ног на голову? Что, если найти место, где электричество уже используется для выработки тепла, и разместить там микро-ЦОД?

За последнее десятилетие сразу несколько стартапов пытались создать из микро-ЦОД котлы и водонагреватели. Многие обанкротились или ушли из сектора. Среди немногих фирм, добившихся успеха присутствует французская компания Qarnot, которой к 2020 году удалось привлечь инвестиции на сумму около 9 млн. долларов. У Qarnot также есть крупные клиенты, включая банк Société Générale, ВУЗ KTH Royal Institute of Technology и анимационную студию Illumination, получившую широкую известность благодаря франшизе «Миньоны».

Изначально французы изготавливали и продвигали микро-ЦОД, представляющие собой обогреватели для частных коттеджей и квартир. Вместо использования электроэнергии для производства тепла через традиционный радиатор инженеры предложили домовладельцам возможность использовать такое же количество электроэнергии для электроснабжения вычислительного узла Qarnot, который выглядит как радиатор. Одновременно с производством тепла устройство осуществляло вычисления. Каждый узел входил в систему распределенных вычислений.

Но поскольку оборудование стоило значительно больше, чем сопоставимый нагреватель, клиентов оказалось немного. Был и фундаментальный недостаток: клиентам дата-центров вычислительные мощности требуются в режиме 24×7, но людям отопление 24×7 не требуется. Также отмечаются проблемы с безопасностью при размещении серверов в частных домах и ограничения на подключение к оптоволокну. В Нидерландах эти проблемы привели к тому, что конкурирующая компания Nerdalize объявила о банкротстве в 2019 году.

Вследствие вышесказанного Qarnot сменила целевую аудиторию. Теперь компания обслуживает социальное жилье и большие многоквартирные высотки, где вычислительные узлы могут функционировать в режиме 24×7, вместо отопления обеспечивая горячее водоснабжение. Иными словами, компания прекратила производство «обогревателей» и переходит на «бойлеры». Вместо B2C вендор сосредоточился на B2B.

Обычные дата-центры с воздушным охлаждением серверов производят тепло при температуре около 30°C (86°F). В устройствах Qarnot используется прямое водяное охлаждение, обеспечивающее подачу во внешний контур нагретой воды с температурой 65°C (149°F). Жидкость передается по медным трубкам диаметром 2 см. Одновременно с продажей тепла Qarnot продает свои вычислительные мощности клиентам по низкой цене, поскольку затраты на электроэнергию компенсируются жилыми комплексами.

Сами «цифровые бойлеры» все еще намного дороже обычных, поскольку вместо стандартной «начинки» внутри данных устройств находятся недешевые полупроводники и вспомогательная инфраструктура (системы охлаждения, электроснабжения, сетевые узлы). Кроме того, IT-инфраструктура устаревает гораздо быстрее, чем обычные котлы / бойлеры. Компания заменяет серверы каждые пять лет. Французы сотрудничают с фирмой IT Renew, работающей в сфере экономики замкнутого цикла, чтобы использовать бывшие в употреблении и новые серверы на базе открытых спецификаций Open Compute Project.

Хотя развертывание вычислительных узлов осуществляется в непосредственной близости от потенциальных конечных пользователей, важно отметить, что в настоящее время речь идет не о системе для «пограничных вычислений» (Edge Computing), ориентированной на низкие задержки при приеме и передаче информации.

Вместо этого Qarnot ориентируется на пакетную обработку рабочих нагрузок, делегируемых высокопроизводительным вычислительным системам, поскольку для большинства ее клиентов задержки не критичны. Так, французский банк Société Générale использует систему Qarnot для расчета финансовых рисков.