غالبًا ما يحدث أن تكون مراكز البيانات المخفية في القلب هي جوهر الإنترنت لدينا. يقومون بنقل وتخزين ونقل المعلومات التي ننشئها كل يوم.
كلما زاد إنشاء البيانات ، أصبحت مراكز البيانات الأكثر حيوية.
اليوم ، أصبحت العديد من مراكز البيانات غير عملية وغير فعالة وقديمة. للحفاظ على حالة عمل جيدة ، يعمل مشغلو مراكز البيانات ، من FAMGA إلى مراكز التجميع ، لتحديثها لمواكبة اتجاهات عالم دائم التغير.
في هذا الحديث ، نتعمق في العديد من جوانب مستقبل مراكز البيانات وتطورها. بدءًا من مكان وكيفية إنشائها ونوع الطاقة التي يستخدمونها والأجهزة التي تعمل بداخلها.
الموقع يؤدي
الوصول إلى شبكات الألياف البصرية والتعريفات الخاصة بمصادر الطاقة والبيئة دورًا مهمًا في تحديد مكان إنشاء مراكز البيانات.
وفقًا لبعض التقديرات ، قد يصل سوق بناء مركز البيانات العالمي إلى 57 مليار دولار بحلول عام 2025. يعد هذا تحديًا كبيرًا ، حيث أطلقت عملاق العقارات التجارية CBRE قسمًا كاملاً مخصصًا لمراكز البيانات
خريطة مراكز البيانات
البناء بالقرب من مصادر الطاقة الرخيصة
يمكن أن يجعل وضع مراكز البيانات المتعطشة للطاقة إلى جانب مصادر الطاقة الرخيصة تشغيلها في متناول الجميع. مع ارتفاع الانبعاثات واستخدام شركات التكنولوجيا الكبيرة للطاقة القذرة بشكل متزايد لتشغيل مراكز البيانات ، تعد مصادر الطاقة الخضراء عاملاً مهمًا.
قامت Apple و Facebook ببناء مراكز بيانات بالقرب من موارد الطاقة الكهرومائية. في وسط ولاية أوريغون ، استحوذت شركة Apple على مشروع للطاقة الكهرومائية لتوفير الطاقة الخضراء لمركز بيانات برينسفيل. وقالت الشركة إن أسواق الكهرباء غير المنظمة في ولاية أوريغون هي السبب الرئيسي في بناء العديد من مراكز البيانات في المنطقة. يسمح إلغاء القيود التنظيمية لشركة Apple بشراء الكهرباء مباشرة من موردي الجهات الخارجية الذين يستخدمون مصادر الطاقة المتجددة ، وليس فقط المرافق المحلية.
في لوليا ، السويد ، قام Facebook ببناء مركز بيانات ضخم بجوار محطة كهرومائية. في السويد ، بدأت مراكز البيانات في الظهور في المنطقة الشمالية ، لأنه بالإضافة إلى المناخ البارد والموقع ليس عرضة للزلازل ، هناك الكثير من مصادر الطاقة المتجددة (الطاقة الكهرمائية والرياح) في هذا الجزء.
بناء الفيسبوك في لوليا ، السويد في عام 2012. المصدر: Facebook
انتقلت بالفعل العديد من مراكز البيانات الرئيسية إلى المنطقة الشمالية ، وبعضها يتطلع إليها فقط.
في ديسمبر 2018 ، أعلنت Amazon Web Services عن افتتاح مركز بيانات AWS الخاص بمنطقة أوروبا ، والذي يقع على بعد حوالي ساعة من ستوكهولم. في الشهر نفسه ، استحوذت Microsoft على 130 هكتارًا من الأراضي في جزأين مجاورين من السويد ، في يافلا وساندفيكن ، بهدف بناء مراكز بيانات هناك.
بالإضافة إلى كونها قريبة من مصادر الطاقة النظيفة الرخيصة ، فإن شركات مراكز البيانات تهتم أيضًا بالمناخ البارد. يمكن للأماكن القريبة من الدائرة القطبية الشمالية ، مثل شمال السويد ، السماح لمراكز البيانات بتوفير التبريد.
تدعي شركة الاتصالات Altice Portugal أن مركز بيانات Covilhã يستخدم 99٪ من الهواء الخارجي لتبريد خوادمها. ويستخدم مركز البيانات القديم لشركة Google في هامينا ، فنلندا ، مياه البحر من خليج فنلندا لتبريد المنشأة وتقليل استهلاك الطاقة.
افتتحت Verne Global حرمًا جامعيًا في آيسلندا يتصل بمصادر الطاقة الحرارية الأرضية المحلية والطاقة الكهرومائية. وهي تقع في قاعدة سابقة لحلف شمال الأطلسي (الناتو) وتقع بين أوروبا وأمريكا الشمالية ، أكبر سوقين للبيانات في العالم.
البناء في الاقتصادات الناشئة
يقلل وضع مركز بيانات في نقطة مرور متزايدة على الإنترنت من الحمل ويزيد من سرعة نقل البيانات في المنطقة.
على سبيل المثال ، في عام 2018 ، قامت شركة Tencent الصينية ، التي تمتلك Fortnite و WeChat ، بإنشاء مراكز بيانات في مومباي. أصبحت هذه الخطوة علامة على أن المنطقة تستخدم بنشاط الإنترنت وأنظمة الألعاب Tencent تزداد شعبية.
يعد بناء مراكز البيانات في المناطق التي يتم فيها استخدام الإنترنت بكثافة خطوة تجارية استراتيجية أيضًا. إذا تطورت الشركات المحلية ، فسوف تفكر في نقل عملياتها إلى أقرب مركز بيانات.
أيضا ، مراكز البيانات لديها وظيفة التجميع. وهذا يعني أنها تزود المبنى بتبريد وقوة ونطاق ترددي وأمان مادي ، ومن ثم تأجير المساحة للعملاء الذين يقومون بتثبيت خوادمهم وتخزينهم هناك. عادة ما تستهدف خدمة تحديد الموقع الجغرافي الشركات ذات الاحتياجات الصغيرة ، كما أنها تساعد الشركات على توفير المال على البنية التحتية.
الحوافز الضريبية والقانون المحلي
تعد مراكز البيانات مصدرًا جديدًا مهمًا للدخل لمنتجي الكهرباء ، وبالتالي تجتذب الدولة الشركات الكبيرة بمزايا مختلفة.
اعتبارًا من يناير 2017 ، خفضت الحكومة السويدية الضريبة بنسبة 97٪ على أي كهرباء تستخدمها مراكز البيانات. الكهرباء في السويد باهظة الثمن نسبيًا ، وخفضت الضرائب الضرائب على السويد على قدم المساواة مع الدول الاسكندنافية الأخرى.
في ديسمبر 2018 ، تفاوضت Google على إعفاء ضريبي لبيع مركز بيانات في نيو ألباني بولاية أوهايو ، لمدة 100٪ لمدة 15 عامًا لمركز بيانات 600 مليون دولار ، وتم تقديم الميزة مع خيار التمديد حتى عام 2058. في سبتمبر 2018 ، أعلنت فرنسا ، على أمل جذب المواهب الاقتصادية ورأس المال العالمي بعد خروج بريطانيا من الاتحاد الأوروبي ، عن خطط لخفض ضرائب الكهرباء على مراكز البيانات.
في بعض الحالات ، يعد إنشاء مركز بيانات إحدى الطرق التي يمكن للشركات من خلالها الاستمرار في العمل في البلدان عالية الأمان.
في فبراير 2018 ، بدأت Apple في تخزين البيانات في مركز يقع في Guizhou ، الصين ، من أجل الامتثال للقوانين المحلية. في السابق ، كان على السلطات الصينية استخدام النظام القانوني الأمريكي للوصول إلى المعلومات من المواطنين الصينيين المخزنة في مركز البيانات الأمريكي ، ولكن الآن يوفر مركز البيانات المحلي للسلطات الصينية وصولًا أسهل وأسرع إلى المعلومات من المواطنين الصينيين المخزنة في Apple cloud ...
في حين كان على السلطات الصينية في السابق أن تمر عبر النظام القانوني الأمريكي للوصول إلى معلومات المواطنين الصينيين المخزنة في مركز بيانات أمريكي ، فإن مركز البيانات المحلي يمنح السلطات وصولًا أسهل وأسرع إلى المعلومات المتعلقة بالمواطنين الصينيين المخزنة في سحابة Apple.
اتصال الألياف والأمن
هناك عاملان حاسمان آخران عندما يتعلق الأمر بمواقع مركز البيانات وهما اتصال الألياف والأمان القوي.
لسنوات عديدة ، كانت شبكات الألياف عاملاً رئيسيًا في تحديد مكان بناء مراكز البيانات. على الرغم من أن البيانات غالبًا ما يتم نقلها إلى الأجهزة المحمولة عبر الشبكات اللاسلكية أو Wi-Fi المحلية.
في معظم الأوقات ، تنتقل البيانات من وإلى التخزين عبر كبلات الألياف البصرية. تربط الألياف الضوئية مراكز البيانات بهوائيات خلوية وأجهزة توجيه منزلية وأجهزة تخزين أخرى.
خريطة الكابلات البحرية
نمت أشبورن ، فرجينيا والمناطق المجاورة لها لتصبح سوقًا كبيرًا لمركز البيانات ، ويرجع الفضل في جزء كبير منه إلى شبكة البنية التحتية الكبيرة للألياف الضوئية التي أطلقتها AOL كمقر لها. في هذا الوقت ، انتقلت شركات أخرى ، مثل Equinix ، إلى المنطقة وبنت مراكز البيانات الخاصة بها ، واستمرت شبكات الألياف الضوئية في المنطقة في النمو ، مما جذب المزيد والمزيد من مراكز البيانات الجديدة.
استثمر Facebook ما يقرب من 2 مليار دولار في مركز بيانات في Henrico ، فرجينيا ، وفي يناير 2019 ، تلقت Microsoft منحة بقيمة 1.5 مليون دولار للمرة السادسة لتوسيع مركز البيانات الخاص بها في Southside ، فرجينيا.
كما بدأت تظهر بدائل جديدة لشبكات الألياف ، حيث يقوم كبار التقنيين ببناء البنية التحتية الخاصة بهم.
في مايو 2016 ، أعلنت Facebook و Microsoft عن عمل كابل بحري مشترك بين فيرجينيا بيتش وفيرجينيا وبلباو بإسبانيا. في عام 2017 ، أعلن Facebook عن خطط لبناء شبكة الألياف الضوئية الخاصة به التي يبلغ طولها 200 ميل في الأرض في لاس لوناس ، نيو مكسيكو ، لربط مركز البيانات الخاص به في نيو مكسيكو بمزارع الخوادم الأخرى. سيعمل نظام الألياف الضوئية تحت الأرض على إنشاء ثلاثة مسارات شبكية فريدة لنقل المعلومات إلى لاس لوناس.
بالإضافة إلى الاتصال ، يعد الأمان نقطة مهمة أخرى. هذا مهم بشكل خاص لمراكز البيانات التي تقوم بتخزين المعلومات الحساسة.
على سبيل المثال ، قامت شركة DNB المالية النرويجية العملاقة ، بالشراكة مع مركز بيانات الجبل الأخضر ، بإنشاء مركز بيانات خاص بها. يضم Green Mountain مركز بيانات DNB في منشأة أمنية محسنة ، وهو مخبأ محوّل في جبل. تدعي الشركة أن الجبل محمي بالكامل من جميع أنواع المخاطر ، بما في ذلك الهجمات الإرهابية والانفجارات البركانية والعواصف والزلازل.
يقع مركز بيانات Swiss Fort Knox تحت جبال الألب السويسرية ، ويتم إخفاء بابه على أنه حجر. يتضمن نظامها الداخلي المعقد العديد من الأنفاق التي لا يمكن الوصول إليها إلا من خلال المقاصة المناسبة. مركز البيانات محمي بواسطة محركات الديزل للطوارئ ونظام ضغط الهواء الذي يمنع الغازات السامة من دخول المبنى.
تعتبر Fort Knox السويدية آمنة للغاية من الناحية المادية والرقمية. المصدر: Mount 10
نظرًا لوجود درجة عالية من أمان الخادم في بعض مراكز البيانات ، هناك العديد من مراكز البيانات ، ولم يتم الإعلان عن موقعها مطلقًا. يمكن استخدام معلومات الموقع لهذه المراكز كسلاح.
في أكتوبر 2018 ، نشر WikiLeaks قائمة كائنات AWS داخلية. من بين المعلومات التي تم العثور عليها حقيقة أن أمازون كانت منافسًا لإنشاء سحابة خاصة تبلغ قيمتها حوالي 10 مليار دولار لوزارة الدفاع.
واجه ويكيليكس نفسه صعوبة في العثور على مركز البيانات الصحيح لاستضافة معلوماته. توقفت AWS عن استضافة موقع WikiLeaks لأن الشركة انتهكت شروط الخدمة - أي أنها أصدرت وثائق لا تمتلك حقوقًا فيها ، وعرضت الأشخاص للخطر.
نتيجة لذلك ، انتقل ويكيليكس إلى العديد من مراكز البيانات المختلفة. في وقت ما ، تردد أن ويكيليكس يفكر في استضافة مركز البيانات الخاص به في المحيط ، في ولاية سيلاند غير المعترف بها في بحر الشمال.
بناء
في حين يمكن القول إن الموقع هو العامل الأكثر أهمية في الحد من خطر انقطاع مركز البيانات ، تلعب هياكل مراكز البيانات أيضًا دورًا مهمًا في ضمان الموثوقية وطول العمر.
يمكن أن يجعل البناء الصحيح لمركز البيانات من مقاومة النشاط الزلزالي والفيضانات وأنواع أخرى من الكوارث الطبيعية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تكييف الهياكل للتوسع ، مما يقلل من تكاليف الطاقة.
في جميع الصناعات - من الرعاية الصحية إلى التمويل إلى التصنيع - تعتمد الشركات على مراكز البيانات لدعم الاستهلاك المتزايد للبيانات. في بعض الحالات ، قد تكون مراكز البيانات هذه مملوكة وموجودة في الموقع ، بينما يمكن مشاركة الآخرين وتحديد موقعهم عن بُعد.
في كلتا الحالتين ، تقع مراكز البيانات في قلب عالم تكنولوجي متنامي وتواصل تجربة التحولات المادية الخاصة بها. وفقًا لأداة CB Insights Market Sizing ، تبلغ قيمة سوق خدمات مركز البيانات العالمي 228 مليار دولار بحلول عام 2020.
الحجم هو أحد أحدث التحولات في بناء مركز البيانات. أصبحت بعض مراكز البيانات أصغر وأكثر انتشارًا (تسمى مراكز البيانات المتطورة). في الوقت نفسه ، أصبحت مراكز البيانات الأخرى أكثر مركزية من أي وقت مضى - هذه مراكز بيانات ضخمة)).
في هذا القسم ، سنلقي نظرة على مراكز البيانات الضخمة والحافة.
مراكز البيانات الطرفية
يتم إنشاء مراكز البيانات الصغيرة الموزعة ، والتي تسمى مراكز البيانات المتطورة ، لتوفير التخزين المحلي المفرط.
في حين أن الحوسبة السحابية تعمل بشكل تقليدي كوسيلة موثوقة وفعالة من حيث التكلفة لتوصيل العديد من الأجهزة بالإنترنت ، فإن النمو المستمر لإنترنت الأشياء والحوسبة المتنقلة قد وضع ضغطًا على النطاق الترددي لشبكات مراكز البيانات.
الحوسبة المتطورة تظهر الآن لتقديم حل بديل. (الحوسبة الحدية هي نموذج من الحوسبة الموزعة التي تحدث في متناول نقاط النهاية. يتم استخدام هذا النوع من الحوسبة لتحسين أوقات استجابة الشبكة والاستفادة بشكل أفضل من عرض النطاق الترددي للشبكة.)
يتضمن هذا وضع موارد الحوسبة بالقرب من مصدر البيانات (أي المحركات أو المولدات أو العناصر الأخرى. من خلال القيام بذلك ، فإننا نخفض الوقت المستغرق لنقل البيانات إلى مواقع الحوسبة المركزية ، مثل السحب. على
الرغم من أن هذه التكنولوجيا لا تزال في مهدها ، إلا أنها إنها توفر بالفعل طريقة معالجة بيانات أكثر كفاءة للعديد من حالات الاستخدام ، بما في ذلك المركبات المستقلة ، على سبيل المثال ، تحتوي سيارات Tesla على أجهزة كمبيوتر قوية على متن الطائرة يمكنها معالجة البيانات مع الكمون المنخفض (في الوقت الفعلي تقريبًا) للبيانات التي تم جمعها بواسطة عشرات أجهزة الاستشعار الطرفية للمركبة. يسمح للسيارة باتخاذ قرارات مستقلة في الوقت المناسب.)
ومع ذلك ، لا تمتلك التقنيات المتقدمة الأخرى ، مثل الأجهزة الطبية اللاسلكية وأجهزة الاستشعار ، قوة المعالجة اللازمة لمعالجة تدفقات كبيرة من البيانات المعقدة مباشرة.
ونتيجة لذلك ، يتم نشر مراكز بيانات أصغر حجماً ووحدات معيارية لتوفير أنظمة تخزين ومعالجة بيانات فائقة المحلية. وفقًا لأداة CB Insights Market Sizing ، سيصل سوق الحوسبة العالمي إلى 34 مليار دولار بحلول عام 2023.
تقع مراكز البيانات هذه ، والتي تكون عادةً بحجم حاوية شحن ، في قاعدة الأبراج الخلوية أو أقرب ما يمكن إلى مصدر البيانات.
بالإضافة إلى النقل والرعاية الصحية ، يتم استخدام مراكز البيانات المعيارية هذه في صناعات مثل التصنيع والزراعة والطاقة والمرافق العامة. كما أنهم يساعدون مشغلي شبكات الهاتف المحمول (MNS) على تقديم المحتوى لمشتركي الهاتف المحمول بشكل أسرع ، بينما تستخدم العديد من شركات التكنولوجيا هذه الأنظمة لتخزين (أو تخزين) المحتوى أقرب إلى المستخدمين النهائيين.
Vapor IO هي إحدى الشركات التي تقدم خدمات التجميع ، حيث تستضيف مراكز بيانات صغيرة تعتمد على الأبراج الخلوية. لدى الشركة شراكة استراتيجية مع Crown Castle ، أكبر مزود للبنية التحتية اللاسلكية في الولايات المتحدة.
توفر شركات مراكز البيانات الرائدة الأخرى ، مثل Edgemicro ، مراكز البيانات الجزئية التي تربط مشغلي شبكات الهاتف المحمول (MNCs) بمزودي المحتوى (CPSs). يعتمد مؤسسو EdgeMicro على خبرة المديرين التنفيذيين من مؤسسات مثل Schneider Electric ، وهي واحدة من أكبر شركات الطاقة في أوروبا ، و CyrusOne ، واحدة من أكبر وأنجح مزودي خدمات مراكز البيانات في الولايات المتحدة.
كشفت الشركة مؤخرًا النقاب عن أول وحدة تصنيع لديها وتخطط لبيع خدماتها لموفري محتوى التجميع مثل Netflix و Amazon ، الذين سيستفيدون من تحسين السرعة والموثوقية في تقديم المحتوى. خدمات تحديد الموقع هذه مثالية للشركات التي ترغب في امتلاك البنية التحتية لبياناتها ولكن لا تديرها.
إيدج مايكرو
والشركات الناشئة ليست الوحيدة التي تشارك في سوق مراكز البيانات الطرفية.
لا تتشارك الشركات الكبيرة مثل شنايدر إلكتريك مع الشركات الناشئة فحسب ، بل تطور أيضًا منتجات مراكز البيانات الخاصة بها. تقدم شنايدر العديد من مراكز البيانات المعيارية الجاهزة المختلفة والتي تعد مثالية لمختلف الصناعات التي تتطلب موارد حوسبة محلية فائقة ومساحة تخزين.
هواوي
تدمج هذه الحلول الشاملة أنظمة الطاقة والتبريد وإطفاء الحريق والإضاءة والتحكم في حاوية واحدة. وهي مصممة للنشر السريع والأداء الموثوق به والمراقبة عن بُعد.
مراكز معالجة البيانات الضخمة
في الطرف الآخر من الطيف توجد مراكز البيانات الضخمة - مراكز البيانات التي تبلغ مساحتها مليون متر مربع على الأقل. قدم هذه المرافق كبيرة بما يكفي لتلبية احتياجات عشرات الآلاف من المنظمات في نفس الوقت ، وتستفيد بشكل كبير من وفورات الحجم.
على الرغم من حقيقة أن بناء مثل هذه المراكز الضخمة مكلف ، فإن تكلفة القدم المربعة أعلى بكثير من تكلفة مركز البيانات المتوسط.
أحد أكبر المشاريع هو كائن بمساحة 17.4 مليون متر مربع. قدم من شركة Switch Communications ، التي تزود الشركات بالسكن والتبريد والطاقة والنطاق الترددي والأمن المادي لخوادمها.
مفتاح كهربائي
بالإضافة إلى حرم القلعة الضخم هذا في تاهو رينو ، تمتلك الشركة أيضًا مركز بيانات مساحته 3.5 مليون قدم مربع. قدم في لاس فيغاس ، 1.8 مليون متر مربع. قدم في Grand Rapids وحرم جامعي مساحته مليون متر مربع قدم في أتلانتا. يُعد حرم القلعة أكبر مركز بيانات لتحديد المواقع في العالم ، وفقًا لموقع الشركة.
تعمل التكنولوجيا الكبيرة أيضًا بنشاط على بناء مراكز بيانات ضخمة في الولايات المتحدة ، مع جميع المباني على Facebook و Microsoft و Apple لدعم احتياجات التخزين المتزايدة.
على سبيل المثال ، يقوم Facebook ببناء مركز بيانات بمساحة 2.5 مليون متر مربع. قدم في فورت وورث ، تكساس ، لمعالجة وتخزين بيانات المستخدم الشخصية. كان من المفترض أن يشغل مركز البيانات 750 ألف متر مربع فقط. قدم ، لكن شركة التواصل الاجتماعي قررت مضاعفة حجمها ثلاث مرات.
المصدر: Facebook
سيكلف مركز البيانات الجديد حوالي 1 مليار دولار أمريكي وسيقع على 150 فدانًا من الأرض ، مما يسمح بالتوسع في المستقبل. في مايو 2017 ، 440 ألف متر مربع. أقدام.
أحد أحدث استثمارات Microsoft هو مركز البيانات في West Des Moines ، أيوا ، والذي كلف الشركة 3.5 مليار دولار. وتغطي مجموعة مراكز البيانات هذه معًا مساحة 3.2 مليون قدم مربع ، ويغطي أكبر مركز بيانات مساحة 1.7 مليون قدم مربع. يقع مركز البيانات الخاص هذا ، المسمى Project Osmium ، على 200 فدان من الأراضي ، ومن المتوقع أن يكتمل بحلول عام 2022.
في السنوات الأخيرة ، أصبحت ولاية أيوا وجهة شائعة لمراكز البيانات بسبب انخفاض أسعار الطاقة (بعضها من أدنى المعدلات في البلاد) وانخفاض مخاطر الكوارث الطبيعية.
أبل أيضا بناء منشأة صغيرة في ولاية ايوا: مساحة 400 ألف قدم مربع وتكلفته ستكون 1.3 مليار $.
المصدر: التفاح غرفة الأخبار
بينما يتم بناء بعض المرافق التفاح من الصفر لإدارة جميع المحتوى - تخزين التطبيق، تشغيل ملفات الموسيقى مع الخدمة ، وتخزين iCloud ، وبيانات المستخدم ، أعادت Apple تصميم محطة شمسية مساحتها 1.3 متر مربع في ميسا ، أريزونا ، والتي تم افتتاحها في أغسطس 2018. يعمل مركز البيانات الجديد على طاقة خضراء بنسبة 100٪ بفضل مزرعة شمسية قريبة.
خارج الولايات المتحدة ، تشمل المناطق المحددة التي اجتذبت مراكز البيانات الضخمة هذه شمال أوروبا ، التي كانت وجهة شائعة لبناء عمالقة التكنولوجيا بسبب درجة الحرارة الباردة والإعفاءات الضريبية.
تقع هوهوت ، الصين ، الواقعة في منغوليا الداخلية ، في موقع مناسب أيضًا لمراكز البيانات الضخمة حيث يمكنها الوصول إلى الطاقة المحلية الرخيصة ودرجات الحرارة الباردة والمواهب الجامعية (مع جامعة منغوليا الداخلية).
في حين أصبحت مراكز البيانات الكبيرة موضوعًا شائعًا في جميع أنحاء الصين ، أصبحت منطقة منغوليا الداخلية مركزًا لمثل هذه التطورات. أنشأت China China (10.7 مليون SF) و China Mobile (7.8 مليون SF) و China Unicom (6.4 مليون SF) مراكز بيانات ضخمة في المنطقة.
المصدر: أفضل مراكز البيانات في العالم
ابتكار مركز البيانات
بالإضافة إلى مراكز البيانات ، تعتبر هياكل مراكز البيانات الجديدة المصممة مع مراعاة الفوائد البيئية اتجاهًا آخر ناشئًا.
اليوم ، تقوم العديد من المنظمات بتجربة مراكز البيانات التي تعمل في المحيط وحولها. تستخدم هذه الهياكل بيئتها ومواردها لتبريد الخوادم بشكل طبيعي بتكلفة منخفضة جدًا.
يعد Project Natick من Microsoft أحد الأمثلة الأكثر ابتكارًا لاستخدام المحيط ذي التبريد الحر. كما هو مذكور في طلب براءة اختراع لعام 2014 يسمى مركز البيانات الغاطسة ، قامت Microsoft بغمر مركز بيانات أسطواني صغير على طول ساحل اسكتلندا.
يستخدم مركز البيانات 100٪ من الكهرباء المتجددة المنتجة محليًا من الرياح الساحلية ومصادر الطاقة الشمسية ، وكذلك من المد والأمواج. يستخدم المرفق المحيط لإزالة الحرارة من البنية التحتية.
المصدر: Microsoft
منذ مراحلها الأولى ، خطت Microsoft خطوات كبيرة في هذا المشروع ، مما قد يوفر الضوء الأخضر لتوسيع مركز بيانات المحيط في المستقبل.
جربت Google أيضًا مراكز بيانات المحيطات. في عام 2009 ، تقدمت الشركة بطلب للحصول على براءة اختراع لمركز البيانات القائمة على المياه ، والتي تنص على إنشاء مراكز بيانات على متن مراكب عائمة.
على غرار تصميم Microsoft ، ستستخدم البنية المياه المحيطة لتبريد المنشأة بشكل طبيعي. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للصندل أيضًا توليد الطاقة من تيارات المحيطات.
على الرغم من أن Google لم تكشف ما إذا كانت هذه الهياكل قد تم اختبارها ، يعتقد أن الشركة مسؤولة عن مركب صناعي عائم في خليج سان فرانسيسكو في عام 2013.
تم إطلاق تقنية Nautilus Data Technologies بفكرة مشابهة جدًا. في السنوات الأخيرة ، جمعت الشركة 58 مليون دولار لإضفاء الحيوية على مفهوم مركز البيانات العائم هذا.
المصدر: رئيس الأعمال
تولي الشركة اهتمامًا أقل للسفينة نفسها ، وهناك حاجة إلى مزيد من التكنولوجيا لتشغيل وتبريد مراكز البيانات. الأهداف الرئيسية لـ Nautilus هي: تخفيض تكلفة الحوسبة ، وتقليل استهلاك الطاقة ، والقضاء على استهلاك المياه ، والحد من تلوث الهواء ، وخفض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري.
كفاءة الطاقة وكفاءة التكلفة
تمثل مراكز البيانات حاليًا 3٪ من إجمالي استهلاك الكهرباء في العالم ، وهذه النسبة ستنمو فقط. هذه الكهرباء ليست دائمًا "نظيفة": وفقًا لتقرير الأمم المتحدة (UN) ، فإن قطاع تكنولوجيا المعلومات والاتصالات (ICT) ، الذي يتم تشغيله بشكل كبير بواسطة مراكز البيانات ، يوفر نفس الكمية من غازات الدفيئة مثل قطاع الطيران بالوقود.
على الرغم من أن تكنولوجيا المعلومات والاتصالات كانت قادرة على كبح الزيادة في استهلاك الكهرباء جزئياً بسبب إغلاق مراكز البيانات القديمة وغير الفعالة ، إلا أن هذه الاستراتيجية لا تؤدي إلا إلى زيادة استهلاك الإنترنت وإنتاج البيانات.
في المستقبل ، هناك طريقتان لمراكز البيانات للحد من الانبعاثات: لزيادة كفاءة الطاقة في مركز البيانات وضمان نظافة الطاقة المستخدمة.
تقليل الاستهلاك وتحسين كفاءة الطاقة
في عام 2016 ، عمل DeepMind و Google على نظام توصيات AI للمساعدة في جعل مراكز بيانات Google أكثر كفاءة في استخدام الطاقة. كان التركيز على أصغر التحسينات: حتى التغييرات الصغيرة كانت كافية للمساعدة في توفير طاقة كبيرة وخفض الانبعاثات. ومع ذلك ، بعد تنفيذ التوصيات ، تطلب تنفيذها الكثير من الجهد من جانب المشغل.
سأل مشغلو مراكز البيانات عما إذا كان يمكن تنفيذها بشكل مستقل. ومع ذلك ، وفقًا لـ Google ، لا يوجد نظام ذكاء اصطناعي جاهزًا للتحكم الكامل في عمليات التبريد والتدفئة في مركز البيانات.
يعمل نظام إدارة الذكاء الاصطناعي الحالي من Google على إجراءات محددة ، ولكن يمكنه فقط تنفيذها في ظل ظروف محدودة ، مع إعطاء الأولوية للسلامة والموثوقية. ووفقًا للشركة ، يوفر النظام الجديد توفيرًا للطاقة بنسبة 30٪ في المتوسط.
يوم PUE نموذجي (كفاءة الطاقة) مع ML وإيقافه.
المصدر: DeepMind
استخدمت Google أيضًا نظام ذكاء اصطناعي لضبط كفاءة مركز البيانات في الغرب الأوسط أثناء مراقبة الإعصار. في حين أن العامل البشري يمكن أن يركز على الاستعداد للعاصفة ، فقد استفاد نظام الذكاء الاصطناعي ومعرفة ظروف إعصار - مثل انخفاض الضغط الجوي والتغيرات في درجة الحرارة والرطوبة - لضبط أنظمة تبريد مركز البيانات للحصول على أقصى قدر من الكفاءة أثناء الإعصار. في فصل الشتاء ، يتكيف نظام التحكم بالذكاء الاصطناعي مع الطقس لتقليل استهلاك الطاقة اللازمة لتبريد مركز البيانات.
ومع ذلك ، فإن هذه الطريقة لا تخلو من عيوبها. تجعل الثغرات الموجودة في تقنية الذكاء الاصطناعي من الصعب إنشاء بيئة للمركز لاتخاذ قرارات فعالة بسهولة ، ومن الصعب جدًا قياس الذكاء الاصطناعي. يعد كل مركز بيانات Google فريدًا ومن الصعب نشر أداة الذكاء الاصطناعي (AI) للجميع في وقت واحد.
هناك طريقة أخرى لتحسين الكفاءة وهي تغيير الطريقة التي تبرد بها أجزاء محمومة من مركز البيانات ، مثل الخوادم أو أنواع معينة من الرقائق.
إحدى هذه الطرق هي استخدام السائل بدلاً من الهواء لتبريد الأجزاء. قال الرئيس التنفيذي لشركة Google ، سوندار بيشاي ، إن الرقائق التي أصدرتها الشركة مؤخرًا قوية للغاية لدرجة أنه كان على الشركة غمرها في سائل لتبريدها إلى الدرجة المطلوبة.
تقوم بعض مراكز البيانات بتجربة مراكز البيانات المغمورة لتبسيط التبريد وتحسين كفاءة الطاقة. وهذا يسمح لمراكز البيانات بالوصول المستمر إلى مياه أعماق البحار الطبيعية الباردة ، بحيث تنتقل الحرارة من المعدات إلى المحيط المحيط. نظرًا لأنه يمكن وضع مركز البيانات قبالة أي خط ساحلي ، فهناك خيار من توصيلات الطاقة الخضراء - مثل Microsoft Project Natick الذي يبلغ ارتفاعه 40 قدمًا والمدعوم من شبكة رياح جزر أوركني.
الميزة التي تمتلكها مراكز البيانات تحت سطح البحر الصغيرة هي أنها يمكن أن تكون معيارية. وهذا يبسط انتشارها مقارنة بالمراكز الأرضية الجديدة.
ومع ذلك ، على الرغم من هذه المزايا ، يشعر بعض الخبراء بالقلق من مراكز البيانات تحت الماء ، حيث يمكن حدوث الفيضانات. نظرًا لأن عملية التبريد تتضمن سحب المياه النظيفة وإطلاق الماء الساخن في المنطقة المحيطة ، يمكن لمراكز البيانات هذه أن تجعل البحر أكثر دفئًا من خلال التأثير على النباتات والحيوانات البحرية المحلية. على الرغم من أن مراكز البيانات تحت الماء مثل Project Natick مصممة للعمل بدون تحكم بشري ، إلا أنه قد يكون من الصعب إصلاحها إذا ظهرت مشاكل.
في المستقبل ، يمكن أن تساهم مراكز البيانات أيضًا في الطاقة النظيفة والكفاءة من خلال الاستفادة من بعض الكهرباء التي تنتجها. تستكشف بعض المشاريع بالفعل إمكانية إعادة استخدام الحرارة. تشترك North Data Center DigiPlex مع مزود التدفئة والتبريد ستوكهولم Exergi لإنشاء نظام استرداد الحرارة. يتمثل مفهوم هذا الحل في جمع الحرارة الزائدة في مركز البيانات وإرسالها إلى نظام التدفئة بالمنطقة المحلية لتسخين ما يصل إلى 10000 من سكان ستوكهولم.
شراء الطاقة النظيفة
وفقًا لوكالة الطاقة الدولية ، خطت صناعة تكنولوجيا المعلومات والاتصالات بعض الخطوات في مجال الطاقة النظيفة وتغلق حاليًا ما يقرب من نصف جميع اتفاقيات شراء الطاقة المتجددة للشركات.
اعتبارًا من عام 2016 ، تعد Google أكبر مشتري للطاقة المتجددة للشركات على هذا الكوكب.
المصدر: Google Sustainability
في ديسمبر 2018 ، استحوذ Facebook على 200 ميجاوات من شركة الطاقة الشمسية. في سنغافورة ، حيث مساحة الأرض محدودة ، أعلنت Google عن خطط لشراء 60 ميجاوات من الطاقة الشمسية على السطح.
في الوقت نفسه ، قد تكون الشركات الكبيرة مثل Google و Facebook ، التي تمتلك الموارد اللازمة لشراء كميات كبيرة من الطاقة المتجددة ، صعبة على الشركات الصغيرة التي قد لا تحتاج إلى كميات كبيرة من الطاقة.
خيار آخر أكثر تكلفة للطاقة هو MicroGrid: تثبيت مصدر طاقة مستقل داخل مركز البيانات.
أحد الأمثلة على هذه الاستراتيجية هو خلايا الوقود ، على غرار الخلايا التي تم بيعها مؤخرًا من قبل الشركة العامة Bloom Energy. تستخدم الخلايا الهيدروجين كوقود لتوليد الكهرباء. على الرغم من أن هذه المصادر البديلة غالبًا ما تستخدم كطاقة احتياطية ، إلا أن مركز البيانات يمكنه الاعتماد كليًا على هذا النظام من أجل البقاء ، على الرغم من أنه خيار مكلف اقتصاديًا.
هناك طريقة أخرى تستكشف بها مراكز البيانات الطاقة النظيفة من خلال استخدام مصادر الطاقة المتجددة (RECs) ، والتي تمثل كمية معينة من الطاقة النظيفة وتستخدم بشكل شائع لموازنة "الطاقة القذرة" التي تستخدمها الشركة. بالنسبة لأي كمية من الطاقة القذرة المنتجة ، تمثل REC إنتاج كمية معادلة من الطاقة النظيفة في العالم. ثم يتم بيع هذه المبالغ المستردة إلى سوق الطاقة المتجددة.
ومع ذلك ، هناك مشاكل معينة مع نموذج REC. فمن ناحية ، تعوض المجموعات الاقتصادية الإقليمية فقط الطاقة المتسخة - وهذا لا يعني أن مركز البيانات يعمل بالطاقة النظيفة. على الرغم من أن طريقة REC عادة ما تكون أبسط من العثور على المصادر المتاحة التي يمكن أن توفر طاقة كافية لتلبية احتياجات مركز البيانات. الجانب السلبي هو أن هذه الطريقة عادة ما تكون بعيدة المنال بالنسبة للشركات الصغيرة التي لا تملك دائمًا رأس المال للمراهنة على تقلبات الطاقة الشمسية أو مزرعة الرياح.
في المستقبل ، ستسهل التكنولوجيا التعاون الوثيق بين صغار المنتجين والمشترين. تظهر نماذج ومحافظ أسواق الطاقة المتجددة (على غرار تلك التي تم إنشاؤها بواسطة الصناديق المشتركة) لتقييم وتقلب التقلبات في مصادر الطاقة المتجددة.
(SSD)
محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة أو SSD هي نوع من أجهزة التخزين التي يمكنها قراءة البيانات وكتابتها. يمكن لهذه الأجهزة تخزين البيانات بدون طاقة - وهذا ما يسمى التخزين المستمر. هذا على النقيض من الأشكال المؤقتة لتخزين البيانات مثل ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) ، التي تخزن المعلومات فقط أثناء تشغيل الجهاز.
تتنافس محركات الأقراص ذات الحالة الثابتة مع محركات الأقراص الثابتة ، وهي شكل آخر من أشكال التخزين الضخم. الفرق الرئيسي بين SSD و HDD هو أن SSDs تعمل بدون أجزاء متحركة. هذا يسمح لمحركات الأقراص الصلبة أن تكون أكثر متانة وأخف وزنا.
ومع ذلك ، تظل محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة أكثر تكلفة من محركات الأقراص الثابتة التقليدية - وهو اتجاه من المرجح أن يستمر دون حدوث اختراق في إنتاج محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة.
المصدر: Silicon Power Blog
وعلى الرغم من أن محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة أصبحت المعيار لأجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف الذكية والأجهزة الأخرى ذات الملف الشخصي الرفيع ، إلا أنها أقل عملية ، وبالتالي أقل شيوعًا في مراكز البيانات الكبيرة بسبب ارتفاع سعرها.
المصدر: Seagate & IDC
وفقًا لـ IDC ، بحلول نهاية عام 2025 ، ستبقى أكثر من 80٪ من سعة تخزين الشركات في شكل أقراص صلبة. ولكن بعد عام 2025 ، قد تصبح محركات الأقراص ذات الحالة الثابتة وسيلة التخزين المفضلة للشركات ومراكز البيانات الخاصة بها.
مع الاعتماد الواسع النطاق لمحركات الأقراص الصلبة في الإلكترونيات الاستهلاكية وأجهزة إنترنت الأشياء ، يمكن أن يؤدي الطلب المتزايد إلى زيادة العرض ، وفي النهاية ، خفض التكاليف.
التخزين البارد
على عكس أقراص SSD الأحدث ، يستخدم التخزين البارد العديد من التقنيات القديمة ، مثل الأقراص المضغوطة والأشرطة المغناطيسية ، للحفاظ على البيانات باستخدام أقل قدر ممكن من الطاقة.
يستغرق التخزين البارد وقتًا أطول بكثير للوصول إلى البيانات من التخزين الساخن (مثل SSD). في مثل هذه الأنظمة ، يجب تخزين البيانات المستخدمة بشكل غير متكرر فقط.
تعمل الغيوم "الساخنة" على محركات أقراص SSD ومحركات هجينة ، وتوفر الوصول الأسرع إلى المعلومات. التخزين البارد - الحلول أكثر اقتصادا وأبطأ. في "الغيوم الباردة" يقومون بتخزين المعلومات غير المطلوبة للتعرف الفوري. بعد الطلب ، يمكن تنزيل البيانات من عدة دقائق إلى عشرات الساعات.
بالمعنى الحرفي ، الفرق في درجة الحرارة داخل مراكز البيانات - كلما زادت سرعة السحابة ، زادت الحرارة التي تولدها المعدات.
ومع ذلك ، تستخدم أكبر شركات التكنولوجيا في العالم ، مثل Facebook و Google و Amazon ، التخزين البارد لتخزين حتى بيانات المستخدم الأكثر دقة. يقدم مزودو الخدمات السحابية مثل Amazon و Microsoft و Google هذه الخدمات للعملاء الذين يرغبون في تخزين البيانات بتكلفة منخفضة.
وفقًا لأداة معايرة سوق CB Insights ، من المتوقع أن يصل سوق التخزين البارد إلى حوالي 213 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2025.
habrastorage.org/webt/cr/cc/t-/crcct-u3vtckequtnd0eazlwkqk.png
المصدر: IBM
لا تريد أي شركة الخروج من المنحنى في جمع البيانات. تجادل معظم المنظمات بأنه من الأفضل جمع أكبر قدر ممكن من البيانات اليوم ، حتى لو لم تكن قد قررت بعد كيفية استخدامها غدًا.
يسمى هذا النوع من البيانات غير المستخدمة بالبيانات المظلمة. هذه هي البيانات التي يتم جمعها ومعالجتها وتخزينها ، ولكن عادة لا يتم استخدامها لأغراض محددة. تقدر شركة IBM أن ما يقرب من 90٪ من بيانات أجهزة الاستشعار التي تم جمعها من الإنترنت لا يتم استخدامها مطلقًا.
ربما في المستقبل ، هناك طرق أكثر فعالية لتقليل الكمية الإجمالية للبيانات المظلمة التي يتم جمعها وتخزينها. ولكن الآن ، حتى مع تقدم الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي ، لا تزال المؤسسات مهتمة بجمع وتخزين أكبر قدر ممكن من البيانات من أجل استخدام هذه البيانات في المستقبل.
لذلك ، في المستقبل المنظور ، أفضل تخزين بارد يجعل من الممكن تخزين البيانات بأقل تكلفة. سيستمر هذا الاتجاه مع قيام المستخدمين بإنشاء المزيد من البيانات والمنظمات التي تجمعه.
أشكال أخرى لتخزين البيانات
بالإضافة إلى محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة ، والأقراص الصلبة ، والأقراص المضغوطة ، والأشرطة المغناطيسية ، يظهر عدد من تقنيات التخزين الجديدة التي تعد بزيادة السعة لكل وحدة تخزين.
واحدة من التقنيات الواعدة هي التسجيل المغنطيسي الحراري (أيضًا التسجيل المغناطيسي الحراري) أو HAMR. تزيد HAMR بشكل كبير من كمية البيانات التي يمكن تخزينها على أجهزة مثل محركات الأقراص الصلبة عن طريق تسخين سطح القرص باستخدام ليزر عالي الدقة أثناء التسجيل. وهذا يوفر تسجيل بيانات أكثر دقة واستقرارًا ، مما يزيد من سعة التخزين.
بحلول عام 2020 ، من المتوقع أن تنتج هذه التقنية ما يصل إلى 20 تيرابايت من محركات الأقراص الثابتة لكل محرك أقراص مقاس 3.5 بوصات ، وتزيد من السعة بنسبة 30٪ إلى 40٪ سنويًا. أنشأت Seagate بالفعل محرك أقراص 16 تيرابايت 3.5 بوصة ، والذي أعلنت عنه في ديسمبر 2018.
حصلت Seagate على براءة اختراع بنشاط تقنية HAMR خلال العقد الماضي. في عام 2017 ، قدمت الشركة عددًا قياسيًا من براءات الاختراع المتعلقة بهذه التقنية.
(ملاحظة: هناك تأخير لمدة 12-18 شهرًا بين تسجيل براءات الاختراع والنشر ، بحيث يمكن أن يشهد عام 2018 عددًا أكبر من براءات الاختراع HAMR.)
القليل من الإعلانات :)
أشكركم على البقاء معنا. هل تحب مقالاتنا؟ هل تريد مشاهدة محتوى أكثر إثارة للاهتمام؟ ادعمنا عن طريق تقديم طلب أو التوصية لأصدقائك VPS القائم على السحابة للمطورين من $ 4.99 ، وهو نظير فريد من نوعه لخوادم مستوى الدخول التي اخترعناها لك: الحقيقة الكاملة حول VPS (KVM) E5-2697 v3 (6 نوى) 10GB DDR4 480GB SSD 1Gbps من $ 19 أو كيفية تقسيم الخادم بشكل صحيح؟ (تتوفر الخيارات مع RAID1 و RAID10 ، حتى 24 مركزًا وذاكرة DDR4 تصل إلى 40 جيجابايت).
Dell R730xd أرخص مرتين في مركز بيانات Equinix Tier IV في أمستردام؟ فقط لدينا 2 x Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 TV من 199 دولارًا في هولندا! Dell R420 - 2x E5-2430 بسرعة 2.2 جيجاهرتز 6C وسعة 128 جيجابايت DDR3 2x960 جيجابايت SSD 1 جيجابت في الثانية 100 تيرابايت - بدءًا من 99 دولارًا! أقرأ عن . c Dell R730xd 5-2650 v4 9000 ?