Rambler's Top100
Реклама
 
Статьи
Сергей ВЫШЕМИРСКИЙ  28 января 2025

ЦОДы в условиях дефицита электроэнергии

Спрос на услуги дата-центров стремительно растет, и не менее стремительно растет их энергопотребление. Производство же электроэнергии увеличивается значительно медленнее, и грядущий дефицит заставляет ЦОДы разрабатывать альтернативные сценарии развития.

Основная причина роста востребованности ЦОДов − big data. Сегодня, по оценке Statista, ежедневно генерируется 328,77 млн Тбайт данных, а глобальные прогнозы на 2025 г. достигают 180 Збайт. И все эти данные нужно где-то обрабатывать и хранить. Не менее важный катализатор спроса − искусственный интеллект. Для реализации его потенциала к концу текущего десятилетия только в США понадобится дополнительно создать инфраструктуру ЦОДов мощностью 50−60 ГВт. К этому моменту потребности центров обработки данных в электроэнергии, согласно McKinsey Research, вырастут примерно в три раза по сравнению с текущими. Многие эксперты опасаются, что рост энергопотребления, связанный с распространением больших языковых моделей, вскоре превысит возможности энергетических компаний. В отчете Gartner говорится, что спрос на электроэнергию в сфере ИКТ до 2030 г. будет увеличиваться на 25% ежегодно, в то время как глобальное производство электроэнергии − всего на 3%. 

Очевидный дисбаланс – серьезный повод для беспокойства. Неизбежным результатом грядущего дефицита станет повышение цен на электроэнергию, увеличение эксплуатационных расходов и себестоимости услуг дата-центров. Самый пессимистичный прогноз – замедление темпов роста всей индустрии. В условиях повышающегося спроса на электроэнергию и ограниченной доступности энергомощностей центры обработки данных разрабатывают альтернативные сценарии роста.

Смена геолокации 

Провайдеры услуг ЦОДов все чаще задумываются о переносе своих объектов в регионы с недорогим электричеством, например, рядом с ГЭС или АЭС. Близость к источникам генерации позволяет оптимизировать расходы на сетевую составляющую и отказаться от дорогостоящих и неэкологичных методов резервирования, таких как ДГУ. Еще одной альтернативой могут стать регионы со стабильно холодным климатом: суровые погодные условия значительно снижают энергопотребление систем охлаждения.

Альтернативные источники энергии 

Дата-центры уже не один десяток лет используют «зеленые» технологии, в том числе возобновляемые источники энергии. Это и ветровые электростанции, и солнечные фермы, и геотермальные электростанции. Примеров подобных инициатив становится все больше, однако единственно надежным источником, способным бесперебойно обеспечивать энергию, являются АЭС. Будущее индустрии ЦОДов во многом связано с использованием атомной энергии, в том числе с созданием собственных микрореакторов.

Использование избыточного тепла

Расположенные в машинных залах серверы выделяют тепло, которое провайдеры услуг ЦОДов могут использовать для собственных нужд, например, направлять тепловую энергию систем кондиционирования на обогрев своих объектов. Несколько крупных дата-центров в Европе пошли еще дальше: они передают теплоизбытки коммунальным службам и функционируют как элемент городской отопительной инфраструктуры. Использование «ненужного» тепла становится фактором экономии бюджета и для самих дата-центров, и для муниципальных властей.

Инновационные системы охлаждения

Поддержание необходимых температурно-влажностных условий в машинном зале сопряжено с большими затратами: на охлаждение серверной инфраструктуры уходит около 40% всей энергии, потребляемой дата-центром. Повысить энергоэффективность можно применением инновационных решений. В их числе – жидкостное охлаждение (позволяет снизить энергопотребление за счет отказа от вентиляторов и максимально увеличить производительность GPU и CPU) и системы естественного охлаждения (фрикулинг), которые используют наружный воздух для охлаждения серверных.

Энергоэффективные технологии

В числе других энергоэффективных технологий − источники бесперебойного питания с повышенным КПД (выделяют меньше тепла, а значит, меньше электроэнергии требуется на их охлаждение), литий-ионные аккумуляторы (обладают меньшим тепловыделением, а значит, снижается потребность в охлаждении воздуха), аккумуляторы на базе гибридных суперконденсаторов (HSC), которые обладают высокой мощностью и не нуждаются в дополнительном охлаждении, а также батареи длительного хранения энергии (LDSB), которые способны обеспечивать мощность от нескольких киловатт до мегаватт.

Системы хранения энергии (ESS)

Технологии ESS позволяют ЦОДу эффективно управлять расходами на электроэнергию. Они дают возможность аккумулировать электроэнергию в периоды низких тарифов и использовать ее в моменты пикового потребления. Кроме того, ESS выступают в роли резервного источника питания, что значительно увеличивает надежность и устойчивость работы дата-центра в случае перебоев с электроснабжением от сети.

***
Рынок коммерческих ЦОДов – достаточно гибкая конструкция, которая быстро меняется зависимости от запросов клиентов, и его игрокам сложно отказать в прозорливости и стратегическом видении. Внедрение новых технологий и оптимизация ресурсов не останавливаются ни на минуту, чтобы соответствовать требованиям времени. Однако ограничить энергопотребление и повысить эффективность ЦОДа невозможно исключительно за счет усилий его оператора. Для этого необходимы согласованные действия всех участников процесса создания, хранения и потребления данных. Не менее важно внедрение стандартов энергоэффективности. В Европе, например, многие компании дополняют условия тендеров обязательным наличием «зеленого» сертификата, подтверждающего, что не менее 50% основного энергоснабжения ЦОДа идет из возобновляемых источников энергии. Аналогичные требования предъявляют инвесторы. Список можно продолжить, но и приведенных примеров достаточно, чтобы понять: без создания энергоэффективной экосистемы потенциал инновационных технологий не будет реализован в полной мере. 

Сергей Вышемирский, технический директор, IXcellerate
Заметили неточность или опечатку в тексте? Выделите её мышкой и нажмите: Ctrl + Enter. Спасибо!