технологии ai

Автономные дата-центры: от идеи к реализации

Мировой рынок дата-центров прирастает в денежном выражении на 10% в год. Однако без значительного сокращения издержек на развертывание, содержание, охлаждение и обслуживание дальнейшее качественное развитие невозможно. Сегодня активно обсуждается идея полностью автономных дата-центров на базе технологий искусственного интеллекта, машинного обучения и квантовых вычислений. Рассказываем, в чем суть данной концепции и как может измениться индустрия ЦОД уже в обозримом будущем.


Рынок дата-центров в 2018 году

Мировой рынок дата-центров ежегодно прирастает в среднем на 9-10%. По мнению аналитиков Technavio, этот тренд сохранится и в ближайшие 5 лет. Основным драйвером выступает стремительное увеличение спроса на облачные вычисления. Во многих отраслях (банковское дело, здравоохранение, ритейл, логистика) успех бизнеса зависит от умения управляться с большими массивами данных.

Сопутствующими факторами являются развитие рынка «интернета вещей», искусственного интеллекта, интерес крупных компаний к квантовым вычислениям. В 2017 году, например, крупнейшие провайдеры ЦОД и облачные операторы в сумме потратили на развитие инфраструктуры более 20 млрд. долларов США.

Инфографика

Российский рынок дата-центров в последние годы также активно развивается, прирастая в объемах, деньгах и качестве предоставляемых услуг. В 2018 году будет зафиксирован рекордный ввод новых мощностей. Увеличению спроса на ЦОДы способствует рост цифровизации отечественного бизнеса и требования к доступности IT-сервисов.

Определенную роль играет адаптация зарубежных компаний, ведущих бизнес в России, к закону о персональных данных (ФЗ-242), а также постепенное внедрение требований так называемого «пакета Яровой». Этот закон обязывает телекоммуникационные компании хранить записи разговоров и содержание переписки абонентов до полугода, а информацию о фактах коммуникации абонентов — от года до трех лет. Исполнение этого пункта требует серьезных вычислительных ресурсов.

 

Будущее за автономными дата-центрами?

Мы не будем здесь подробно рассказывать обо всех технологических тенденциях, определяющих развитие рынка дата-центров в глобальном масштабе. Остановимся на одном из самых свежих трендов, который начали активно обсуждать в 2018 году – полностью автономных ЦОД. Тем более что на русском языке об этой новинке индустрии пока информации нет.

В обозримом будущем искусственный интеллект (AI) будет управлять автотранспортом, писать программный код и определять оптимальную стратегию бизнеса. Дата-центры всегда были на передовой технологической революции. Не удивительно, что и они активно включились в тренд на полную автоматизацию.

На текущий момент в мире не существует ни одного полостью автономного дата-центра (их еще называют самоуправляемыми по аналогии с самоуправляемыми машинами). Но концепция действует, и многие крупные компании уже выражают заинтересованность в ее реализации.

Есть ряд автоматизированных систем и сервисов, касающихся работы ЦОД, которые можно соединить в один организм:

  • Системы планирования и мониторинга. Текущие технологии позволяют автоматизировать тайминг и запуск периодических задач.
  • Системы проверки на соответствие нормативным требованиям (задачи compliance). Большинство систем поддерживают функцию автоматической проверки действующих стандартов и процедур.
  • Обновление софта и замена оборудования. Автоматизированная техническая поддержка, автономные протоколы исправляют ошибки и обновляют начинку дата-центров.
  • Многие дата-центры используют автоматизированные системы мониторинга узлов и их конфигурации.

В июне 2018 года компания Microsoft отправила на дно Северного моря у берегов Шотландии модульный дата-центр проекта Natick. Планируется, что он будет работать автономно не менее 5 лет, существенно экономя на охлаждении системы. Капсула содержит всего 12 стоек и порядка 850 серверов. Но это первый подобного рода проект, когда оборудование будет продолжительное время действовать, по сути, на самообеспечение.

 

Screen Shot 2018-12-20 at 19.15.48

 

Для дата-центров вопрос роботизации и автоматизации – острая производственная необходимость. Без существенной оптимизации издержек на развертывание и содержание индустрия не может качественно развиваться.

Концепция автоматизированного дата-центра похожа на идею самоуправляемого авто. На нулевом уровне машиной управляет человек, автоматизация отсутствует как класс. На уровне 1 автоматизируются базовые функции, такие как контроль управления, но вмешательство человека по-прежнему играет важную роль.

Через фазы 2, 3, 4 уровень автоматизации постепенно растет, пока мы не достигнем уровня 5, который будет означать полную автоматизацию любых операций. Человек здесь просто еще один пассажир.

 

Технологии автоматизации: AI, машинное обучение, нейронные сети

Для реализации проекта автономного дата-центра необходимо учесть несколько аспектов. Для начала требуется внедрить технологию информационного моделирования (BIM), то есть с помощью AI провести реструктуризацию и оптимизацию традиционных процессов.

В идеале алгоритмы на основе искусственного интеллекта отвечают за все внутренние операции в дата-центре, оставляя человеку принятие решений лишь в экстремальной ситуации.

Собственно, модель подразумевает, что все элементы устройства системы наглядно представлены в цифровой форме, и могут управляться из единого центра как часть общего процесса.

Следующая задача – автоматизировать процесс исправления ошибок и замены вышедшего из строя оборудования. В концепции IoT каждый сервер, жесткий диск, накопитель или стойка становятся «элементом», оснащенным сенсором для контроля показателей температуры и вибрации.

Нейронные сети и аналитическая система на базе AI аккумулирует информацию датчиков и выдает точные рекомендации по техническому обслуживанию оборудования. В теории это позволяет исправлять ошибки еще до их возникновения. То есть в принципе замену элементов по необходимости можно доверить роботам.

Пример работы подобной системы, основанной на машинном обучении, дает проект DeepMind от Google, который позволил снизить потребление энергии для охлаждения дата-центров на 40%.

Еще одна технология, которая может быть использована для организации полностью автономного дата-центра – квантовые и периферийные вычисления (Edge computing). Это основа процесса децентрализации, заявленного в идее «Индустрии 4.0» и поддерживаемого развитием «интернета вещей».

Например, в самоуправляемых автомобилях критические функции сосредоточены внутри транспортного средства, чтобы не зависеть от любых форм облачных соединений. Как результат, мы можем наблюдать возросший спрос на небольшие дата-центры, и контейнерные решения.

В 2017 году компания D-Wave запустила в продажу первый коммерческий квантовый компьютер. Подобные технологии могут поменять сам принцип развертывания оборудования внутри дата-центров.

 

Преимущества автономных дата-центров

Для того чтобы понять, как может выглядеть и функционировать полностью автоматизированный дата-центр, можно оценить плюсы подобной концепции. Среди несомненных преимуществ называют оптимизацию издержек. Можно, очевидно, сэкономить на персонале, затратах на развертывание, мониторинг, техническую поддержку дата-центра.

Автоматизация снижает риск появления критических для работы системы ошибок, от которых не застрахованы даже самые профессиональные специалисты. Исключается человеческий фактор, надежность системы зависит лишь от правильно составленного программного алгоритма и корректного ввода данных.

Роботы и системы на основе искусственного интеллекта могут выполнять одновременно несколько задач, что, естественно, экономит время на обучении и исполнении операций. Автоматизированные системы также могут свести к минимуму влияние негативных инцидентов, связанных с появлением уязвимостей. Обнаружение неполадок и угроз безопасности происходит в реальном времени.

Использование AI в строительстве дата-центров имеет серьезные ограничения, как в плане готовности самих технологий, наличия проверенных коммерческих решений, так и в плане готовности самих потребителей. Необходим определенный сдвиг в сознании, поскольку дата-центр является средоточием любых ИТ-активностей организации, доверить его работу автоматизированным алгоритмам не каждый пока решится.