технологии ai

(Русский) Автономные дата-центры: от идеи к реализации

Sorry, this entry is only available in Russian. For the sake of viewer convenience, the content is shown below in the alternative language. You may click the link to switch the active language.

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.