Печи данных
Введение
Несколько лет назад я написал статью о технологиях охлаждения компьютеров. В этой статье основное внимание уделялось различным способам уменьшения тепла, выделяемого компьютерным оборудованием. Он также включал раздел о хранилищах данных или фермах серверов.
Независимо от используемых технологий охлаждения остается значительное количество тепла, с которым необходимо справиться. Даже скромный центр обработки данных может легко излучать температуру около 40º-50º по Цельсию. Чаще всего в центрах обработки данных используются системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, которые пытаются снизить температуру. Недостатком этого является то, что это проигрышная битва. Вы используете много электроэнергии для питания центра обработки данных, который выделяет тепло. Затем вы используете еще больше электроэнергии для борьбы с жарой.
Недавно исследователи Microsoft предложили повторно использовать это тепло. Вместо того, чтобы бороться с жарой, они хотят создать печи данных, которые будут использовать тепло для обогрева домов и предприятий. Их идея состоит в том, чтобы продавать полностью закрытые печи данных, очень похожие на обычные печи. Печь с данными физически поместится в подвале или чулане и будет интегрирована в существующую систему воздуховодов для распределения тепла. Кроме того, печь данных будет подключена к Интернету и защищена от несанкционированного доступа.
Интернет-соединение
Одним из основных факторов в идее центра обработки данных является подключение к сети. Соединения для передачи данных в современных центрах обработки данных обычно имеют скорость 10 Гбит/с, хотя она используется сотнями тысяч серверов. Если бы центр обработки данных был заменен тысячами печей данных, распределенных по предприятиям и домам, могли бы сети обеспечить адекватное обслуживание?
Следует отметить, что не все службы облачных вычислений требуют высокопроизводительной сети. Например, научному сообществу требуется множество вычислений, не зависящих от времени, например [email protected]. Исследователи Microsoft также приводят пример задач обхода веб-страниц и индексации контента не в режиме реального времени. Эти расчеты можно легко запускать и останавливать, так как информационная печь требуется для производства тепла (например, ночью) и передавать в другую информационную печь по мере необходимости.
Многие предприятия или даже некоторые дома, возможно, уже имеют или готовы перейти на более быстрое подключение к Интернету. Сегодня для бытовых клиентов доступны услуги, которые могут обеспечить скорость загрузки 70 Мбит/с и даже скорость загрузки 30 Мбит/с. Хотя эти скорости по-прежнему не сравнимы со скоростями центров обработки данных 10 Гбит/с, их не нужно будет совместно использовать с таким количеством серверов (возможно, с несколькими сотнями вместе с хостами печи данных). Кроме того, печи данных могут быть распределены вокруг очень плотного населения и могут быстро предоставлять контент этому населению, поскольку географическое расстояние незначительно.
Жара
Если информационная печь может надежно производить достаточно тепла, чтобы удовлетворить потребности среднего семейного дома в прохладном климате, каковы последствия? Во-первых, домохозяйству больше не нужно будет отапливать свой дом газом или мазутом. Это может сэкономить немного денег, но будет компенсировано дополнительными затратами на электроэнергию для работы центра обработки данных.
фигура 1
Если вы не живете в Арктике, вам, вероятно, не нужно тепло круглый год. Летом вам, скорее всего, не понадобится тепло. Осенью и весной вам может понадобиться тепло только в ночное время. В зимние месяцы, вероятно, единственное время, когда кому-то понадобится тепло в течение всего дня и ночи. Microsoft предполагает, что печи данных могут продолжать работать, пока хосту не требуется тепло, и что тепло может откачиваться наружу, если температура ниже 35º по Цельсию. Когда температура наружного воздуха превышает 35°С, печь данных необходимо отключить.
Таким образом, если мы примем, что каждый хост печи данных будет иметь различный профиль того, когда печь данных может работать и с какой мощностью, тогда мы можем использовать два решения. Первым решением было бы найти приложения, которые терпимы к этим тепловым профилям. Как упоминалось ранее, комплексные научные расчеты были бы подходящим использованием для данных печей, которые могли бы работать только ночью или с пониженной производительностью в любой день в зависимости от температуры.
Второе решение могло бы состоять в том, чтобы иметь сотни тысяч печей данных, географически разбросанных по всему миру. Таким образом, когда в северном полушарии летнее время (и многие печи данных будут отключены в течение дня), в южном полушарии будет зима (и печи данных смогут работать на полную мощность). Кроме того, если печь данных нужно отключить в дневное время в Бостоне, это будет ночное время в Берлине, где могут работать другие печи данных. Таким образом, если у нас есть достаточное количество печей данных с адекватным географическим разбросом, мы практически всегда можем иметь большой процент от общего числа работающих печей данных. Задача в этом решении будет заключаться в адекватной передаче рабочей нагрузки по всему миру на соответствующие печи данных. Это может быть легко достигнуто, если вычисления поддерживают этот тип передачи; предыдущий пример научных вычислений, вероятно, также подходит для этого варианта использования.
Деньги
Исследования Microsoft указывают на некоторые довольно убедительные финансовые преимущества печей данных. Во многом это связано с тем, что печи данных будут размещены в существующем доме или офисе. Таким образом, нет затрат на новое строительство, как в случае с традиционным центром обработки данных. Даже если учесть более высокие затраты на электроэнергию (из-за того, что дата-печи находятся в жилом районе, а не в менее дорогом промышленном районе), общие эксплуатационные расходы (на ЦП) дата-печи значительно меньше, чем эксплуатационные расходы Дата центр.
Еще одно преимущество печей данных заключается в том, что, поскольку тепло является ценным побочным продуктом, печи могут состоять из старых, менее эффективных серверов. В традиционном центре обработки данных часто имеет смысл заменить серверы более новыми, более эффективными моделями, чтобы сэкономить на затратах на электроэнергию и охлаждение, даже если само оборудование все еще работоспособно. Эти замененные серверы можно было приобрести со скидкой для размещения в печах данных.
Исследователи Microsoft проделали отличную работу по продвижению печей данных с технической точки зрения. Я определенно вижу, что печи данных могут быть вычислительно адекватными для многих целей. Я также могу представить, что они могут быть адекватными источниками тепла. Но захотят ли владельцы домов и предприятий заменить свой существующий источник отопления на информационную печь? Что в этом для них? Операторы печей данных, безусловно, сэкономят деньги по сравнению с эксплуатацией центра обработки данных, и давайте предположим, что они могут взимать сравнительную сумму за их вычислительное использование. Это то, что я вижу как самое большое препятствие на пути к тому, чтобы эта идея стала реальностью. Должен быть убедительный бизнес-план, который побудил бы людей подписаться на это. По сути, я думаю, что людям нужно будет сэкономить значительную сумму денег, чтобы разместить печи данных.
В качестве альтернативы, если бы хост печи данных мог каким-то образом воспользоваться преимуществами печи данных, возможно, некоторые предприятия использовали бы их. Например, если печь данных (в дополнение к выполнению своих обычных обязанностей) может также внести положительный вклад в вычислительные потребности хост-бизнеса, то, возможно, это может иметь значительную ценность для хоста.