Obecnie często słyszy się termin „mikroprzenośne centrum danych”, często zamiennie z rozwiązaniami kontenerowymi lub brzegowymi, i szczerze mówiąc, tu zaczyna się zamieszanie. W mojej pracy widziałem, jak sprzedawcy przyczepiali tę etykietę do wszystkiego, od wytrzymałej szafy serwerowej na kółkach po chwalebną osłonę telekomunikacyjną. Podstawową ideą, pozbawioną marketingowego bełkotu, jest samodzielna, wstępnie zintegrowana jednostka obliczeniowa i pamięć masowa, która jest znacznie mniejsza niż tradycyjna hala danych, zaprojektowana z myślą o szybkim wdrożeniu i działaniu w nietradycyjnych środowiskach. Nie chodzi tylko o rozmiar; chodzi o pełną hermetyzację zasilania, chłodzenia, sieci i bezpieczeństwa w jednej, przenośnej obudowie. Ludziom często brakuje tego, że mikro to nie tylko wymiar fizyczny — to stwierdzenie dotyczące zakresu operacyjnego i zwinności.
Poza szumem: prawdziwe komponenty i kompromisy
Rozłóżmy na czynniki pierwsze to, co jest w środku. Oczywiście masz na myśli gęste upakowanie serwerów, przełączników i pamięci masowej. Jednak prawdziwym wyzwaniem inżynieryjnym, częścią oddzielającą opłacalny produkt od zagrożenia pożarowego, jest zarządzanie temperaturą. Nie można po prostu skalować jednostki CRAC w dużym centrum danych. W tych zamkniętych przestrzeniach gęstość ciepła jest szalona. Mówimy o bezpośrednim chłodzeniu cieczą lub wysoce zoptymalizowanych, odpornych na awarie systemach powietrza, które bez problemu poradzą sobie z gorącym przejściem osiągającym temperaturę powyżej 40°C. Pracowałem w jednostkach, w których rozwiązanie chłodzenia zostało przemyślane, a rezultatem było ciągłe dławienie termiczne i awarie sprzętu występujące w ciągu kilku miesięcy. Dystrybucja mocy to kolejna bestia — musi być wystarczająco elastyczna, aby można ją było podłączyć do różnych źródeł, od standardowego gniazdka przemysłowego po generator, przy czystej i stabilnej konwersji. To właśnie integracja zasilania, chłodzenia i IT definiuje prawdziwe mikrocentrum danych, a nie tylko same serwery.
Pamiętam, jak kilka lat temu oceniałem jednostkę, dla której gęstość obliczeń była najważniejsza. Specyfikacje na papierze były fantastyczne. Zastosowali jednak standardową, rzędową chłodnicę klasy komercyjnej, która nie była w stanie poradzić sobie z rzeczywistymi różnicami w obciążeniu. Wewnętrzna temperatura otoczenia wahałaby się gwałtownie w zależności od wykorzystania serwera, powodując koszmar związany z niezawodnością. To klasyczna pułapka: traktowanie chłodzenia jako elementu towarowego, a nie podstawowego systemu, jakim jest. Firmy, które robią to dobrze, jak SHENGLIN w branży chłodnictwa przemysłowego, rozumieją, że technologia chłodzenia nie ma charakteru pomocniczego; to fundamentalne. Ich podejście do precyzyjnej obsługi powietrza i odprowadzania ciepła w procesach przemysłowych przekłada się bezpośrednio na solidną kontrolę termiczną, której te mikrojednostki desperacko potrzebują. To nastawienie inżynieryjne widać w jednostkach zaprojektowanych z myślą o stabilności, a nie tylko o maksymalnej wydajności.
Następnie jest fizyczna powłoka. Przenośny oznacza różne rzeczy. Czy jest montowany na płozach, w kontenerze (ISO lub niestandardowy), czy na przyczepie? Każdy wybór wiąże się z rezygnacją z mobilności na rzecz zależności od infrastruktury. Jednostka montowana na płozach może być przenośna raz za pomocą wózka widłowego, ale tak naprawdę jest przeznaczona do umieszczenia na stałe. Model zamontowany na przyczepie można łatwiej przenosić, ale powoduje on problemy z wibracjami i poziomowaniem. Widziałem przypadki opóźnień wdrożenia o tygodnie, ponieważ przygotowanie miejsca pod kontener typu plug-and-play nie zostało odpowiednio ocenione – podłoże nie było równe, a spadek mocy był o 50 metrów dalej niż planowano. Obietnica przenośności często koliduje z rzeczywistością dotyczącą gotowości witryny.
Gdzie faktycznie mają sens (a gdzie nie)
Podręcznikowym przypadkiem użycia jest przetwarzanie brzegowe: sklep detaliczny wymagający lokalnego przetwarzania zapasów, hala produkcyjna do analizy obrazu maszynowego w czasie rzeczywistym lub odległa lokalizacja do poszukiwań ropy i gazu. Propozycja wartości jest jasna: małe opóźnienia, suwerenność danych i ciągłość operacyjna przy ograniczonej lub sporadycznej łączności. Wdrożyliśmy mikrojednostkę dla sieci monitorowania środowiska przybrzeżnego. Musiał działać na hybrydowym zasilaniu energią słoneczną i akumulatorową, wytrzymać działanie mgły solnej i lokalnie przetwarzać dane z czujników przed synchronizacją skompresowanych podsumowań z chmurą. Udało się, ponieważ obciążenie pracą i środowisko miały konkretny zakres.
Brałem jednak udział w projektach, w których okropnie pasowały. Klient chciał je wykorzystać do szybkiego zwiększenia wydajności swojego podstawowego centrum danych, zwabiony szybszym harmonogramem zamówień. Nie wzięli pod uwagę kosztów operacyjnych — zarządzanie dziesiątkami odrębnych jednostek fizycznych, każda z własną, niewielką powierzchnią, ale oddzielnym interfejsem zarządzania, obszarem bezpieczeństwa i zapasami części zamiennych, stało się logistycznym potworem w porównaniu ze skalowaniem tradycyjnej hali. TCO wzrósł po drugim roku. Nie są one lekarstwem na wszystkie problemy z wydajnością.
Innym mniej omawianym scenariuszem jest odzyskiwanie po awarii i zdarzenia tymczasowe. Do obsługi ważnego wydarzenia sportowego wykorzystaliśmy mikrocentrum danych zamontowane na przyczepie. Udało się, ale hałas i odprowadzanie ciepła stały się poważnym problemem w planowanej lokalizacji miejskiej, co wymusiło przeprowadzkę w ostatniej chwili. Lekcja była taka, że urządzenie przenośne oznacza również, że musisz pomyśleć o tym, dokąd je przeniesiesz – jego wpływ na środowisko na bezpośrednie otoczenie jest większy.
Problemy związane z wdrożeniem, o których nikt nie mówi
Zaopatrzenie i dostawa to łatwe części. Prawdziwa praca zaczyna się na miejscu. Po pierwsze, dostęp. Czy ciężka ciężarówka z 40-stopowym kontenerem rzeczywiście może dotrzeć na miejsce rozmieszczenia? Jednostka utknęła, ponieważ na moście obowiązywał nieopublikowany limit masy. Po drugie, podłączenie zasilania. Nawet jeśli urządzenie ma zintegrowany UPS i PDU, do zasilania z lokalnego źródła potrzebny jest wykwalifikowany elektryk, co może wymagać własnych pozwoleń i inspekcji. Ta ostatnia mila podłączenia do mediów prawie nigdy nie jest tak prosta, jak pokazują broszury.
Następnie istnieje zdalne zarządzanie. Nie obsadzasz tych lokalizacji personelem IT. Zatem zarządzanie poza pasmem, monitorowanie środowiska (dym, woda, temperatura, dostęp) i możliwość zdalnego przeprowadzenia twardego restartu mają kluczowe znaczenie. Przekonaliśmy się o tym na własnej skórze, gdy przełącznik w zdalnym urządzeniu został zablokowany. Jedynym sposobem na zresetowanie było fizyczne wyłączenie zasilania, a najbliższy pracownik znajdował się w odległości czterech godzin jazdy samochodem. Przestój węzła brzegowego o wysokiej dostępności wyniósł 8 godzin. Obecnie kładziemy nacisk na podwójne, niezależne ścieżki zarządzania, często komórkowe, jako kopię zapasową dla sieci przewodowej.
Zarządzanie temperaturą ponownie podnosi głowę podczas wdrażania. Układ chłodzenia jest zaprojektowany dla określonego zakresu otoczenia, powiedzmy od 0°C do 40°C na zewnątrz. Wdrożenie takiego w lato na Bliskim Wschodzie, kiedy temperatura zewnętrzna osiąga 50°C, wymaga innej konstrukcji skraplacza lub zacienionej, wentylowanej obudowy. To nie jest element uniwersalny. Tutaj opłaca się współpracować ze specjalistycznym producentem. Firma taka Shanghai SHENGLIN M&E Technology Co., Ltd, która koncentruje się na technologii chłodzenia przemysłowego, dysponowałaby wiedzą z zakresu inżynierii zastosowań, aby określić lub dostosować moduł chłodzący do tak ekstremalnych warunków, zamiast oferować gotowe urządzenie, które uległoby awarii pod obciążeniem. Ich portfolio na https://www.shenglincoolers.com pokazuje głębokość w rozwiązywaniu trudnych problemów termicznych, czyli dokładnie to, czym są te wdrożenia brzegowe.
Ewolucja i sąsiadująca nisza
Rynek dojrzewa. Wczesne jednostki były często standardowymi serwerami upchniętymi w pudełku z podstawowym klimatyzatorem. Teraz widzimy więcej specjalnie zaprojektowanych projektów z pamięcią obliczeniową, sankami GPU, a nawet zintegrowanymi radiami 5G. Granica pomiędzy mikrocentrum danych a wyrafinowanym urządzeniem sieciowym zaciera się. Istnieje również trend w kierunku wstępnie załadowanych hiperkonwergentnych stosów oprogramowania, dzięki czemu urządzenie naprawdę jest centrum danych w pudełku, które jest dostępne online przy minimalnej konfiguracji.
Ciekawą niszą sąsiadującą jest modułowe centrum danych jako podejście produktowe do mniejszych instalacji stałych. Pomyśl o oddziale banku lub przychodni, która potrzebuje odpornego lokalnego pomieszczenia IT, ale brakuje mu wiedzy specjalistycznej, aby go zbudować. Firmy oferują prefabrykowane moduły wielkości pomieszczenia, które są dostarczane ze wszystkim, co jest zainstalowane. Działa na tej samej zasadzie, co w przypadku mikrojednostki przenośnej – wstępna integracja i testowanie – ale na nieco większą, stałą skalę. Wiedza zdobyta podczas budowania i wdrażania prawdziwie przenośnych jednostek jest bezpośrednio wykorzystywana w tych projektach.
Patrząc w przyszłość, największym ograniczeniem może stać się zrównoważony rozwój. PUE mikrojednostki może być okropny w porównaniu z dużym, zoptymalizowanym centrum danych ze względu na fizykę odprowadzania ciepła na małą skalę. W miarę wzrostu kosztów energii i zaostrzania sprawozdawczości dotyczącej emisji gazów cieplarnianych efektywność tych węzłów brzegowych będzie przedmiotem analizy. Następna fala innowacji nie będzie polegać tylko na umieszczeniu większej ilości mocy obliczeniowej; będzie polegać na robieniu tego przy mniejszych stratach energii, co prawdopodobnie doprowadzi do jeszcze szerszego stosowania bezpośredniego chłodzenia cieczą i inteligentnego ograniczania mocy na krawędziach.
Ostateczne ujęcie: narzędzie, a nie rewolucja
Czym więc są? Mikroprzenośne centra danych to bardzo specyficzne narzędzie. Rozwiązują problem umieszczenia znacznej mocy obliczeniowej w lokalizacji, w której nie można lub nie należy budować tradycyjnego centrum danych. Ich zaletą jest szybkość wdrożenia, ochrona środowiska i zintegrowane zarządzanie. Wprowadzają jednak nowe zawiłości w logistyce, zarządzaniu cyklem życia i kosztach operacyjnych.
Kluczem do sukcesu jest bezwzględna szczegółowość wymagań. Zanim spojrzysz na dostawców, zdefiniuj obciążenie pracą, środowisko fizyczne (temperatura, wilgotność, dostęp, źródło zasilania), ograniczenia łączności i model operacyjny bez użycia rąk. I nigdy, przenigdy nie traktuj chłodzenia jako późniejszej refleksji. To jest podpora. W miarę jak branża przenosi obliczenia na brzeg, wnioski płynące z tych mikrowdrożeń — dotyczące integracji, odporności i możliwości zarządzania — kształtują przyszłość infrastruktury rozproszonej daleko wykraczającej poza etykietę przenośną. To fascynująca przestrzeń do pracy właśnie dlatego, że jest brudna, praktyczna i daleka od ustalonego porządku.
