Jak vypadají datová centra cloudových gigantů?

Dalibor Premus | 04.09.2012 | Cloud, Hardware | Žádné komentáře

Čím jsou charakteristická datová centra, která jsou stavěna výhradně pro cloud velkými korporacemi, jako jsou Google, Amazon, Apple, Microsoft nebo Facebook? Jaké jsou jejich zvláštnosti a čím se liší od běžných datacenter?

Tyto korporace budují svá datová centra na zelené louce jako nové projekty a provozují v nich velké farmy speciálních serverů v cloudové architektuře výhradně pro své aplikace. V rámci datových center je poskytován zákazníkům firmy výhradně virtuální prostor a nemůže nastat situace, kdy by do datacentra vstoupil někdo jiný než pověřený zaměstnanec korporace.

Datová centra výše zmíněných korporací nejsou jádrovým oborem podnikání těchto velkých internetových nebo IT firem, jsou spíše nutnou infrastrukturou, kterou internetoví giganti staví a provozují, ale příliš často ji neprezentují a mnoho technologií a inovací je stále obestřeno tajemstvím.

Pro úspěch globálních firem jako je Google, Apple nebo Facebook je rovněž velmi důležitý i jejich veřejný image. Datová centra tedy musí být stavěna tak, aby byla udržitelná a minimálně zatěžovala životní prostředí. Návrh datacenter tedy nutně přináší nové postupy, přičemž všechny jmenované společnosti svorně tvrdí, že rychlost inovací se v posledních letech výrazně zrychluje.

Kdo z velkých hráčů je nejzelenější?

Jednou z metrik, která měří efektivitu datového centra je PUE, která měří množství elektrické energie spotřebované celým datacentrem vzhledem k množství energie odebrané  ICT zařízeními. Pokud je hodnota PUE 2, tak polovina výkonu datového centra jde na chlazení a obsluhu systémů pro provoz center (například osvětlení, UPS atp.)

Vývoj zlepšování hodnoty PUE u společnosti Google

Vývoj zlepšování hodnoty PUE u společnosti Google

Ačkoliv porovnání hodnoty PUE je vždy dost problematické (náklady na chlazení se například výrazně mění v závislosti na ročním období, každý výrobce rovněž provozuje různě efektivní datacentra a měření nejsou průměrována jednotnou metodikou), tak je potěšitelné sledovat, jak se podařilo všem velkým korporacím provozujícím cloudová řešení hodnotu PUE průběžně zlepšovat.

Největších úspor se dá dosáhnout chytrým systémem chlazení. Google se například vždy snaží využít i místních podmínek. Využívá například chladný venkovní vzduch nebo odpadní vodu z blízkých zdrojů pro chlazení datových center. Pro dosažení maximálních výsledků je ale nutné holisticky sledovat všechny aspekty energetického hospodářství od izolace budov, přes optimální návrh ICT zařízení nebo efektivně navržené elektrorozvody, po přesné systémy ventilace, které studený vzduch přivádějí přesně do míst, která je potřeba chladit.

Ani hodnota PUE není samospasitelná. Například Microsoft zjistil, že může ušetřit energii odstraněním větráků ze serverů, které jsou v datovém centru chlazené foukáním studeného vzduchu z ventilace. Tato změna sice zlepšila energetickou efektivitu v datových centrech, ale paradoxně zhoršila hodnotu PUE (výkon větráků byl totiž započten v energii spotřebovávané servery, zatímco výkon klimatizace se počítá do další energie spotřebovávané datovým centrem). Využít se dá rovněž i odpadní teplo z datového centra například pro vytápění.

Zejména Facebook a Google se vyloženě předhánějí v tom, jak zelená jsou jejich datová centra. Postavit datové centrum, které využívá pouze obnovitelných zdrojů, jako je vítr nebo slunce je iluzorní, protože nezbytným předpokladem pro provoz jakéhokoliv datového centra je velký a nepřerušovaný (ideálně zálohovaný) příkon energie. Facebook ale přesto ve svých datacentrech instaluje na střechy solární panely. Google k omezení své uhlíkové stopy přistupuje poněkud racionálněji a nakupuje si uhlíkové kredity formou dotací pro elektrárny využívající obnovitelných zdrojů. Díky tomu Google tvrdí, že je jedinou internetovou společností, která odstranila svůj dopad na globální změny klimatu a to již od roku 2007.

Hodnoty PUE v datových centrech
internetových gigantů:
Běžná hodnota 1,5
Amazon 1,45
Microsoft 1,22
Google 1,11
Facebook 1,0

Další snižování nákladů na výpočetní operaci

Google například nevyužívá servery, které standardně dodávají velcí výrobci, ale navrhuje si servery vlastní. I v této oblasti má tato společnost už několik patentů, ale Google své servery třetím stranám neprodává a informace o serverech, které využívá, spíše tají.

Při jedné prezentaci typického serveru Google z roku 2009 byli diváci například zaskočeni tím, že server má v sobě zabudovanou náhradní baterii. Firma to zdůvodnila tím, že jim odpadá náklad na centrální UPS. Systém je optimalizovaný, protože množství baterek přesně odpovídá množství serverů v datovém centru a při výpadku dodávky energie výpadek jedné velké UPS nemá dopad na většinu serverů v datacentru. Řešení Googlu se v tomto případě výrazně liší od standardu v běžných datových centrech.

Modularita datacenter

Zásadním problémem návratnosti výstavby datového centra je, že náklady jsou fixní a musí být investovány na začátku projektu. Výnosy (nebo přínosy) datového centra ovšem nabíhají postupně teprve, když se podaří datové centrum zaplnit.

Částečným řešením tohoto problému je modularita. V datovém centru je připravena pouze základní infrastruktura a v momentě, kdy je třeba uvést další část výpočetního výkonu do provozu, tak se pouze doplní technologie a servery. Tím se velká část investic posune v čase a drahá technologie je využívána efektivněji. Modularitu designu už dnes v částečné míře využívají všichni provozovatelé datových center. Například Google od roku 2005 využívá design, kdy je datové centrum sestaveno ze standardizovaných kontejnerů, které obsahují 1160 serverů. Když je potřeba datové centrum rozšířit, tak se naveze celý kontejner, který navýší kapacitu datového centra a celá operace je velmi rychle a čistě vyřízena.

Geografická blízkost zákazníkům

Datová centra jsou stavěna v blízkosti uživatelů. Důvodem pro jejich větší geografické rozšíření je zejména to, že klesá latence, snižuje se potřeba hradit náklad na tranzitní konektivitu.

Díky větší hustotě datového centra je rovněž zvyšována spolehlivost celého systému, protože při výpadku mohou provoz převzít okolní datová centra. Spolehlivost je přitom pro mnohé služby velmi významná, protože například servery Amazonu využívá mnoho firem, které bez nich nemohou vůbec fungovat. A každý výpadek Amazonu je okamžitě reflektován na odborných serverech na internetu.

Potřeby pro stavbu centra pro cloudové služby se  svou povahou trochu liší od běžného datacentra pronajímaného firemním zákazníkům nebo operátorům. Není nutné zajišťovat velké množství datových propojení k jednotlivým klientům. V datovém centru není ani obvyklá nepřehledná změť patchcordů mezi různými racky zákazníků. Umístění v centru města kam můžou IT specialisté zákazníků snadno dojet, není pro takovéto datové centrum významnou výhodou.

Pro rozhodnutí o umístění datacentra je důležitější, aby provozovatel datového centra dostal vhodný pozemek, který je dobře zajištěn především z pohledu infrastruktury pro dodávky levné a ideálně i ekologické a zálohované energie. Dále velkou roli hrají i daňové úlevy nebo pozemky zdarma, které mají investoři tak rádi. Samozřejmě je nutné najít i kvalifikovanou pracovní sílu, která bude zajišťovat provoz datacentra, případně vývoj nebo údržbu systémů.

Proč není žádné globální datové centrum v ČR?

Česká republika nemá žádné datové centrum postavené pro velký cloud částečně z důvodu, že k nám tyto investice stále ještě nedorazily. Většina datových center je postavena v USA nebo v západní Evropě. K rozšíření investic i do střední Evropy ale nepochybně také brzy dojde.

Dalibor Premus, Manager of Product Management Team, Dial Telecom a.s.

Dalibor Premus, Manager of Product Management Team, Dial Telecom a.s.

Mírnou nevýhodou je, že klima je u nás z pohledu provozovatelů datových center stále relativně teplé a rozdíl mezi zimní a letní teplotou je větší než třeba na Islandu nebo na britských ostrovech. Investorovi výstavby podobného datového centra ale rozhodně má Česká republika co nabídnout. V rámci ČR působí firmy, které jsou schopny navrhnout a postavit datové centra a podobné projekty úspěšně dodávají i do zahraničí. Je tedy možné získat relativně levnou a přitom kvalifikovanou pracovní sílu.

Rovněž infrastruktura v rámci ČR ať už z pohledu energetických rozvodů, optických kabelů, průmyslových zón nebo dopravní infrastruktury je relativně slušná. ČR se rovněž aktivně snaží o získání hi-tech investic, má přístup i k financování ze zdrojů Evropské unie. Operační program ICT a Strategické služby agentury Czechinvest má na tento účel k dispozici velmi štědré fondy a z evropských peněz je možné čerpat mezi 40-60 % hodnoty investice. Roli může hrát i to, že ČR je pro zahraniční manažery relativně známou a příjemnou destinací s dostatkem golfových hřišť nebo anglicky mluvících škol.

I přes řadu výhod ale proti Česku hraje i několik negativních faktorů. Jedním z hlavních je vysoká cena energií na domácím trhu pro firmy. Daně na podporu obnovitelných energií, které byly v minulosti nastaveny nesmyslně štědře, nyní nesmyslně prodražují každý podobný projekt. Cena energií je přitom navzdory všem úsporám velmi významným faktorem pro investici tohoto typu.

Autor je Manager of Product Management Team ve společnosti Dial Telecom a.s.

Zanechte komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *


tři − tři =

Můžete používat následující HTML značky a atributy: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

Copyright © ICT manažer | ISSN 1805-5486 | SEO optimalizace a přizpůsobení SEO-care.cz