3 cách thiết kế trung tâm dữ liệu sẽ thay đổi trong tương lai

Sự phát triển của trung tâm dữ liệu đã liên tục diễn ra từ khi chúng xuất hiện, với yêu cầu của mỗi kỷ nguyên công nghệ xác định từng giai đoạn của sự biến đổi.

Khi thế giới bất ngờ chuyển đổi sang kỹ thuật số trong đại dịch COVID, chúng ta hiện đang tạo ra nhiều dữ liệu hơn bao giờ hết. Tự nhiên, nhu cầu quản lý, lưu trữ và xử lý dữ liệu đó cũng tăng mạnh. Cùng với nhu cầu cao này, xuất hiện một loạt các thách thức mới và điều cần xem xét khi xây dựng trung tâm dữ liệu trong tương lai.

Làm thế nào chúng ta có thể đáp ứng nhu cầu dữ liệu ngày càng tăng, mà không làm tổn thương môi trường? Làm thế nào chúng ta có thể đối mặt với mối đe dọa an ninh mạng ngày càng cao và giữ cho dữ liệu của chúng ta an toàn? Đây chỉ là một số yếu tố mà các nhà điều hành trung tâm dữ liệu sẽ cần xem xét trong tương lai.

TNW nói chuyện với Uwe Erlenwein, Trưởng phòng Xây dựng Trung tâm Dữ liệu tại nhà cung cấp đám mây IONOS, để tìm hiểu thêm về cách các công ty có thể giải quyết những thách thức này và những gì đang chờ đợi trung tâm dữ liệu trong tương lai.

Bền vững phải đặt ở đầu tiên trong thiết kế

Càng phụ thuộc nhiều vào các nền tảng công nghệ trong cuộc sống hàng ngày, chúng ta càng cần các trung tâm dữ liệu để hỗ trợ lối sống đó. Tuy nhiên, với biến đổi khí hậu là thách thức toàn cầu lớn nhất và nguy hiểm nhất của xã hội, nhu cầu năng lượng cao của trung tâm dữ liệu đã trở thành vấn đề đang được đặt ra, mang theo đó là các quy định mới và sự đổi mới.

Xem xét về khí hậu sẽ sớm trở thành tiêu chí bắt buộc cho tất cả các trung tâm dữ liệu. Việc nhận chấp thuận cho kế hoạch xây dựng trở nên phức tạp hơn vì nó liên quan đến một cuộc đánh giá dài, nơi các tính năng bền vững của cơ sở vật chế đề xuất cần phải được kiểm tra kỹ lưỡng và chứng minh.

Frankfurt, ví dụ, yêu cầu các trung tâm dữ liệu chiếm ít diện tích hơn và có một mặt tiền xanh lá cây trước khi có thể được cấp giấy phép xây dựng. IONOS đã triển khai ý tưởng này tại trung tâm dữ liệu mới nhất của mình tại Worcester, Anh. Một số phần của khuôn viên, như các tòa nhà phụ, trạm biến áp và nhà để xe đạp có mái xanh. Hơn nữa, có các khu vực bảo vệ môi trường trong công viên kinh doanh với những khách sạn côn trùng và ong để khuyến khích động vật hoang dã và thiên nhiên tiếp tục phát triển ở khu vực.

Xem xét nơi mà khách hàng của bạn đang đặt chân là chìa khóa.

Các sáng kiến mới như Climate Neutral Data Centre Pact đang khuyến khích các nhà điều hành và các hiệp hội thương mại vượt qua mục tiêu về tính bền vững và làm cho cơ sở của họ trở nên khí nhào nhiệt động bằng carbon vào năm 2030. Ngoài việc tích hợp thiên nhiên trong cấu trúc của một trang web, việc thay thế vật liệu xây dựng cũ chứa nhiều carbon sẽ trở nên quan trọng hơn trong tương lai.

Uwe cho biết tại Khu công nghiệp Worcester Six, "carbon được sử dụng để sản xuất vật liệu phủ của tòa nhà đã được đền bù đầy đủ bởi nhà sản xuất. Điều này chỉ là một bước khởi đầu cho chúng tôi - chúng tôi đang nghiên cứu về việc giảm carbon hoặc hoàn toàn carbon thấp cho bê tông và thép trong tương lai."

Vị trí và quy trình tối ưu hóa hiệu suất

Trong khi thế giới ngày càng đông đúc và không gian trở nên hạn chế, việc quyết định nơi đặt một trung tâm dữ liệu sẽ trở nên khó khăn hơn. Trước khi bắt đầu xây dựng, có nhiều yếu tố cần được xem xét.

Xem xét nơi mà khách hàng của bạn đang đặt chân là chìa khóa: có độ trễ thấp để có tốc độ, hiệu suất và hiệu quả cao là hết sức quan trọng. Khi quyết định nơi đặt trung tâm dữ liệu mới của IONOS, Uwe giải thích: "Chúng tôi muốn ở khu vực xung quanh Birmingham vì nó khá là điểm giữa cho hầu hết khách hàng của chúng tôi. Bạn có độ trễ gần như giống nhau đối với cả London và Manchester."

Việc tiếp cận vào sợi quang và nguồn điện cũng ảnh hưởng đến quyết định. Tại Khu công nghiệp Worcester Six, nhà phát triển IONOS mua đất từ đã được ký hợp đồng để xây dựng kết cấu cơ bản. Việc conscious về năng lượng và tiếp cận đúng loại nguồn điện là quan trọng đối với cả hai bên.

"Toàn bộ mái của chúng tôi được phủ bởi các tấm pin mặt trời (PV), tạo ra đến 10% tổng nhu cầu năng lượng của chúng tôi. Phần còn lại của năng lượng đến từ lưới, và chúng tôi chỉ mua năng lượng xanh hoàn toàn từ nguồn năng lượng mặt trời, gió hoặc thủy điện," chia sẻ Uwe. Việc chuyển đổi sang việc mua năng lượng sạch sẽ sẽ trở nên phổ biến và cần thiết cho các trung tâm dữ liệu trên toàn thế giới trong tương lai.

Với áp lực và yêu cầu ngày càng cao về trách nhiệm môi trường - chưa kể đến sự tăng nhiệt độ toàn cầu - các yếu tố tự nhiên như điều kiện thời tiết và địa hình cũng ảnh hưởng đến quyết định. "Ngay từ đầu, hiệu suất sử dụng điện (PUE) rất quan trọng đối với chúng tôi. PUE thiết kế của chúng tôi là 1.25 tại Worcester," Uwe thông tin chúng tôi.

Ngay cả trong khu vực có nhiệt độ thấp, hệ thống làm mát vẫn là cần thiết. IONOS sử dụng máy làm lạnh với làm mát không khí miễn phí để phù hợp với nhiệt độ bên ngoài. Sau khi nhiệt độ này được đạt đến, máy nén tiếp tục sản xuất nước lạnh, làm mát trang web hơn nữa.

Khi một thành phần gặp sự cố, nguy cơ quá nhiệt và mất điện thường đe dọa các trung tâm dữ liệu. Để đề phòng điều này, trung tâm dữ liệu mới tại Worcester được thiết kế và xây dựng theo tiêu chuẩn Tier IV với các thành phần có khả năng dự phòng và các đường dẫn phân phối hoạt động cũng được chia thành từng khu vực để đạt được khả năng duy trì đồng thời và sự dung sai lỗi. Ngoài ra, nó có máy phát điện trên site với thời gian chạy không giới hạn, vì vậy luôn có nguồn điện sẵn có.

IONOS sử dụng dầu thực vật hydrat hóa (HVO) để cung cấp năng lượng cho những máy phát điện này, giảm lượng carbon thải khoảng 90%. Hơn nữa, nó có một hệ thống làm mát liên tục với bể chứa dự trữ và các bộ điều khiển van tự động.

Truy cập từ xa và ảo hóa là những xu hướng đang phát triển.

Có nhiều đổi mới được nuôi dưỡng trong ngành để cải thiện hiệu suất của hệ thống làm mát và máy phát điện dự phòng thêm nữa. Uwe chia sẻ quan điểm của mình:

"Hầu hết mọi người sử dụng làm mát bằng không khí, nhưng làm mát bằng chất lỏng trực tiếp lên chip ngày càng trở thành một điều phổ biến. Làm mát ngâm, trong đó các thành phần IT của bạn được đặt trong chất lỏng, là một phương pháp khác đang được sử dụng."

Mặc dù thị trường chưa đủ mạnh mẽ, với thiếu hụt về dung lượng lưu trữ, một số nhà sản xuất cũng đang nghiên cứu việc sử dụng tế bào nhiên liệu hydro để cung cấp năng lượng cho máy phát điện trong tương lai. Bền vững và hoàn toàn không phát thải, đó có thể là một đột phá cho ngành công nghiệp.

Tăng cường an ninh và giám sát là chìa khóa

Ngoài nhu cầu về hiệu suất tăng cao, lo ngại về an ninh tiếp tục đặt áp lực lên các trung tâm dữ liệu trên toàn cầu. Để giám sát diện tích vật lý, IONOS triển khai camera CCTV và cảm biến chuyển động xung quanh bờ tường của tòa nhà, cũng như hệ thống báo động xâm nhập và cảm biến cháy và khói.

Khi hacker ngày càng trở nên tinh vi, việc tăng cường biện pháp an ninh số là quan trọng. Truy cập từ xa và ảo hóa là những xu hướng đang phát triển, nhưng nhiều tổ chức, bao gồm cả IONOS, đều cẩn trọng khi sử dụng nó.

“Chúng tôi giám sát cơ sở hạ tầng trung tâm dữ liệu và mọi thứ trên site từ xa, nhưng chúng tôi không kiểm soát nó từ xa hoặc giao bất kỳ quyền kiểm soát nào cho đám mây do một số rủi ro nhất định. Nếu bạn bị hack, bất kỳ ai cũng có thể kiểm soát cơ sở hạ tầng trung tâm dữ liệu từ xa. Rủi ro phạm lỗi vận hành từ xa cao hơn nhiều so với việc vận hành nó tại chỗ,” Uwe nói.

Bảo dưỡng dựa trên dự đoán sẽ là chìa khóa trong tương lai, với khả năng triển khai các thuật toán phức tạp chạy ngầm tính toán tình trạng sức khỏe của các thành phần khác nhau.

Những gì có thể mong đợi trong tương lai

Uwe tiết lộ rằng ngày càng phổ biến khi nhà cung cấp thiết bị cơ sở hạ tầng trung tâm dữ liệu được tích hợp khả năng AI để giám sát và phân tích tình trạng sức khỏe. Tự động hóa quy trình này sẽ cải thiện độ chính xác của giám sát thời gian thực và cho phép người vận hành có cái nhìn tổng thể liên tục về site.

Hiệu suất của trung tâm dữ liệu đã cải thiện, và cần phải tiếp tục khi nhu cầu về trung tâm ngày càng tăng. Chúng ta sẽ thấy chúng bắt đầu yêu cầu ít diện tích và năng lượng hơn trong tương lai. Và, khi biện pháp an ninh số phát triển, chúng ta sẽ thấy nhiều ảo hóa và chuyển đổi vào đám mây hơn.