Nowe wymagania związane z rosnącą popularnością sztucznej inteligencji i zrównoważonym rozwojem oraz potrzeba ciągłej transformacji infrastruktury, to tylko niektóre z wyzwań, przed jakimi stoi dziś sektor centrów danych. Po stronie priorytetów pojawia się m.in. chęć nawiązania szerokiego dialogu z operatorami infrastruktury energetycznej i cieplnej, lokalnymi społecznościami, a także wykorzystania odnawialnych źródeł energii.
Z analiz Międzynarodowej Agencji Energetycznej wynika, że w 2022 roku centra danych odpowiadały za 1 – 1,3% całkowitego zużycia energii elektrycznej na świecie. Szacunki te nie uwzględniają, ocenianych na kolejne 0,4% globalnego zużycia energii, obciążeń centrów danych związanych z kryptowalutami. Z kolei według ubiegłorocznych prognoz Komisji Europejskiej przy zachowaniu dotychczasowej dynamiki wzrostu energochłonności europejskiego sektora data center – do 2030 roku odsetek energii pochłanianej przez centra danych w Europie przekroczy 3,2%. Prognozy te mogą jednak okazać się nieaktualne m.in. wskutek rosnącej skali wykorzystania, wymagających większej mocy, obciążeń związanych z wykorzystaniem sztucznej inteligencji.
Konieczna optymalizacja infrastruktury centrów danych
Wykorzystanie zielonej energii oraz poprawa efektywności energetycznej centrów danych stają się coraz bardziej istotne nie tylko ze względu na kwestie zrównoważonego rozwoju i odpowiedzialności za środowisko oraz towarzyszące im unijne regulacje. Optymalizacja infrastruktury data center jest koniecznością także ze względu na rosnące koszty energii. Był to jeden z wątków poruszonych podczas panelu dyskusyjnego zorganizowanego przez firmę Schneider Electric podczas warszawskiej edycji konferencji Data Center Nation 2024.
Branża data center jest pionierem bardzo dynamicznych zmian technologicznych. Co jakiś czas pojawiają się rozwiązania i technologie, które znacząco zmieniają funkcjonowanie centrów danych. „Z taką sytuacją mamy obecnie do czynienia za sprawą rosnącej powszechności sztucznej inteligencji. AI z powodu zapotrzebowania na znacznie wyższą moc obliczeniową, winduje wymagania, którym musi sprostać infrastruktura data center. Dotyczy to zarówno zasilania, jak i odprowadzania większej ilości ciepła z tego typu obiektów. Wszystko to oznacza nowe wyzwania dla operatorów centrów danych” – uważa Joris Verdickt, odpowiedzialny za pion Secure Power wiceprezes firmy Schneider Electric ds. marketingu w Europie.
AI zwiększa wymogi dotyczące gęstości mocy
„Efektem rosnącego zainteresowania AI jest zwiększone zapotrzebowanie na obsługę obciążeń o dużej gęstości mocy. Wyzwaniem jest zaprojektowanie czy przeprojektowanie centrum danych, tak, aby mogło sprostać tym potrzebom w dużej skali. W naszym przypadku postrzegam to jednak jako szansę na rozwój” – mówi Wojciech Stramski, prezes zarządu Beyond.pl. Jego zdaniem, istotne może okazać się wypracowanie branżowych standardów zapewniających fundamenty dla przyszłych inwestycji w nowe centra danych odpowiadające specyfice obciążeń AI.
Ramowe wytyczne dla infrastruktury centrów danych – dostosowanych do specyfiki obciążeń AI – zapewniają m.in. architektury referencyjne opracowane przez ekspertów Schneider Electric we współpracy ze specjalistami NVIDIA. Współpraca obu firm zakłada też opracowanie rozwiązań z zakresu optymalizacji infrastruktury data center oraz stworzenie standardów i obsługi AI w takich ośrodkach. Będą to zatem wytyczne wymagające dostosowania do specyfiki poszczególnych centrów danych.
Wyzwanie dotyczące zapewnienia dostępu do energii i optymalizacji jej zużycia
„Z perspektywy branży data center nie ma jednego, uniwersalnego remedium na potrzeby cyfrowej transformacji. Wyzwaniem okazuje się zapewnienie odpowiedniego dostępu do sieci energetycznych, efektywne odprowadzanie ciepła i kompleksowa optymalizacja wykorzystania energii. Dotyczy to zarówno nowych, jak i istniejących już centrów danych” – dodaje Sylwia Pyśkiewicz, dyrektor zarządzająca Equinix w Polsce.
Na znaczące wymagania obciążeń związanych z AI względem infrastruktury centrów danych wskazuje też Robert Busz, wiceprezes firmy EdgeConneX. „Trzeba mieć świadomość, że ośrodki data center w pełni zoptymalizowane pod kątem AI, pojawią się najwcześniej za kilka lat. Niezbędne zmiany sięgają przecież nawet pewnych elementów konstrukcyjnych. Obecnie musimy wypracować sposoby na efektywne zaadresowanie tych potrzeb w oparciu o bieżącą infrastrukturę” – twierdzi Robert Busz.
„Dzisiejsze centrum danych musi zapewniać zasoby dla kolokacji, przetwarzania danych, usług chmurowych i obciążeń AI” – dodaje. Według niego, pewnego rodzaju przejściowym rozwiązaniem może być modernizacja nowszych centrów danych, szczególnie tych, dostosowanych do nowoczesnych systemów odprowadzania ciepła.
Edge Computing odpowiedzią na wyzwania tworzone przez wykorzystanie AI?
Ciekawym rozwiązaniem, odpowiadającym niektórym scenariuszom wykorzystania sztucznej inteligencji – głównie jej praktycznego użytkowania, a niekoniecznie rozwoju – mogą okazać się modułowe centra danych funkcjonujące w myśl koncepcji przetwarzania na brzegu sieci. „Analizujemy możliwości rozwoju brzegowej infrastruktury data center jako mniejszych rozwiązań zapewniających zasoby pozwalające na obsługę już wytrenowanych modeli AI ulokowanych bliżej miejsca ich faktycznego zastosowania” – zapewnia Wojciech Stramski.
Podobne działania podejmują też inni operatorzy data center. „Dostosowanie centrów danych do specyfiki obciążeń AI ma wiele wymiarów. Jako Equinix uruchamiamy projekty optymalizacyjne, które mają na celu przystosowanie naszych centrów danych do dzisiejszych realiów” – twierdzi Sylwia Pyśkiewicz.
Równocześnie, sztuczna inteligencja dostarcza nowych narzędzi pozwalających na optymalizację funkcjonowania data center. „W warszawskim oddziale Equinix rozwijamy mechanizmy AI, które pomagają nam na bieżąco optymalizować działanie infrastruktury” – podkreśla Sylwia Pyśkiewicz. Poprawa efektywności centrów danych staje się koniecznością m.in. w kontekście zrównoważonego rozwoju.
Ambicja zerowych emisji
Organizacje zarządzające centrami danych, a także dostawcy rozwiązań data center realizują bardzo zróżnicowane działania wpisujące się w założenia zrównoważonego rozwoju. „Koncepcja sustainability od lat znajduje się w centrum działalności branży data center. Poszczególni dostawcy inwestują w nowe, bardziej przyjazne środowisku technologie i odnawialne źródła energii” – wskazuje Joris Verdickt ze Schneider Electric.
Duże znaczenie dla europejskiej branży data center mają obecnie lokalne uwarunkowania prawne. Przykładowo, unijna Dyrektywa o Efektywności Energetycznej EED (Energy Efficiency Directive) ma nakładać na operatorów centrów danych szereg obowiązków w zakresie raportowania kompleksowych danych związanych z efektywnością gospodarowania energią. Obowiązkowa będzie też priorytetyzacja zielonej energii oraz stopniowe podnoszenie efektywności energetycznej.
Ponowne wykorzystanie wytwarzanego w centrum danych ciepła
Większe data center będą zaś zobowiązane – pod pewnymi warunkami – do zapewnienia możliwości ponownego wykorzystania odprowadzanego ciepła. „Wykorzystanie energii cieplnej generowanej przez centra danych i zasilanie nią np. szpitali lub szkół, może stanowić pewną wartość dodaną branży data center z perspektywy lokalnych społeczności” – dodaje Joris Verdickt.
Efektem jest konieczność powiązania potrzeb w zakresie ciągłej optymalizacji efektywności energetycznej centrów danych z mechanizmami redystrybucji generowanego ciepła. „Energia cieplna może zasilać infrastrukturę ogrzewania miejskiego, ale żeby nie tracić energii termicznej, można wykorzystać pompy ciepła, aby generować chłód” – uważa Robert Busz.
Innym przykładem użycia infrastruktury data center z korzyścią dla szerokiego grona odbiorców jest wykorzystanie energii generowanej podczas testów systemów zasilania awaryjnego i agregatów prądotwórczych. Jeszcze innym scenariuszem jest wykorzystanie możliwości infrastruktury zasilania centrów danych – w tym magazynów energii i akumulatorów – na potrzeby zrównoważenia skoków obciążeń w sieciach energetycznych.
„Powinniśmy docenić znaczenie dyrektywy EED dla naszej branży. Myślę, że ta regulacja przyczyni się do oczyszczenia sektora data center i wyeliminuje najbardziej krótkowzrocznych dostawców. Nie wolno nam pozwolić na to, aby regulacje przyczyniły się jedynie do scedowania problemu zielonej transformacji na inne organizacje” – uważa Wojciech Stramski. Aby jednak było to realne, niezbędne jest zaangażowanie obustronnego dialogu pomiędzy operatorami data center a lokalnymi władzami i społecznościami.
Duże znaczenie mają tu różnego rodzaju organizacje i stowarzyszenia branży data center. „Staramy się tłumaczyć, czym są centra danych, jakie jest ich znaczenie i jaką rolę mogą odgrywać. Są to przecież obiekty energetyczne, które powinny pełnić aktywną rolę w sieciach energetycznych. Wiele ośrodków lokalnych, państwowych i europejskich angażuje się w transformację energetyczną. Branża data center powinna w takich inicjatywach uczestniczyć” – dodaje Wojciech Stramski.
Wyzwania i priorytety branży data center
Do głównych wyzwań towarzyszących planowaniu nowych inwestycji w centra danych jest pozyskanie gruntów wraz z odpowiednimi zezwoleniami, przyłączami oraz gwarancjami dostępności mocy na odpowiednim poziomie. Na to nakłada się także stały wzrost potrzeb w zakresie przestrzeni data center – postępujący wskutek rosnącej dynamiki cyfrowej transformacji oraz skali gromadzonych i przetwarzanych danych – oraz niezmiennie wysycone niemal do maksimum dostępności powierzchni centrów danych w większości europejskich krajów.
Nowym wyzwaniem są zaś kwestie związane z jakością sieci energetycznych i dostępnością tzw. zielonej energii. „Obecnie źródła odnawialne odpowiadają za maksymalnie jedną piątą produkcji energii w Polsce. To niewiele, biorąc pod uwagę, że rynek centrów danych będzie musiał konkurować o dostęp do takich źródeł zasilania z innymi sektorami, które również będą chciały minimalizować ślad węglowy prowadzonej działalności poprzez zakup zielonej energii” – mówi Robert Busz. Odpowiedzią na takie potrzeby ma być m.in. kompleksowe podejście, zawieranie długoterminowych umów z dostawcami oraz podejmowanie działań zmierzających do zabezpieczenia dostępu do zielonej energii już na poziomie jej produkcji i dystrybucji.
W kolejnych latach odrębnym wyzwaniem – wykraczającym poza specyfikę branży data center, jednak silnie ją dotykającym – będzie również kwestia starzenia się infrastruktury przesyłowej. Co jednak ważne, modernizacja sieci energetycznych powinna odbywać się w sposób zapewniający możliwość dynamicznego sterowania infrastrukturą, co z kolei wymaga odpowiedniego opomiarowania sieci – analogicznie, jak ma to dziś miejsce w nowoczesnych centrach danych. W tym kontekście doświadczenia branży data center mogą okazać się przydatne także pod kątem specyfiki operatorów sieci energetycznych.
