Cyfrowe centrum danych – od projektu po operacje

Gwałtownie rosnące potrzeby względem centrów danych przekładają się na presję rozwojową dla rynku data center. Szybkość budowy nowych oraz modernizacji istniejących ośrodków musi jednak iść w parze z zapewnieniem jak najwyższej efektywności, odporności i bezpieczeństwa centrów danych. Obiecujące możliwości optymalizacji całego cyklu życia ośrodków data center ma technologia Digital Twin.

Dynamika rozwoju światowego rynku data center weszła na nowy, wyższy poziom. Jest to m.in. odpowiedź na potrzeby, które towarzyszyły pandemii COVID-19, w tym zwiększenie wykorzystania usług chmurowych oraz powszechne przejście na model pracy zdalnej. Dodatkowo na potrzeby w zakresie infrastruktury data center wpływają rosnące inwestycje w technologie 5G, Internet Rzeczy, analitykę Big Data, sztuczną inteligencję.

„Rynek centrów danych rozkwita zarówno w skali lokalnej, jak i globalnej. Jego rozwój napędzają rosnące potrzeby w zakresie cyfryzacji oraz wszechstronnego wykorzystania danych, wspierane dodatkowo przez wymagania towarzyszące postępującej operacjonalizacji sztucznej inteligencji czy koncepcji Metaverse” – podkreśla Steven Brown, Global Director segmentu Cloud & Service Provider w Schneider Electric.

Tak dynamiczny wzrost potrzeb w zakresie gromadzenia oraz przetwarzania danych, a także towarzyszący mu rozwój światowej infrastruktury centrów danych przekłada się na wiele szans, ale i wyzwań.

Rynek data center w rozkwicie

Zastosowanie danych na szeroką skalę otwiera nowe możliwości automatyzacji i optymalizacji procesów biznesowych. Wpływa to na zwiększenie rentowności, poprawę konkurencyjności lub możliwość wejścia na nowe rynki. Dane wsparte dostępnymi dziś możliwościami w zakresie algorytmów AI stają się też podstawą dla nowych modeli biznesowych. Chęć wykorzystania potencjału danych w biznesie przekłada się jednak na rosnące potrzeby w zakresie powierzchni data center. Skala danych gromadzonych i przetwarzanych podczas operacji biznesowych typowych firm rośnie w tempie wykładniczym.

Po stronie wyzwań, kluczowego znaczenia nabiera kwestia dostępności infrastruktury data center. Okazuje się bowiem, że lokalizacje – postrzegane jako fundamenty infrastruktury centrum danych – w szybkim tempie zbliżają się do maksymalnych możliwości utrzymania dodatkowej przestrzeni. Znaczącym ograniczeniem w lokalizacjach, takich jak FLAP (Frankfurt, Londyn, Amsterdam, Paryż), staje się brak lokalizacji, w których możliwe jest zapewnienie odpowiedniej mocy zasilania i odpowiednio niskich opóźnień w transmisji danych.

Tymczasem, praktyka pokazuje, że potrzeba szybkiego dostarczenia przestrzeni data center nierzadko urasta do rangi istotnego czynnika, decydującego o możliwościach rozwoju działalności konkretnych firm i organizacji. Jak przekonują uczestnicy panelu dyskusyjnego – zorganizowanego podczas tegorocznej konferencji Data Center Nation w Warszawie we współpracy z firmą Schneider Electric – tradycyjne metody projektowania i budowania centrów danych muszą ewoluować tak, aby sprostać dzisiejszym potrzebom klientów. W panelu dyskusyjnym „The digital Data Centre from design into operations” wzięli udział, zaproszeni przez Schneider Electric, złotego partnera konferencji Data Center Nation, przedstawiciele firm: Arup, Equinix oraz Vantage Data Centers.

Na to nakładają się też ograniczenia i wyzwania typowe dla złożonych projektów budowlanych. Niemal 30% czasu poświęcanego na projektowanie centrów danych pochłaniają poprawki i dostosowania pierwotnie utworzonych projektów. Jednocześnie, statystyczne przekroczenie budżetów projektów konstrukcyjnych sięga 80%. W tym kontekście każdy sposób na zoptymalizowanie procesu projektowania i budowy data center okazuje się cenny.

Cyfryzacja sposobem na problemy z fizyczną infrastrukturą data center

Nie bez powodu – jak pokazują analizy McKinsey – aż 70% dużych firm eksperymentuje dziś z rozwiązaniami opartymi na koncepcji cyfrowych bliźniaków. Koncepcja Digital Twin zakłada wykorzystanie technologii cyfrowych do zbudowania cyfrowego odpowiednika fizycznych obiektów, tak aby z dużą dokładnością symulować ich funkcjonowanie w różnych środowiskach.

Skala, złożoność oraz kapitałochłonność projektów budowy i modernizacji centrów danych pozwala sądzić, że koncepcja cyfrowego bliźniaka dobrze się tu odnajdzie. „Podobnie jak w przeszłości, zastosowanie technologii 3D znacząco przyspieszyło proces projektowania centrów danych. Nowe możliwości w tym zakresie przynosi dziś koncepcja cyfrowego bliźniaka. Pierwszym krokiem do wykorzystania jego potencjału jest zorganizowanie wirtualnej wycieczki po centrum danych już na etapie jego projektowania” – podkreśla Andrzej Borowski, dyrektor zarządzający i specjalista ds. projektowania data center w Arup.

Zastosowanie w sposób kompleksowy – uwzględniający integrację danych dotyczących systemów związanych m.in. z chłodzeniem i zasilaniem – cyfrowego odpowiednika projektowanego centrum danych pozwala na zbudowanie w pełni wirtualnego data center symulującego zachowanie realnego centrum danych podczas zwykłych operacji, ale także mniej typowych zdarzeń.

„Zyskamy dzięki temu możliwość zasymulowania różnych scenariuszy działania centrum danych już na etapie jego projektowania. Łatwiejsza i bardziej trafna stanie się np. optymalizacja chłodzenia, użycia zasobów czy eliminacji pojedynczych punktów awarii. Dzięki temu będziemy w stanie budować bardziej energooszczędne i efektywne ośrodki data center. Poza tym już na etapie projektu będziemy mogli dostosować technologię budowy oraz wyposażenie konkretnego centrum danych tak, aby zagwarantować spełnienie wymagań klienta” – dodaje Andrzej Borowski.

Kompleksowa cyfryzacja podejścia do projektowania data center przełoży się też na dodatkowe możliwości w zakresie optymalizacji procedur związanych z działaniem takich ośrodków, symulowania scenariuszy awaryjnych, a nawet szkoleń. Digitalizacja pozwoli również – już na wstępnym etapie – wyeliminować wiele problemów typowych dla złożonych projektów inwestycyjnych, jakimi niewątpliwie są budowa czy modernizacja centrów danych. Umożliwi to skrócenie czasu realizacji inwestycji.

„Model cyfrowego bliźniaka pozwoli także na zdynamizowanie wielu aspektów związanych z bieżącym utrzymaniem oraz obsługą centrów danych” – zauważa Mladen Loncar, Senior Director Site Operations na region EMEA w Vantage Data Centers. „Myślę, że następnym etapem rozwoju technologii dla centrów danych opartych na rozwiązaniach Digital Twin będzie wykorzystywanie dostępnych danych tak, aby przewidywać zdarzenia zachodzące w toku codziennych operacji data center” – dodaje.

Praktyka działań związanych z obsługą i utrzymaniem centrów przetwarzania danych wskazuje na rosnącą skalę użycia narzędzi pozwalających – na bazie danych pozyskiwanych z poszczególnych systemów – uzyskać w czasie rzeczywistym wiedzę na temat funkcjonowania infrastruktury centrum danych. Takie rozwiązania są już wykorzystywane. Ich rozszerzenie o możliwość symulowania całościowego działania centrów danych oraz interakcji zachodzących pomiędzy różnymi warstwami infrastruktury ma pozwolić na optymalizację funkcjonowania takich ośrodków.

Barierą na drodze do zastosowania cyfrowych modeli centrów danych na potrzeby symulowania złożonych zdarzeń zachodzących – lub mogących wystąpić – w takich ośrodkach są jednak ograniczone możliwości integracji danych pochodzących z różnych systemów i elementów infrastruktury centrum danych.

„Poszczególne elementy infrastruktury nie potrafią ze sobą rozmawiać. Nie ma pomiędzy nimi powiązań i integracji. Istnieje zatem potrzeba stworzenia wspólnej platformy, która obejmie wszystkie zasoby centrum danych i zapewni integrację całej infrastruktury w sposób ułatwiający gromadzenie informacji niezbędnych do całościowego zarządzania oraz daleko idącej optymalizacji centrów danych. Wymagana będzie tu jednak współpraca dostawców różnych technologii oraz rozwiązań dla centrów danych” – mówi Andrzej Borowski.

Kluczowe znaczenie będzie miała możliwość zapewnienia sprawnego dostępu do detalicznych informacji związanych z bieżącym funkcjonowaniem poszczególnych elementów infrastruktury centrów danych. „Potrzebujemy systemów przetwarzających szczegółowe dane w czasie rzeczywistym. Aby jednak było to realne, potrzebna jest możliwość gromadzenia danych detalicznych, ich sprawne integrowanie oraz właściwa interpretacja w kontekście całego centrum danych” – dodaje Mladen Loncar.

Optymalizacja utrzymania i eksploatacji centrów danych

Postępująca cyfryzacja procesów dotyczących projektowania oraz zarządzania centrami danych – a także dostęp do danych związanych z bieżącym działaniem poszczególnych elementów infrastruktury – przełożą się na możliwość zapewnienia całościowego wglądu w działanie środowiska data center. To z kolei otworzy drogę do nowych sposobów optymalizacji wielu wymiarów funkcjonowania tego typu ośrodków – od aspektów związanych z efektywnością energetyczną czy poprawą wykorzystania dostępnej przestrzeni, po kwestie dotyczące zrównoważonego rozwoju, odporności i bezpieczeństwa.

„Kolejnym etapem rozwoju zastosowania koncepcji Digital Twin w centrach danych będzie zapewne wykorzystanie takich rozwiązań w roli systemów wczesnego ostrzegania przed potencjalnymi awariami i innymi sytuacjami mogącymi zagrozić ciągłości działania. W tym kontekście cyfryzacja centrów danych stanie się sposobem na ograniczenie ryzyka biznesowego. Wymagane będą tu jednak możliwości prowadzenia naprawdę złożonych symulacji oraz wdrożenie idei predykcyjnego utrzymania ruchu w całym centrum danych” – podkreśla Mladen Loncar.

Za sprawą rozbudowanych symulacji pojawią się też nowe możliwości operacjonalizacji detalicznych danych dotyczących funkcjonowania data center, a także poprawy niezawodności takich ośrodków. Realne stanie się również zapewnienie większej transparentności działania infrastruktury centrum danych. „W efekcie upowszechnienia cyfrowego modelu centrów danych zmieni się sposób, w jaki je projektujemy i budujemy, a także to, jak nimi zarządzamy. Zmiany te przełożą się na dodatkową wartość dla użytkowników końcowych” – twierdzi Andrzej Borowski.

W obliczu rosnącej skali wykorzystania cyfrowych narzędzi wspierających projektowanie oraz zarządzanie centrami danych pojawią się jednak także nowe potrzeby kompetencyjne. „Niezbędne staną się interdyscyplinarne umiejętności łączące wiele dziedzin. Być może będziemy potrzebowali dedykowanych ścieżek edukacji dla specjalistów związanych z centrami danych, bo te będą stawać się coraz bardziej złożone, a jednocześnie – bardziej newralgiczne pod kątem gospodarczym” – uważa Mladen Loncar.

Centrum danych dla każdego

Równolegle postępować będzie dywersyfikacja infrastruktury centrów danych. Obok dużych, wyspecjalizowanych ośrodków powstawać będą również mniejsze, nierzadko kontenerowe, centra danych przeznaczone do konkretnych operacji lub użycia na brzegu sieci w modelu Edge Computing. „Rozwój infrastruktury centrów danych musi nadążać za rosnącymi potrzebami w zakresie przechowywania i przetwarzania danych. Jednocześnie, potrzebne są zwinne i dynamiczne rozwiązania odpowiadające potrzebom biznesowym, które coraz częściej definiowane są niemal w czasie rzeczywistym” – uważa Sylwia Pyśkiewicz, dyrektor zarządzająca Equinix Poland. „Przyszłością branży data center będą modularne centra danych, skonfigurowane pod kątem potrzeb klientów i możliwe do uruchomienia w krótkim czasie” – dodaje.

Ogromne znaczenie mieć będzie także kwestia zapewnienia jak najwyższej, całościowej efektywności energetycznej centrów danych. „Korzystanie z odnawialnych źródeł energii, superefektywność energetyczna, realna dzięki wykorzystaniu systemów chłodzenia cieczą zamiast powietrza, a także ciągła analiza oraz optymalizacja zużycia energii w czasie rzeczywistym w oparciu o rozwiązania Artificial Intelligence to już w zasadzie nowa rzeczywistość data center” – mówi Sylwia Pyśkiewicz. W naturalny sposób postępować będzie więc rozwój zoptymalizowanej, konwergentnej infrastruktury, ekologicznych źródeł zasilania i chłodzenia. „Z perspektywy klientów najważniejsza jest dziś możliwość korzystania z zasobów centrów danych w optymalny i bezpieczny sposób, z najniższymi opóźnieniami i kosztami transmisji danych. Model Digital Twin wpisuje się w te oczekiwania, ponieważ pozwoli na zapewnienie nowych mechanizmów wspierających odporność, dostępność oraz bezpieczeństwo centrów danych” – podkreśla Sylwia Pyśkiewicz.