طراحی دیتاسنترها برای آینده

شتابِ نیازهای هوش مصنوعی و رایانش ابری آن‌قدر بالاست که پروژه‌های ساخت دیتاسنتر معمولاً از نفس می‌افتند و به خط پایان نمی‌رسند که نیازها عوض شده است. راه‌حل؟ از حالا طوری طراحی کنیم که مرکز داده در سال‌های آینده هم قابل‌اعتماد و مقرون‌به‌صرفه بماند.

در یک وبینار تازه از Uptime Institute، مدلین کودریتسکی و کریس براون دقیقاً سر همین موضوع دست گذاشتند: چطور امروز بسازیم که ۲۰ سال بعد هم «به‌صرفه و پایدار» باشد. کودریتسکی می‌گوید: «همه دوست داریم یک گویِ شیشه‌ای داشته باشیم و دقیق بدانیم فناوری و مقررات به کدام سمت می‌روند؛ اما نداریم—و سرعت تغییرات از سرعت ساخت‌وساز بیشتر است.»

بیشتر بخوانید: استاندارد واحد مراکز داده با ابتکار TIA با پشتوانهٔ گوگل

به‌جای پیشگویی، روی انعطاف حساب کنید

مدل قدیمیِ برنامه‌ریزی—اینکه نیازهای آینده را حدس بزنیم و بر همان اساس بنا کنیم—دیگر جواب نمی‌دهد. به قول براون باید آینده‌پذیر طراحی کرد: زیرساختی که به‌راحتی با تقاضاهای تازه سازگار شود بی‌آن‌که عملیات زمین‌گیر شود.

فلسفه ساده است: انعطاف‌پذیری مهم‌تر از پیش‌بینی است. یعنی از ابتدا امکان تغییر ظرفیتِ برق و سرمایش، ماژولار بودن فضاها، مسیرهای رشد شبکه و ارتقای تجهیزات را در طرح بگنجانید تا دو اصلِ غیرقابل‌مصالحه همیشه حفظ شوند: دسترس‌پذیری مداوم و قابلیت اتکا. چنین دیتاسنتری لازم نیست همه‌چیزِ فردا را بداند؛ کافی است برای تغییرِ فردا آماده باشد.

فضا و دسترسی به منابع

نیازهای عملیاتی—از جمله برق و سرمایش—تقریباً قطعاً رو به افزایش‌اند. بنابراین طراحان مراکز داده باید از همان ابتدا برای ظرفیت توسعه در چند بُعد برنامه داشته باشند.

به‌گفتهٔ براون، این ابعاد شامل موارد زیر است:

• توسعهٔ بیرونی: پیش‌بینی زمین برای ساختمان‌های بعدی، اجزای زیرساختی مکمل، و اتصالات و شبکه‌های تأمین و توزیعِ آتی (برق، فیبر، و…).

• انعطاف‌پذیری داخلی: فضای کافی برای نصب تجهیزات جدید، ارتقای سامانه‌های سرمایش و توزیع برق، و پشتیبانی از چیدمان‌های متنوع رک و تجهیزات.

فضای فیزیکی مهم‌ترین و کم‌برگشت‌ترین تصمیم در توسعهٔ دیتاسنتر است. بر خلاف برق و سرمایش که معمولاً می‌شود در همان زیربنا ارتقا یا بازپیکربندی‌شان کرد، گسترش فیزیکی بدون فضای رشد اساساً ناممکن است.

این محدودیت در مناطق پرتراکم شهری شدیدتر می‌شود؛ جایی که توسعهٔ افقی عملاً محدود یا ناممکن است. برای همین، بسیاری از طراحان ناچارند توسعهٔ عمودی (افزودن طبقات/ارتفاع) را به‌عنوان راهبرد اصلی رشد در نظر بگیرند—رویکردی که چالش‌های مهندسی و بهره‌برداری خاص خود را دارد.

کمبود فقط به متراژ ختم نمی‌شود؛ دسترسی مطمئن به برق کافی و آب هم باید در همان فازهای اولیهٔ طرح قطعی شود. براون می‌گوید: «اگر می‌خواهید ظرفیت را بالا ببرید، باید از همان اول مطمئن باشید منابع لازم برای این افزایش واقعاً در دسترس است.»

بدون این منابع، حتی انعطاف‌پذیرترین طراحی‌ها هم روی کاغذ می‌مانند و در عمل کار نمی‌کنند.

بیشتر بخوانید: روش‌های خنک‌سازی مراکز داده

راهبردهای توسعه ظرفیت: فازبندی یا ماژولار؟

براون دو الگوی اصلی برای ساخت دیتاسنترهای قابل‌گسترش را شرح می‌دهد؛ هر کدام مزیت‌های روشن و بهای خودشان را دارند.

رویکرد فازبندی: افزایش تدریجی ظرفیت

در مدل فازبندی، هنگام ساخت اولیه، شبکه‌های توزیع را کامل اجرا می‌کنید و با رشد تقاضا به‌تدریج اجزای ظرفیت مثل چیلر، پمپ، ژنراتور و UPS اضافه می‌شوند.
مزیت: سرمایه‌گذاری اولیه سبک‌تر است، هزینهٔ سرمایه‌ای در زمان پخش می‌شود و از بیش‌تأمین زودهنگام جلوگیری می‌کند.

ریسک پنهان: محدودیت‌های راه‌اندازی و تحویل‌گیری (کمیسیونینگ). وقتی روی سیستمی که همین حالا بار حیاتی را می‌کِشد قطعهٔ جدید می‌گذارید، امکان آزمون کامل بدون ریسکِ اختلال وجود ندارد.
نمونهٔ خنک‌سازی: اپراتوری چیلری اضافه می‌کند تا ظرفیت از ۱۰۰۰ کیلووات به ۱۵۰۰ کیلووات برسد. همه‌چیز خوب است تا بار به ۱۳۰۰ کیلووات نزدیک می‌شود؛ درست همان‌جا ایرادهایی سربرمی‌آورند که اگر کمیسیونینگ کامل ممکن بود، زودتر کشف می‌شدند. حالا باید ایراد را برطرف کند و در عین حال بار حیاتیِ جاری را هم حفظ کند—وضعیتی پرریسک که می‌تواند به خرابی‌های زنجیره‌ای منجر شود.

بیشتر بخوانید: ۵ تکنیک طلایی بهینه‌سازی برق مراکز داده

رویکرد ماژولار: بلوک‌های ظرفیتِ مستقل

در مدل ماژولار، به‌جای افزودن تک‌تک اجزا، از ماژول‌های کامل و خودکفا استفاده می‌شود.
هر ماژول یک واحدِ کامل است با تمام زیرساخت‌های لازم و می‌توان آن را جدا از سامانهٔ زنده، کامل کمیسیون کرد. این جداسازی اجازه می‌دهد پیش از اتصال نهایی، عملکرد را دقیق ارزیابی، عیب‌یابی و بهینه‌سازی کنید؛ در نتیجه احتمال شکست‌های غیرمنتظره به‌طور چشمگیری کم می‌شود.

بهای کار: سرمایه‌گذاری اولیهٔ بالاتر. چون شبکه‌های توزیع در ماژول‌ها تا حدی تکرار می‌شوند، برای هر بلوک سامانهٔ کنترلی مستقل لازم است و زیرساخت‌های اضافه برای استقلال ماژول‌ها هزینه می‌سازد.

بیشتر بخوانید: بازار ۱۰۰ میلیارد دلاری خدمات فضای ابری

انتخاب راهبرد

انتخاب بین این دو مسیر، به ویژگی بار (Load Profile)، بودجه و تحمل ریسکِ سازمان بستگی دارد.
پاسخ واحدی وجود ندارد. به‌قول براون: وقتی امروز برای بارهای ناشناختهٔ فردا طراحی می‌کنید، باید این ملاحظات را کنار هم بگذارید و تصمیم بگیرید کدام رویکرد با شرایط شما همخوان‌تر است.