آنچه در این مقاله می‌خوانید
ولادیمیر گالابوف، مدیر تحقیقات آمدیا (Omdia)، آخرین ترندهای جهانی مراکز داده و انتظارات خود را از صنعت در سال ۲۰۲۴ در این مقاله توضیح می‌دهد.
ترندها و فناوری‌های زیادی وجود دارند که بر مراکز داده در مقیاس جهانی تأثیر می‌گذارند؛ که شامل فشار برای دستیابی به پایداری، افزایش تراکم رک، کنار آمدن با حجم کاری هوش مصنوعی، نیاز به مراکز داده بیشتر و اجرای سرمایش پیشرفته است. ولادیمیر گالابوف، مدیر پژوهش در حوزه رایانش ابری و مراکز داده در Omdia، در وبینار اخیر آفکام (AFCOM) با عنوان «بینش‌های سال کبیسه از مدیر پژوهش Omdia» مروری کلی از این موضوعات ارائه داد.
مراکز داده: نیرویی مثبت
گالابوف با توضیح این موضوع شروع کرد که مراکز داده به عنوان «نیرویی مثبت» عمل می‌کنند، اما ما باید تلاش بیشتری کنیم تا این مسئله را به جهانیان نشان دهیم. توجه زیادی به مصرف بالای انرژی و آب توسط مرکز داده‌ها معطوف شده است. درحالی‌که ابتکارات پایداری را می‌توان و باید در اولویت قرار داد؛ جنبه دیگری از داستان وجود دارد که معمولاً نادیده گرفته می‌شود: این صنعت تأثیر مثبتی بر مصرف انرژی در سراسر جهان داشته است.
گالابوف گفت: «ما به اندازه کافی برای ثبت و ترویج دستاوردهای بهره‌وری که صنعت فناوری در کاهش مصرف انرژی کلی اقتصاد فراهم می‌کند، تلاش نمی‌کنیم. به‌عنوان‌مثال، صنعت کاغذ یکی از پرمصرف‌ترین صنایع است. فناوری مطمئناً با کاهش اتکا به کاغذ تفاوت بزرگی ایجاد کرده است.»
او به مطالعهای از آزمایشگاه لارنس برکلی اشاره کرد که نشان می‌دهد حتی استفاده بیشتر از فناوری می‌تواند رشد انتشار کربن را تا یک‌سوم کاهش دهد. مطالعه دیگری از دانشگاه توکیو نشان داد که ژاپن می‌تواند انتشار دی‌اکسیدکربن خود را تا ۴۰ درصد یا بیشتر از طریق فناوری اطلاعات کاهش دهد. شورای آمریکا نیز برای اقتصاد کارآمد انرژی (Energy Efficient Economy) تخمین زد که به‌ازای هر کیلووات انرژی مصرفی بخش فناوری اطلاعات ۱۰ کیلووات در بخش‌های دیگر صرفه‌جویی می‌شود.
گالابوف ادامه داد: «به مصرف انرژی ایالات متحده در دهه ۱۹۷۰ نگاهی کنید و همان سطح از شدت انرژی را برای امروز پیش‌بینی کنید. اگر مراکز داده وجود نداشتند، مقدار بسیار بیشتری انرژی مصرف می‌کردیم.»
هوش مصنوعی چگونه بر مصرف انرژی تأثیر می‌گذارد؟
ظهور هوش مصنوعی مولد به این معنی است که سؤالات بیشتری از صنعت مرکز داده در مورد مسئولیت ما از منظر مصرف برق پرسیده می‌شود. اما گالابوف می‌گوید آنچه باید درک شود این است که بین سال‌های ۲۰۰۸ و ۲۰۲۰ – با وجود افزایش گسترده در رایانش و استفاده از اینترنت در سراسر جهان – سهم مراکز داده از مصرف جهانی برق حدود ۱ درصد باقی مانده است. چنین تلاش‌هایی حاکی از گام‌های بزرگی است که در بهره‌وری با محوریت اثربخشی مصرف برق (PUE) برداشته شده‌اند. برای مثال بیش از ۱۳,۰۰۰ شعبه بانک در ایالات متحده بسته شده؛ زیرا کاربران نهایی به بانکداری دیجیتال روی آورده‌اند.
مصرف کنونی انرژی در ایالات متحده تنها نیمی از مقداری است که می‌توانست باشد، اگر سطح بهره‌وری و کارایی انرژی مانند گذشته باقی می‌ماند. با این‌حال رشد هوش مصنوعی و پذیرش پردازنده‌های گرافیکی در شرف تغییر معادله مصرف انرژی است. پیش‌بینی‌های کمپانی NVIDIA برای سال ۲۰۲۴ نشان می‌دهد که ارسال پردازنده‌های گرافیکی بیش از دو برابر ارقام قبلی خواهد بود. این امر به تقاضای برق می‌افزاید.
گالابوف گفت: «از آنجایی‌که قدرت بیشتری به هوش مصنوعی اختصاص داده می‌شود سهم برق در سراسر جهان در مراکز داده در عرض چند سال به حدود ۲ درصد افزایش می‌یابد.»
ترندهای ساخت مرکز داده
علاوه بر افزایش مصرف برق، آمدیا انتظار دارد که سرعت ساخت مراکز داده در مناطق پیشرفته مانند ایالات متحده، اتحادیه اروپا و چین به دلیل وجود ظرفیت فراوان کاهش یابد. با این‌حال در مکان‌های در حال توسعه این روند شتاب خواهد گرفت. به گفته گالابوف، آفریقا، آمریکای لاتین، خاورمیانه، هند، تایلند و ویتنام همگی شاهد مراکز داده بیشتری خواهند بود. از این‌رو ساخت‌وساز ایالات متحده از ۴۹ درصد کل جهان در سال ۲۰۱۷ به ۳۵ درصد در حال حاضر کاهش‌یافته است.
گالابوف گفت: «اتیوپی و نامیبیا قصد دارند ظرفیت مراکز داده را هر سال دوبرابر کنند؛ اگرچه آنها از تعداد نسبتاً کمی شروع می‌کنند. عامل دیگری که باید درک کرد این است که طرح‌های جاری حاکمیت داده بر محل ذخیره‌سازی داده‌ها و جایی که مراکز داده جدید بیشتر موردنیاز هستند تأثیر می‌گذارد.»
جهان علاوه‌بر مراکز داده بیشتر، شاهد افزایش تراکم رک برای چند سال آینده نیز خواهد بود. به گفته آمدیا ما از ۷ کیلووات در هر رک در سال ۲۰۲۱ در حال حاضر به میانگین تراکم رک ۱۲ کیلووات رسیده‌ایم. انتظار می‌رود که این مسیر صعودی با میانگین ۲۰ کیلووات تا سال ۲۰۳۰ ادامه یابد.
کارایی و پایداری
با چنین افزایشی در مصرف برق و پیش‌بینی چگالی برای سال‌های آینده، صنعت باید کارایی و پایداری را دوبرابر کند. گالابوف گفت که ما در آستانه تجربه موج جدیدی از بهینه‌سازی مراکز داده با تمرکز بر کاهش ردپای فناوری اطلاعات هستیم:
- ادغام تجهیزات
- اجزای مکانیکی کمتر
- بهبود در تبدیل توان
- ظهور Data Center Infrastructure Management
- سیستم‌های مدیریتی مبتنی بر هوش مصنوعی برای مرکز داده
گالابوف گفت: «DCIM پتانسیلی دارد تا به ابزار اتوماسیون متمرکزی تبدیل شود که می‌تواند در مراکز داده و حتی تا لبه شبکه کار کند. تأثیر کمبود کارکنان را می‌توانیم با غنی‌سازی DCIM با هوش مصنوعی به حداقل برسانیم و برای بهبود بیشتر کارایی و پایداری هم در سطح فناوری اطلاعات و هم در سطح زیرساخت‌های فیزیکی راه‌هایی را توسعه دهیم.»
بر اساس نظرسنجی وضعیت مرکز داده افکام ۲۰۲۴، بیش از نیمی از کل مراکز داده قصد دارند از نیروی خورشیدی استفاده کنند و بیش از ۲۵ درصد در حال اضافه‌کردن انرژی بادی هستند. برخی دیگر به دنبال سیستم‌های ذخیره انرژی هسته‌ای، هیدروژنی، زمین گرمایی و باتری (BESS) هستند؛ که می‌تواند هزینه انرژی را به‌طور کلی با دورشدن از اتکا به یک ابزار کاهش دهد.
مراکز داده به «کارخانه هوش مصنوعی» تبدیل می‌شوند
هوش مصنوعی تقریباً در هر زمینه‌ای از زندگی – از جمله مراکز داده – تأثیر خود را اعمال کرده است. در ایالات‌متحده از هر پنج نفر یک نفر از هوش مصنوعی مولد استفاده کرده است. بسیاری از مراکز داده در مرحله برنامه‌ریزی در ابداع استراتژی‌های بلندمدت هوش مصنوعی هستند.
گالابوف گفت: «گام اول این است که مرکز داده را از محل رایانش و ذخیره‌سازی به یک کارخانه هوش مصنوعی تبدیل کنیم.»
این تحول مستلزم انطباق با چگالی بالاتر و به دست آوردن کارایی بیشتر مانند بهبود مدیریت جریان هوا و مهار آن است. گالابوف افزود که انتظار می‌رود سرمایش مایع نیز به سرعت تکامل یابد و گزینه‌های کم‌هزینه وارد عرصه شود. به‌عنوان‌مثال شرکتی چینی به نام KeenCool مایعی تک فاز تولید کرده است که با 6 درصد هزینه ای که در حال حاضر دیگران ارائه می‌کنند به فروش می رسد.
او گفت: «با فراگیرتر شدن خنک‌کننده مایع، شاهد رقابت بیشتری در بازارهای خنک‌کننده مستقیم به تراشه و خنک‌کننده‌‌های غوطه‌ور خواهیم بود. قیمت خنک‌کننده غوطه‌ور باید به میزان قابل‌توجهی کاهش یابد.»
علاوه‌بر این منتظر تغییرات مربوط به تبدیل برق AC به DC باشید. به‌عنوان‌مثال شرکت NVIDIA گزارش می‌دهد که حدود ۱۰ درصد از انرژی در این تبدیل‌ها در خود سرور پردازش هوش مصنوعی (DGX) از بین می‌رود. سیستم‌هایی درحال‌توسعه هستند که نیاز به تبدیل کمتری از AC به DC در مرکز داده دارند. برخی از مراکز داده نیز از طریق ادغام به دنبال کارایی بیشتر هستند. برای مثال همکاری یک شرکت با کمپانی Dell منجر به کاهش رد پای فناوری اطلاعات تا 90 درصد و قبض‌های برق تا 75 درصد شد.
گالابوف گفت: «مراکز داده در آینده ممکن است رک‌های کمتری با چگالی بالاتری داشته باشد. ما اثربخشی مصرف برق (PUE) را از طریق زیرساخت‌های خنک‌کننده و برق کارآمدتر با موفقیت کاهش داده‌ایم اما هنوز جا برای کاهش تبدیل برق جهت رفع اتلاف برق غیرضروری و درعین‌حال بهبود استفاده از تجهیزات فناوری اطلاعات وجود دارد.»
مراکز داده سابق در مقابل مراکز داده جدید
گالابوف معتقد است که مراکز داده رایج در گذشته را باید به عنوان موفقیت بزرگی دید. آن مراکز داده از طریق مجازی‌سازی، کانتینرسازی، معماری‌های نرم‌افزاری، رایانش ابری و ادغام فناوری اطلاعات به دستاوردهای بزرگی در کارایی و عملکرد دست‌یافته‌اند. اکنون ما در حال ورود به عصر جدیدی از استفاده از مرکز داده از طریق زمینه‌هایی مانند بهینه‌سازی برنامه‌ها و بهبود قدرت پردازش و طراحی هستیم. گوگل می‌تواند مثال خوبی باشد. گوگل سرورهای بسیار بهینه شده‌ای برای پردازش رسانه مستقر کرده است و آنها اکنون پنج سرور قدیمی را که یوتیوب را اجرا می‌کردند با یکی از سرورهای جدید حاوی مدارهای مجتمع مخصوص کاربرد (ASIC) کم‌مصرف جایگزین کرده‌اند.
گالابوف می‌گوید: «مراکز داده جدید زیرساخت‌های فیزیکی خود را برای هوش مصنوعی بهینه می‌کنند. خنک‌کننده مایع در حال حاضر برای هوش مصنوعی بهینه شده است و به‌زودی شاهد سیستم‌های مدیریت انرژی متمرکز و مبتنی بر هوش مصنوعی خواهیم بود.»
- ترندهای اصلی مراکز داده در سال ۲۰۲۴ چیست؟
افزایش تراکم رک، توسعه مراکز داده در مناطق در حال توسعه، و به‌کارگیری تکنولوژی‌های جدید مانند سرمایش مایع و مدیریت زیرساخت‌های مبتنی بر هوش مصنوعی از مهم‌ترین ترندهای سال ۲۰۲۴ هستند.
- مراکز داده چگونه به کاهش مصرف انرژی جهانی کمک می‌کنند؟
مراکز داده، با بهبود بهره‌وری انرژی و کاهش وابستگی به زیرساخت‌های فیزیکی، می‌توانند مصرف انرژی جهانی را کاهش دهند. به‌عنوان مثال، تکنولوژی‌هایی مثل رایانش ابری و هوش مصنوعی به کاهش مصرف انرژی در صنایع دیگر کمک می‌کنند.
- آیا افزایش استفاده از هوش مصنوعی مصرف برق مراکز داده را افزایش می‌دهد؟
بله، با گسترش استفاده از پردازنده‌های گرافیکی برای هوش مصنوعی، مصرف برق مراکز داده احتمالاً افزایش خواهد یافت و ممکن است سهم جهانی مصرف برق این مراکز به ۲ درصد برسد.
این مقاله را به اشتراک بگذارید
