A Huawei realizou, nesta terça-feira, uma conferência sobre as 10 principais tendências de instalações de data center em 2024 e lançou um white paper correspondente ao tema. Na conferência, Yao Quan, presidente do Domínio de Instalações de Data Center da Huawei, definiu as três características dos futuros data centers: confiáveis, simplificados e sustentáveis. Yao compartilhou as tendências da evolução tecnológica em termos de componente, produto, sistema e arquitetura para desenvolver o setor e aproveitar a sabedoria coletiva.
De acordo com Yao, no contexto dos crescentes modelos de fundação de inteligência artificial (IA), a taxa de crescimento anual composta (CAGR) da potência global de computação de IA deve exceder 80% nos próximos cinco anos, o que impulsiona a transição de data centers em nuvem para data centers em nuvem + computação inteligente.
Nos últimos anos, houve um aumento notável nos acidentes de segurança dos data centers e, de acordo com dados do Uptime Institute, de 2019 a 2022, a porcentagem de perdas acima de US$ 100 mil atribuídas a serviços de data center interrompidos aumentou de 39% para 71%. Esse número deve se multiplicar com o aumento da demanda de potência de computação. Sem sombra de dúvidas, a segurança e a confiabilidade estão no cerne dos data centers e não devem ser subestimadas ou subdesenvolvidas.
Tendência 1: produtos e serviços confiáveis para operações seguras em data centers
Os data centers desempenham um papel crucial ao armazenar, processar e transmitir grandes volumes de dados para garantir a estabilidade em diversos setores. Uma lacuna notável tem sido a falta de atenção à segurança e confiabilidade nos data centers. Para garantir operações seguras e confiáveis, é vital implementar o conceito de "segurança de cadeia completa" em todo o ciclo de projeto e fabricação de produtos.
É essencial controlar rigorosamente a qualidade dos produtos, utilizando automação para reduzir intervenções humanas e garantir confiabilidade. Além disso, é crucial considerar medidas adequadas para lidar com problemas que possam surgir nos produtos. Ao oferecer serviços profissionais de implementação e Operação & Manutenção (O&M), é possível reduzir as falhas nos produtos, minimizar impactos pós-desastre e aprimorar o mecanismo de garantia em todo o processo. Com produtos confiáveis e serviços especializados, a operação normal dos data centers fica mais segura e protegida.
Tendência 2: a arquitetura de resfriamento distribuído se tornará a melhor opção
Os data centers de grande porte costumam usar a arquitetura de resfriamento centralizado. Por exemplo, em sistemas tradicionais de água gelada, diversos subsistemas e dispositivos coexistem em uma única planta de resfriamento. Como esses dispositivos não podem operar independentemente, uma falha em um ponto afeta toda a planta, levando a grandes problemas no data center.
Os incidentes de segurança recentes mostram que os riscos de falhas em um ponto único ainda são preocupantes na arquitetura de resfriamento centralizado. Em contraste, a arquitetura de resfriamento distribuído é mais flexível, com subsistemas independentes. Uma falha em um dispositivo não afeta outros, reduzindo os riscos. Com uma menor propensão a falhas de ponto único, o resfriamento distribuído garante a operação confiável dos data centers devido ao seu design mais robusto.
Tendência 3: a manutenção preditiva será um recurso básico da infraestrutura do data center
A manutenção do data center costuma acontecer após um incidente, cujas causas só são conhecidas após o ocorrido. No entanto, com o avanço da computação inteligente, o tempo para identificar e lidar com falhas será significativamente reduzido. Futuramente, a manutenção preditiva se tornará uma parte fundamental da infraestrutura do data center, substituindo a prática de manutenção após incidentes pela antecipação de problemas.
Com os avanços das tecnologias de Inteligência Artificial (IA), a manutenção preditiva se tornará ainda mais abrangente. Será possível prever a vida útil de componentes suscetíveis a falhas, como capacitores e ventiladores, assim como detectar vazamentos térmicos e do sistema de resfriamento antes que se tornem problemas. Essa mudança transforma os data centers de uma abordagem de manutenção reativa para uma manutenção preditiva proativa, resultando em melhorias significativas na confiabilidade das operações e manutenções.
Tendência 4: reforço na segurança da rede
À medida que as tecnologias digitais avançam, os ataques à rede se tornam mais frequentes, aumentando os riscos à segurança. Ataques maliciosos a equipamentos como no-breaks e sistemas de resfriamento afetam a segurança e confiabilidade dos data centers.
No futuro, a segurança geral dos data centers dependerá da segurança tanto do hardware quanto do software. A segurança do software precisa ser construída com base em um sistema abrangente de proteção de segurança da rede ao longo do ciclo de vida. Isso inclui segurança no fornecimento, defesa em profundidade e segurança nas operações/manutenções, garantindo o funcionamento confiável dos data centers.
Tendência 5: a solução pré-fabricada e modular se tornará a melhor opção para alta qualidade e entrega rápida
O crescimento acelerado dos serviços globais de provedores de nuvem está impulsionando a necessidade de mais data centers. Contudo, a construção convencional de data centers é lenta e complexa, incapaz de atender à demanda atual. Portanto, a solução pré-fabricada e modular surge como a melhor opção, oferecendo um período de construção mais curto e maior qualidade.
Através de uma abordagem de engenharia semelhante à de produtos e do projeto de pré-fabricação, os produtos são fabricados antecipadamente e comissionados nas instalações. Isso assegura a entrega local de produtos de alta qualidade, reduz significativamente o tempo de entrega, atende às necessidades dos clientes para implementação rápida de serviços e minimiza o desperdício associado à construção no local.
Tendência 6: a plataforma de gerenciamento profissional torna a O&M do data center mais segura e eficiente
De edifícios com mil racks até 10 mil racks, os data centers apresentam uma tendência de aumento de escala de forma intensiva. Consequentemente, a complexidade da O&M geral aumenta drasticamente. Como a maioria dos dispositivos do data center são dispositivos “burros”, é difícil realizar uma inspeção completa de forma tradicional, pois isso exige pessoal bem qualificado e leva muito tempo para localizar as falhas. Uma plataforma de gerenciamento profissional pode melhorar significativamente a eficiência e a precisão da O&M dos data centers.
As plataformas de gerenciamento profissional fornecidas pelos fornecedores originais ajudam os clientes a desenvolver recursos aprofundados de gerenciamento de dispositivos, que simplifica muito a O&M por meio da localização e retificação rápida e oportuna de falhas. Como resultado, os data centers podem operar de forma mais segura e confiável.
Tendência 7: a convergência do resfriamento a ar e a líquido torna-se a arquitetura preferida em cenários de requisitos de serviços incertos
Atualmente, o setor está na transição da computação de uso geral para a computação inteligente. Podem existir cenários suportados pela computação de uso geral e pela computação inteligente em um data center. Em geral, a densidade de potência de um único rack para servidores de uso geral não excede 15 kW, no qual o equipamento resfriado a ar pode atender aos requisitos de resfriamento. No entanto, a densidade de potência de um único rack em um centro de computação inteligente ultrapassa 30 kW. Nesse cenário, o resfriamento líquido é necessário para a dissipação de calor.
Para cenários de serviço com requisitos incertos, a convergência do resfriamento a ar e a líquido se tornará a arquitetura preferida, em que a proporção do resfriamento a ar e do resfriamento a líquido pode ser ajustada para se adaptar com flexibilidade à evolução futura do serviço e maximizar o ROI dos clientes.
Tendência 8: o resfriamento evaporativo indireto ainda é o melhor esquema de refrigeração agora e no futuro
A solução de resfriamento a ar ainda é a campeã indiscutível dos principais cenários de aplicação. Com relação às fontes de resfriamento, o sistema de resfriamento evaporativo indireto tem vantagens óbvias sobre o sistema de água gelada em termos de arquitetura, eficiência e O&M. Portanto, o sistema de resfriamento evaporativo indireto continua sendo a solução de resfriamento mais econômica.
A arquitetura de resfriamento distribuída de um sistema de resfriamento evaporativo indireto evita efetivamente falhas de ponto único, o que leva a uma maior confiabilidade.
Ao maximizar a utilização de fontes de resfriamento livres, é necessária apenas uma troca de calor. Em regiões frias, os compressores podem ficar inativos a maior parte do tempo, atingindo um Power Usage Effectiveness (PUE) ideal.
Em resposta às demandas inteligentes de potência de computação, o sistema de resfriamento evaporativo indireto prepara a arquitetura para o futuro, permitindo que ela se adapte ainda mais aos cenários de computação com refrigeração líquida.
Tendência 9: para reduzir ainda mais o PUE, a solução ideal é mudar o foco em componentes eficientes para a otimização da engenharia do sistema
A neutralidade de carbono é uma meta global importante. Os data centers tradicionais buscam melhorar a eficiência de equipamentos como UPSs (Fonte de Alimentação Ininterrupta) e ar condicionador. No entanto, devido a limitações físicas, a melhoria desses componentes está chegando a um ponto crítico. Investir tempo e recursos em melhorias pequenas não atende às demandas da era da capacidade de computação.
Para reduzir a PUE (Eficiência do Uso de Energia) dos data centers, é crucial mudar o foco dos componentes para a otimização da engenharia do sistema. Devemos considerar a engenharia do sistema, equilibrando condições reais e níveis tecnológicos dos componentes, para criar uma solução ideal. Por exemplo, transformar o modo de conversão dupla do UPS em modo S-ECO e alterar a PUE para PFPUE (Eficiência do Petaflop) otimiza a eficiência energética dos data centers de forma abrangente.
Tendência 10: a otimização de IA se tornará a escolha ideal para a otimização inteligente da eficiência energética dos data centers existentes
Ainda existem muitos data centers que precisam melhorar a eficiência energética, especialmente aqueles com um índice PUE muito maior do que o necessário para grandes data centers nacionais na China. Esses data centers precisam de uma atualização urgente para atender aos requisitos de economia de energia. As abordagens tradicionais, como a suspensão de linhas e serviços, podem causar interrupções, e otimizações manuais têm desvantagens como alta dificuldade e baixa frequência.
Por outro lado, a solução de eficiência energética com IA melhora a eficiência desses data centers usando algoritmos de IA e modelos de Big Data. A otimização com IA é rápida, eficaz e não depende da experiência do pessoal, facilitando a transição do resfriamento tradicional para o inteligente.
A infraestrutura é crucial para um data center, sendo comparável às raízes de uma árvore. Décadas de esforços dos profissionais do setor estabeleceram uma base sólida para a economia digital. Com a explosão do poder de computação inteligente, o futuro do setor parece promissor.