ЦОДы (центры обработки данных) – это специализированные здания или помещения, в которых размещаются серверы и сетевое оборудование для хранения, обработки и передачи больших объемов данных. ЦОДы являются неотъемлемой частью современной информационной инфраструктуры и играют важную роль в различных сферах деятельности, в том числе в энергетике и электротехнике.
Энергетические и электротехнические компании нуждаются в ЦОДах для решения множества задач: управления энергосистемами, мониторинга и анализа потребления электроэнергии, обеспечения цифровой безопасности, разработки и внедрения инновационных технологий и т.д. Однако выбор и эксплуатация ЦОДов для энергетиков и электротехников связаны с рядом специфических особенностей, требований и сложностей.
Цель данной статьи – рассмотреть основные аспекты работы с ЦОДами для энергетиков и электротехнических компаний. В статье мы расскажем о разных видах продукции для ЦОДов и их характеристиках, о том, как выбрать подходящее оборудование для размещения в серверных и центрах обмена данными для электроэнергетики, а также о примерах успешных проектов ЦОДов в России. В конце статьи мы подведем итоги и обозначим перспективы развития ЦОДов в энергетической и электротехнической отраслях.
Статья состоит из трех основных разделов: виды продукции для ЦОДов и их характеристики, как выбрать подходящее оборудование для размещения в серверных и центрах обмена данными для электроэнергетики, примеры успешных проектов ЦОДов в России. В каждом разделе мы представим актуальную и достоверную информацию, основанную на научных исследованиях, статистических данных и практическом опыте. Мы надеемся, что наша статья будет полезна и интересна для всех, кто занимается или интересуется темой ЦОДов для энергетиков и электротехнических компаний.
Классификация ЦОДов по типу, масштабу, уровню надежности и энергоэффективности
Поскольку спектр решаемых задач огромен, то классификация ЦОДов имеет множество параметров. В данном разделе мы рассмотрим четыре основных критерия классификации: тип, масштаб, уровень надежности и энергоэффективность.
- По типу ЦОДы делятся на:
- корпоративные – решают задачи владельца или заказчика;
- смешанные – решают задачи владельца и арендаторов;
- хостинговые – сдаются в аренду.
По масштабу и количеству серверов ЦОДы делятся на:
- микро – де-факто это серверная, чаще всего создается в пределах основного помещения компании, вмещает до пяти серверов;
- малые – серверная побольше, может быть в пределах основного помещения или на стороне, вмещает от пяти до 24 серверов;
- средние – ЦОД, чаще всего отдельное здание или помещение, вмещает от 25 до 100 серверов;
- крупные – ЦОД, отдельное здание, вмещает от 100 и более серверов.
По уровню надежности ЦОДы делятся на четыре Tier (уровня), которые определяют время безотказной работы и резервирование критических компонентов. Tier I является самым простым, а Tier IV – самым сложным и высокопроизводительным уровнем.
- Tier I – базовый уровень пропускной способности инфраструктуры для поддержки информационных технологий. Такие объекты не имеют запасных ресурсов, а критически важные элементы инфраструктуры не зарезервированы. Допустимое время простоя составляет 28,8 часа в год, а уровень отказоустойчивости составляет 99,671%.
- Tier II – улучшенный уровень пропускной способности инфраструктуры для поддержки информационных технологий. Такие объекты имеют резервирование критически важных компонентов по схеме N+1. Допустимое время простоя составляет 22 часа в год, а уровень отказоустойчивости составляет 99,749%.
- Tier III – одновременно поддерживаемый уровень пропускной способности инфраструктуры для поддержки информационных технологий. Такие объекты имеют двойное резервирование критически важных компонентов по схеме N+1. Допустимое время простоя составляет 1,6 часа в год, а уровень отказоустойчивости составляет 99,982%.
- Tier IV – безотказный уровень пропускной способности инфраструктуры для поддержки информационных технологий. Такие объекты имеют двойное резервирование всех компонентов по схеме 2N+1. Допустимое время простоя составляет 0,4 часа в год, а уровень отказоустойчивости составляет 99,995%.
По энергоэффективности ЦОДы оцениваются по коэффициенту PUE (Power Usage Effectiveness), который показывает, сколько электрической энергии расходуется на работу IT-оборудования и на обслуживание инфраструктуры (охлаждение, освещение и т.д.). Чем ближе PUE к единице, тем выше энергоэффективность ЦОДа.
Основные компоненты инженерной инфраструктуры ЦОДов
Инженерная инфраструктура (ИИ) ЦОДов – это совокупность систем и оборудования, обеспечивающих непрерывную и безопасную работу IT-оборудования в ЦОДах. ИИ ЦОДов включает в себя следующие основные компоненты:
- Системы питания – обеспечивают подачу электрической энергии от внешних источников (сети, генераторов) к IT-оборудованию, а также защиту от перебоев, скачков и помех в электросети. К системам питания относятся: трансформаторные подстанции, распределительные щиты, источники бесперебойного питания (ИБП), дизель-генераторные установки (ДГУ), аккумуляторные батареи и т.д.
- Системы охлаждения – обеспечивают поддержание оптимальной температуры и влажности внутри ЦОДа, а также отвод избыточного тепла от IT-оборудования. К системам охлаждения относятся: чиллеры, фанкойлы, прецизионные кондиционеры, системы свободного охлаждения, системы жидкостного охлаждения и т.д.
- Системы защиты от пожара – обеспечивают предупреждение, обнаружение и ликвидацию возможных пожаров в ЦОДе, а также защиту людей и оборудования от огня и дыма. К системам защиты от пожара относятся: датчики дыма и температуры, оповещатели и сирены, автоматические пожаротушители (водяные, газовые, порошковые), ручные огнетушители, противопожарные двери и шторы и т.д.
- Системы безопасности – обеспечивают защиту ЦОДа от несанкционированного доступа, кражи, вандализма и других угроз. К системам безопасности относятся: видеонаблюдение, контроль доступа, сигнализация, биометрическая идентификация, охранная служба и т.д.
- Системы мониторинга и управления – обеспечивают сбор, анализ и визуализацию данных о состоянии и работе всех компонентов ИИ ЦОДа, а также возможность удаленного управления ими. К системам мониторинга и управления относятся: датчики и измерители различных параметров (напряжение, ток, мощность, температура, влажность и т.д.), программное обеспечение для сбора и обработки данных (SCADA, DCIM), пульты управления и диспетчеризации и т.д.
Оборудование для размещения серверов и сетевых устройств в ЦОДах
Оборудование для размещения серверов и сетевых устройств в ЦОДах – это специализированное оборудование, которое обеспечивает физическое размещение, подключение, организацию и защиту IT-оборудования внутри дата-центра. К такому оборудованию относятся:
- шкафы и стойки – это металлические конструкции, в которых устанавливаются серверы и сетевые устройства. Шкафы имеют закрытую конструкцию с дверцами и боковыми панелями, которые обеспечивают защиту от пыли, влаги и постороннего доступа. Стойки имеют открытую конструкцию без дверей и панелей, что облегчает доступ к оборудованию и охлаждение. Шкафы и стойки имеют стандартную ширину 19 дюймов (48,26 см) и высоту в юнитах (1 юнит = 4,445 см). Обычно шкафы и стойки имеют высоту от 24 до 48 юнитов.
- Корзины – это металлические лотки или каркасы, которые крепятся к шкафам или стойкам и служат для размещения оборудования, которое не имеет стандартной ширины 19 дюймов или не может быть закреплено на передней или задней панели шкафа или стойки. Например, корзины используются для размещения блоков питания, коммутаторов, модемов и т.д.
- Полки – это горизонтальные планки или площадки, которые крепятся к шкафам или стойкам и служат для размещения оборудования, которое не имеет специальных креплений для установки в юнитах. Например, полки используются для размещения мониторов, клавиатур, мышей и т.д.
- Кабельные системы – это комплекты кабелей и принадлежностей для подключения оборудования к электросети и сети передачи данных. Кабельные системы включают в себя: электрические кабели (силовые, заземляющие), сетевые кабели (витая пара, оптическое волокно), разъемы (RJ-45, LC, SC), розетки (C13, C14, C19, C20), патч-панели (пассивные коммутаторы), патч-корды (короткие кабели для соединения оборудования через патч-панели), органайзеры (устройства для фиксации и упорядочивания кабелей в шкафах или стойках) и т.д.
Анализ потребностей и требований заказчика к ЦОДу
Анализ потребностей и требований заказчика к ЦОДу – это важный этап в процессе проектирования и строительства дата-центра, который определяет его функциональность, надежность, доступность и стоимость. Анализ потребностей и требований заказчика к ЦОДу включает в себя следующие аспекты:
- Объем и тип данных – это характеристики информации, которая будет храниться и обрабатываться в ЦОДе. От объема и типа данных зависит выбор оборудования для хранения данных (диски, ленты, облачные сервисы), а также методов их резервирования, архивирования и защиты. Например, для хранения больших объемов неструктурированных данных могут потребоваться системы хранения на основе объектов или файлов, а для хранения конфиденциальных или регулируемых данных могут потребоваться системы шифрования или соблюдения стандартов безопасности.
- Скорость и доступность обработки – это характеристики производительности и непрерывности работы IT-сервисов, которые будут предоставляться в ЦОДе. От скорости и доступности обработки зависит выбор оборудования для вычислений (серверы, процессоры, память), а также методов их балансировки, масштабирования и отказоустойчивости. Например, для обработки ресурсоемких или критичных задач могут потребоваться системы высокопроизводительных вычислений (HPC) или высокодоступных кластеров (HA), а для обработки динамичных или разнородных задач могут потребоваться системы гибких вычислений (cloud computing) или контейнеризации (Docker, Kubernetes).
- Степень защиты от внешних воздействий – это характеристики устойчивости и безопасности ЦОДа от различных факторов окружающей среды или человеческого фактора. От степени защиты от внешних воздействий зависит выбор местоположения ЦОДа, а также методов его физической и информационной защиты. Например, для защиты от природных катаклизмов или террористических актов могут потребоваться системы противопожарной защиты, противоаварийной сигнализации, контроля доступа, видеонаблюдения и т.д., а для защиты от кибератак или утечек данных могут потребоваться системы брандмауэров, антивирусов, VPN, DLP и т.д.
- Бюджет и сроки реализации проекта – это характеристики экономической эффективности и оперативности создания ЦОДа. От бюджета и сроков реализации проекта зависит выбор поставщиков оборудования и услуг, а также методов управления проектом. Например, для снижения затрат на строительство или эксплуатацию ЦОДа могут потребоваться системы энергосбережения, свободного охлаждения, виртуализации или аутсорсинга, а для сокращения сроков реализации проекта могут потребоваться системы модульного или контейнерного строительства, готовые решения или гибкие методологии.
Критерии выбора оборудования для ЦОДа
Критерии выбора оборудования для ЦОДа – это параметры, которые определяют подходящее оборудование для размещения и функционирования IT-оборудования в дата-центре. К таким параметрам относятся:
- Соответствие стандартам и нормативам – это соблюдение требований к качеству, безопасности и эффективности оборудования, которые устанавливаются международными или национальными организациями или заказчиком. Например, для оборудования для ЦОДа могут применяться стандарты ISO, IEC, ETSI, TIA, Uptime Institute и т.д.
- Совместимость с другими компонентами – это возможность оборудования для ЦОДа работать совместно с другими элементами инфраструктуры дата-центра, такими как IT-оборудование, инженерные системы, системы управления и мониторинга и т.д. Например, для оборудования для ЦОДа могут требоваться определенные типы и размеры разъемов, кабелей, стоек, корзин и т.д.
- Эргономика и удобство эксплуатации – это учет потребностей и комфорта персонала, который будет обслуживать оборудование для ЦОДа. Например, для оборудования для ЦОДа могут требоваться определенные уровни шума, освещения, вентиляции, доступности и т.д.
- Гарантия и сервисное обслуживание – это условия и сроки предоставления гарантии на оборудование для ЦОДа от производителя или поставщика, а также услуги по его ремонту, замене или модернизации в случае необходимости. Например, для оборудования для ЦОДа могут предусматриваться различные виды гарантий (стандартная, расширенная, пожизненная) и сервисных контрактов (по заявке, по подписке, по результатам).
Преимущества моновендорного подхода к поставке оборудования для ЦОДа
Моновендорный подход к поставке оборудования для ЦОДа означает, что все компоненты инфраструктуры дата-центра (серверы, сетевые устройства, системы хранения данных, системы кондиционирования и т.д.) приобретаются у одного производителя или поставщика. Такой подход имеет ряд преимуществ перед мультивендорным подходом, когда оборудование разных производителей или поставщиков сочетается в одном ЦОДе. К таким преимуществам относятся:
- Единый контактный центр – это удобство и оперативность взаимодействия с производителем или поставщиком оборудования для ЦОДа. В случае возникновения каких-либо вопросов, проблем или необходимости технической поддержки, заказчик может обратиться в один контактный центр, а не искать ответственных лиц у разных вендоров. Также единый контактный центр может предоставлять более полную и актуальную информацию о состоянии и работе оборудования для ЦОДа, а также координировать все этапы поставки, установки, настройки и обслуживания оборудования.
- Оптимизация затрат и ресурсов – это экономия времени и денег при покупке и эксплуатации оборудования для ЦОДа. Моновендорный подход позволяет избежать дополнительных расходов на согласование технических характеристик, совместимости и гарантийных условий оборудования разных производителей или поставщиков. Также моновендорный подход позволяет получить более выгодные цены и скидки при заключении долгосрочных контрактов или приобретении комплексных решений. Кроме того, моновендорный подход позволяет сократить время и ресурсы на проектирование, монтаж, наладку и тестирование оборудования для ЦОДа, так как все компоненты инфраструктуры изначально предназначены для работы вместе.
- Повышение качества и надежности решения – это улучшение характеристик и показателей работы оборудования для ЦОДа. Моновендорный подход гарантирует высокий уровень согласованности, стабильности и безопасности оборудования для ЦОДа, так как все компоненты инфраструктуры проходят единый контроль качества и сертификацию от одного производителя или поставщика. Также моновендорный подход обеспечивает более простую и быструю диагностику и устранение неисправностей оборудования для ЦОДа, так как все компоненты инфраструктуры имеют единую систему мониторинга и управления.
Проекты ЦОДов на базе российских атомных электростанций
ЦОДы на базе российских атомных электростанций – это перспективное направление развития цифровой инфраструктуры в России, которое предполагает размещение дата-центров на территории или в непосредственной близости от АЭС. Такие ЦОДы могут использовать электроэнергию и тепло от АЭС для своей работы, обеспечивая высокую доступность, низкую стоимость и экологичность своих услуг. В настоящее время в России реализуются несколько проектов по созданию ЦОДов на базе АЭС:
- ЦОД «Атомный» на Балаковской АЭС – это крупнейший в России дата-центр с проектной мощностью до 10 тыс. стоек и потреблением электроэнергии до 80 МВт. ЦОД расположен на территории АЭС и подключен к ее энергосистеме. ЦОД предоставляет услуги хранения и обработки данных для государственных и коммерческих заказчиков, а также участвует в реализации национальных проектов в области цифровизации. Строительство ЦОДа началось в 2019 году, и планируется завершить его в 2023-м.
- ЦОД «Атомный» на Кольской АЭС – это дата-центр с проектной мощностью до 2 тыс. стоек и потреблением электроэнергии до 40 МВт. ЦОД расположен на территории АЭС и подключен к ее энергосистеме. ЦОД предоставляет услуги хранения и обработки данных для государственных и коммерческих заказчиков, а также участвует в развитии цифровой экономики Северо-Западного региона России.
- ЦОД «Атомный» на Нововоронежской АЭС – это дата-центр с проектной мощностью до 1 тыс. стоек и потреблением электроэнергии до 20 МВт. ЦОД расположен на территории АЭС и подключен к ее энергосистеме. ЦОД предоставляет услуги хранения и обработки данных для государственных и коммерческих заказчиков, а также участвует в развитии цифровой экономики Центрального региона России.
Преимущества ЦОДов на базе российских атомных электростанций
- Высокая доступность электроэнергии – это гарантия непрерывности работы ЦОДов без зависимости от внешних факторов, таких как перебои в сети, аварии или санкции. Атомные электростанции обладают высокой надежностью и долговечностью, а также способны работать в автономном режиме при необходимости. Кроме того, атомные электростанции имеют запас мощности, который может быть использован для расширения или модернизации ЦОДов без дополнительных инвестиций.
- Низкая стоимость тарифов – это экономия средств для заказчиков услуг ЦОДов за счет снижения затрат на электроэнергию. Атомные электростанции производят дешевую и экологически чистую энергию, которая может быть продаваться по льготным тарифам для ЦОДов как социально значимых объектов. Кроме того, атомные электростанции могут предоставлять льготы по налогам или амортизации для ЦОДов как инвестиционных проектов.
- Возможность использования тепла от АЭС для охлаждения серверов – это повышение эффективности и экологичности работы ЦОДов за счет уменьшения потребления энергии на охлаждение. Атомные электростанции вырабатывают не только электричество, но и тепло, которое может быть использовано для охлаждения серверов с помощью специальных систем теплообмена или абсорбционных холодильников. Такой подход позволяет снизить нагрузку на кондиционеры и увеличить срок службы оборудования.
Проекты ЦОДов в Иннополисе
Иннополис – это город инноваций в Республике Татарстан, который является особой экономической зоной (ОЭЗ) и научно-образовательным кластером. В Иннополисе развиваются высокотехнологичные отрасли, такие как информационные технологии, робототехника, биомедицина, искусственный интеллект и другие. В Иннополисе также реализуются несколько проектов по созданию центров обработки данных (ЦОДов), которые должны стать крупнейшими в Приволжском федеральном округе и обеспечить высококачественные услуги хранения и обработки данных для государственных и коммерческих заказчиков. Среди таких проектов можно выделить следующие:
- «Атомдата-Иннополис» – это проект Госкорпорации «Росатом», который предполагает создание ЦОДа с проектной мощностью до 2 тыс. стоек и потреблением электроэнергии до 16 МВт. ЦОД будет сертифицирован по уровню надежности Tier-III и будет предоставлять услуги хранения и обработки данных, а также коммерческие облачные сервисы на базе собственной виртуальной среды и облака «Росатома». Стоимость проекта составит 3 млрд руб. без учета цены оборудования.
- «Иннополис-2» – это проект компании «ИТ-Парк», которая является оператором ОЭЗ «Иннополис». Проект предполагает создание ЦОДа с проектной мощностью до 1 тыс. стоек и потреблением электроэнергии до 10 МВт. ЦОД будет сертифицирован по уровню надежности Tier-III и будет предоставлять услуги хранения и обработки данных для резидентов ОЭЗ «Иннополис» и других заказчиков. Стоимость проекта составит около 1 млрд руб.
- «Иннополис-3» – это проект компании Stack Kazan, которая является одним из крупнейших операторов ЦОДов в России. Проект предполагает создание ЦОДа с проектной мощностью до 5 тыс. стоек и потреблением электроэнергии до 40 МВт. ЦОД будет сертифицирован по уровню надежности Tier-III и будет предоставлять услуги хранения и обработки данных для крупных корпоративных клиентов из разных отраслей. Стоимость проекта составит около 5 млрд руб. Строительство ЦОДа началось в 2020 году, и планируется завершить его в 2023-м.
Особенности ЦОДов в Иннополисе
ЦОДы в Иннополисе имеют ряд особенностей, которые отличают их от традиционных дата-центров, а также придают им конкурентные преимущества на рынке, а именно:
- Географическое распределение по территории Татарстана – это повышение надежности и доступности услуг ЦОДов за счет размещения дата-центров в разных частях региона, что позволяет минимизировать риски от возможных стихийных бедствий, техногенных аварий или кибератак. Кроме того, географическое распределение позволяет оптимизировать логистику и снизить затраты на транспортировку оборудования или персонала.
- Высокий уровень цифровой безопасности – это защита данных заказчиков от несанкционированного доступа или утечки за счет использования современных технологий шифрования, аутентификации, биометрии и других средств контроля доступа. Также ЦОДы в Иннополисе имеют выделенные каналы связи с высокой пропускной способностью и низкой задержкой, что обеспечивает быстрый и надежный обмен данными между дата-центрами или с заказчиками.
- Интеграция с научно-образовательным кластером Иннополиса – это повышение инновационности и конкурентоспособности услуг ЦОДов за счет сотрудничества с ведущими научными организациями, университетами и стартапами, работающими в Иннополисе. Такое сотрудничество позволяет использовать передовые научные разработки, новые технологии и талантливые кадры для создания уникальных цифровых продуктов и решений на базе ЦОДов.
ЦОДы – это важная составляющая цифровой экономики и инфраструктуры, которые обеспечивают хранение и обработку больших объемов данных для разных отраслей и сфер деятельности. В России развиваются разные проекты по созданию ЦОДов, которые имеют свои особенности и преимущества. В частности, ЦОДы на базе российских атомных электростанций позволяют использовать дешевую и экологически чистую энергию и тепло от АЭС для работы дата-центров, а также обеспечивают высокую доступность и надежность своих услуг. ЦОДы в Иннополисе позволяют распределять дата-центры по территории Татарстана, повышать уровень цифровой безопасности и интегрироваться с научно-образовательным кластером Иннополиса для создания инновационных цифровых продуктов и решений. Таким образом, ЦОДы в России представляют собой перспективное направление развития цифровой инфраструктуры, которое способствует повышению эффективности и конкурентоспособности разных секторов экономики и общества.
