HAP: naujas žaliųjų duomenų centrų skaičiavimo horizontas

Nenuostabu, kad duomenų centrų pramonė naudoja naujoviškus tvarumo sprendimus. Ilgą laiką gamtos ištekliai buvo naudojami kaip priemonė energijos vartojimo efektyvumui gerinti – nuo ​​įrenginių, pastatytų vėsesnėse, aukštesnėse platumose, iki duomenų centrų, pastatytų tiesiai vandenyno dugne, siekiant maksimaliai padidinti jūros vandens aušinimą. ant žemės?

Pastaruoju metu palydoviniai duomenų centrai sulaukė vis didesnio susidomėjimo kaip naujai apibrėžta skaičiavimo riba. Tačiau ši duomenų centro architektūra turi keletą trūkumų, tokių kaip didelė kaina, papildoma delsa ir ribota naudingoji apkrova. Įdomu tai, kad didelio aukščio platformos (HAP) yra geras kompromisas tarp šių kombinuotų technologijų, nes jos suteikia didesnį aprėpties plotą nei povandeninės sistemos, palaiko didesnę naudingąją apkrovą ir garantuoja lengvesnę priežiūrą bei mažesnę delsą nei palydovai.

Sąvoka „HAP (High Altitude Platform)“ paprastai reiškia platformą, sklandančią dideliame aukštyje, pavyzdžiui, skraidyklę, balioną ar droną virš atmosferos. Paskelbta 2023 m. spalio mėn.Didelio aukščio platformos su duomenų centru: žaliaAlternatyva skaičiavimuiįvertina galimą HAP – konceptualios duomenų centrų sistemos, kurioje serveriai yra įmontuotame helio pripildytame dirižabliame – energetinę naudą.

Pirma, HAP yra stratosferoje, kuri taupo vėsinimo energiją dėl natūraliai žemesnės atmosferos temperatūros (nuo 50 laipsnių Celsijaus iki 15 laipsnių Celsijaus). Dėl to HAP, palaikantis duomenų centrus, gali nukelti kai kuriuos darbo krūvius iš antžeminių duomenų centrų, taupydamas susijusią aušinimo energiją.

Be to, dėl didelio HAP paviršiaus ir jos padėties virš debesų, HAP gali talpinti dideles saulės baterijas ir taip gauti daug saulės energijos. HAP serveriui tiekia saulės energiją, surinktą dieną, o naktį saugomą ličio sieros baterijose. Todėl surinkta saulės energija gali visiškai padengti duomenų centro serveriams reikalingą skaičiavimo galią; Tuo pačiu metu efektyviai taikomos būtinos energijos konversijos ir valdymo strategijos.

Antra, HAP yra dideliame aukštyje, o dėl didelės žemės aprėpties ir jokių kliūčių horizonte galimi LoS ryšio ryšiai su keliais imtuvais. Dėl to HAP gali sukurti patikimą tiesioginį ryšį su daugybe antžeminių bazinių stočių. Šie pranašumai leidžia HAP, palaikančiai duomenų centrus, teikti daugybę skaičiavimo paslaugų, pradedant nuo iot programų palaikymo ir baigiant intelektualiomis transportavimo sistemomis, kaip parodyta 1 paveiksle.

Atkreipkite dėmesį, kad šis pasiūlytas sprendimas vis dar yra teorinė koncepcija. Patys mokslininkai skuba pabrėžti daugybę iššūkių, kuriuos reikia įveikti, kad didelio aukščio platformų duomenų centrai taptų realybe.

Svarbu sumažinti antžeminio duomenų centro suvartojamą energiją, maksimaliai padidinant integruotų serverių skaičių ir skaičiavimo pastangas, perkeliamas į HAP. Tačiau šios technologijos pritaikymas sukelia išteklių naudojimo dilemą, nes energijos suvartojimas ir išteklių panaudojimas yra glaudžiai susiję. Viena vertus, per didelis turimų išteklių naudojimas kelia grėsmę fizinėms sistemos galimybėms ir gali sukelti neveikiančius serverius arba nesubalansuotą HAP. Pavyzdžiui, didelis centrinio procesoriaus (CPU) ir (arba) atminties panaudojimas perkrauna serverį, todėl sistema nereaguoja arba užšąla.

Kita vertus, nepakankamas turimų išteklių panaudojimas gali sukelti serverio senėjimą ir didelį energijos švaistymą, nes neveikiantys serveriai gali sunaudoti iki 60% didžiausios galios. Todėl naudinga HAP palaikančiuose duomenų centruose naudoti atitinkamus išteklių valdymo (pvz., konsolidavimo, konteinerių) metodus, siekiant sumažinti suvartojamos energijos kiekį, nepaisant fizinio turimų išteklių pajėgumo.

Finansiniu požiūriu reikia atsižvelgti į duomenų centrą palaikančios HAP ekonominį gyvybingumą. Tai apima kapitalo išlaidas, pvz., HAP platformos ir belaidžių serverių išlaidas, taip pat veiklos išlaidas, pvz., energijos sąnaudas. Bendrai vertinant pelningumą, jie gali pratęsti HAP priėmimą. Techniniu požiūriu HAP susiduria su techniniais iššūkiais, nes nestabilios oro sąlygos stratosferoje kelia didesnius reikalavimus elektronikai. Be to, norint išlaikyti aukšto aukščio dirižablius ir serverius, reikia suderinti paslaugų kokybės ir misijos trukmės balansą.

Apibendrinant, HAP, remiantis duomenų centrą kaip novatorišką tvarumo sprendimą, gali paskatinti permąstyti, kur apdorojami duomenys, siekiant pagerinti tvarumą. Nors kai kuriuos iššūkius dar reikia išspręsti, ši nauja koncepcija suteikia galimybę ateityje plėtoti duomenų centrus. Norint įveikti techninius ir finansinius iššūkius ir maksimaliai padidinti galimą energijos naudą, reikia atlikti tolesnius tyrimus ir praktiką.