Мотивация «озеленения»
Дата-центры играют ключевую роль в цифровой экономике, обеспечивая хранение и обработку огромных объемов данных. Вместе с тем эта инфраструктура предъявляет серьезные требования к энергопотреблению и устойчивому развитию. В условиях растущих тарифов на электроэнергию и ограниченных ресурсов для строительства ЦОД тема Green IT приобретает особую актуальность.
Вопрос экологичности и ресурсной эффективности всё чаще поднимается со стороны самих заказчиков — сегодня это часть бизнес-запроса. В других случаях мы инициируем диалог сами: показываем реализованные решения, объясняем их ценность. На фоне роста тарифов, дефицита мощностей и стремления к эффективному использованию ресурсов «зеленые» подходы становятся востребованными. Когда электроэнергии не хватает, сэкономить и направить ее на бизнес-задачи — логичное и выгодное решение.
При этом энергоэффективные решения — особенно связанные с утилизацией тепла — часто очень затратны. Если рассматривать их только с позиции окупаемости, они могут не оправдаться. Но если посмотреть шире, становится ясно: такой подход создает дополнительные возможности.
Допустим, у IT-компании есть ЦОД на 40 МВт — именно столько она получает от генерации. Понятно, что заказчик хочет максимально использовать эти мощности под вычисления. Но у крупных объектов, как ЦОД, есть и вторичные потребности: отопление офисов, освещение, вентиляция, работа инженерной инфраструктуры. И здесь энергоэффективные решения позволяют «вернуть» часть ресурсов: скажем, высвободить 1 МВт — и направить его обратно на вычисления. В таких условиях «озеленение» становится оправданным не только идеологически, но и экономически.
Фрикулинг — основная технология
Системы охлаждения — одни из самых энергозатратных в ЦОД: на них может приходиться до 45–50% общего потребления. В российском климате, где сочетаются холодные зимы и жаркое лето, требуется гибкий и адаптивный подход.
Фрикулинг — использование уличного воздуха для охлаждения — это один из ключевых инструментов повышения энергоэффективности и основная «зеленая» технология в нашем арсенале. Он позволяет охлаждать стойки мощностью до 40 кВт тепла с минимальными энергозатратами. Это высокие показатели, которые покрывают практически все потребности, кроме, пожалуй, наиболее энергоемких ИИ-систем. Кроме южных регионов, ЦОД могут работать в режиме 100% фрикулинга круглогодично.
Фрикулинг дешевле в эксплуатации, закупке и монтаже. Например, если ломается чиллер или вентмашина, нужно останавливать систему целиком. А если в системе фрикулинга один из вентиляторов выходит из строя, то его просто заменяют, не прерывая работу всей системы.
Во многих проектах мы комбинируем фрикулинг с DX-системами (прямое испарение) и адиабатическим охлаждением. Часто закладываем возможность установки дополнительных систем в будущем — это дает гибкость и подстраховку на случай технологических изменений или экстремальных климатических условий. Если завтра оборудование станет более чувствительным к температуре, ЦОД уже будет готов к переходу.
Одна из проблем — восприятие фрикулинга. Есть компании вроде Wildberries, которые строят только на фрикулинге, делятся данными, выступают на конференциях, получают патенты. А есть большая часть рынка, которая не верит в эффективность этой технологии. Это барьер, который предстоит преодолеть, и он больше психологический, чем технический.
PUE
В наших проектах мы добиваемся коэффициента PUE в диапазоне 1,1–1,15 — это соответствует лучшим мировым практикам. Такой результат обеспечивается за счет естественного охлаждения, а также благодаря продуманной инженерной инфраструктуре и архитектурным особенностям самих зданий.
Наша задача — забирать наружный воздух в больших объемах и подавать его на серверы на низких скоростях. Мы используем электроэнергию исключительно на перемещение воздушных масс, не тратя ее на активное охлаждение. В этом и кроется ключ к минимальному PUE.
Для сравнения: в традиционных ЦОД с классической системой охлаждения PUE может составлять от 1,4 до 1,6 — то есть до 45% всей потребляемой энергии уходит на охлаждение, а не на полезные вычисления.
Утилизация тепла
Еще одно перспективное направление — рекуперация низкопотенциального тепла (28–42 °C), которое вырабатывается серверным оборудованием. В России уже строятся такие проекты: теплый воздух через жидкостные теплообменники и тепловые насосы направляется туда, где он нужен, например на отопление офисов и складов.
Потенциал здесь огромный: с каждых 10 МВт IT-нагрузки можно получить до 1 МВт полезного тепла. В будущем это тепло можно использовать для обогрева теплиц или рыбных хозяйств — для них такие температурные параметры подходят идеально. Или же направлять его на отопление небольших населенных пунктов, особенно в негазифицированных регионах. Но для реализации таких проектов потребуется консолидация усилий: участие бизнеса, государства и локальных коммунальных служб.
Интеллектуальные системы и цифровизация управления
Green IT — это про «железо» и про «мозги». Всё больше дата-центров в России внедряют автоматизированные системы управления, которые повышают энергоэффективность и снижают операционные риски.
В перспективе использование ИИ и машинного обучения позволит прогнозировать нагрузку и динамически адаптировать работу систем охлаждения и энергоснабжения. Но пока отрасль к этому лишь приближается. Умное управление требует полной датчиковой обвязки всех критичных узлов, а также платформ, которые на основе полученных данных строят прогнозы и принимают решения в реальном времени. По сути, речь идет о переходе к цифровым двойникам дата-центров. Сегодняшние системы автоматизации пока работают на более общем уровне и не всегда способны к детальному управлению в реальном времени.
Главная проблема — недостаток данных. Даже крупные игроки рынка, например владельцы дата-центров, производители стоек, редко делятся точной информацией: сколько воздуха потребляет стойка, сколько может пропустить через себя и т. д. Когда клиент впервые строит ЦОД, мы убеждаем его провести лабораторные испытания оборудования — иначе точно спроектировать систему невозможно. Если бы эти данные были открыты, отрасль сделала бы шаг вперед, так как большие данные позволяют проводить большую аналитику.
Вызовы
На горизонте — схлопывание двух мощных трендов: экспоненциальный рост потребности в вычислительных мощностях и крайне медленный рост генерации электроэнергии. Если ничего не менять, дата-центры буквально сожгут всё электричество, которое производит человечество.
Есть гипотезы, что в будущем операторы ЦОД сами займутся генерацией энергии — от локальной атомной и водородной до термоядерной. Звучит футуристично, и пока это больше фантазии, чем реальные решения.
Лично я скептически отношусь к таким прогнозам. Но верю, что развитие пойдет по пути энергоэффективности: распределенные вычисления, задействование ресурсов потребительских устройств (вроде смартфонов), фрикулинг, гибридные системы охлаждения, эффективная утилизация тепла и интеллектуальное управление — всё это уже сегодня помогает снижать энергопотребление и приближать нас к устойчивому будущему.
Заключение
В нынешней реальности выигрывают те, кто проектирует не просто «здание с серверами», а гибкую, устойчивую и высокоэффективную технологическую экосистему.
Умные дата-центры будущего — это симбиоз архитектуры, инженерии и программных решений. Они взаимодействуют с окружающей средой, анализируют собственное поведение, адаптируются под изменяющиеся нагрузки и минимизируют воздействие на экологию. Это уже не просто инфраструктура для вычислений, а часть «умного» города и «зеленой» экономики.
Для России — с ее климатическим потенциалом, высокой инженерной школой и растущим IT-сектором — это шанс не просто догнать мировой рынок, а предложить свои, локально адаптированные и при этом глобально конкурентные решения в области энергоэффективных ЦОД.
