<

Forró helyzet

A digitalizáció következtében az elmúlt években radikálisan megemelkedett az adattermelés mértéke világszerte, a nap 24 órájában működő adatközpontok azonban nagy energiaigényűek és rengeteg hőt termelnek. A szerverparkok fenntartható működéséhez a megújuló energiaforrások fokozottabb kiaknázására van szükség. Vajon milyen extrém helyszíneken tárolják adatainkat, és hogyan hűthetjük le a kedélyeket?


Feltehetően kevesen gondolnak abba bele, milyen technikai és infrastrukturális hátteret kell biztosítani ahhoz, hogy a mindennapi életünkhöz szükséges adatainkat és a leg­különfélébb szolgáltatásokat bárhol, bármikor elérhessük az internetre csatlakoztatott eszközeinken keresztül. A felhő alapú (cloud computing) szolgáltatás folyamatos működtetéséhez egyebek között olyan adatközpontokra van szükség, amelyeket nagy kapacitásokkal rendelkező szerverfarmok üzemeltetésére alakítanak ki. A központok áramigénye – alapvetően a hűtőberendezések miatt – évről évre radikálisan növekszik, a várakozások szerint az idei esztendőben az Európai Unió teljes energiafogyasztásának 2-3 százalékát teszik majd ki. A folyamatosan emelkedő energiamennyiség elsősorban az egyre olcsóbb okostelefonokon is elérhető különböző zene- és video­megosztó-szolgáltatások ugrásszerű elterjedésére vezethető vissza. A piacelemző International Data Corporation előrejelzése szerint a folyamat megállíthatatlan, az internetre csatlakoztatott eszközöknek és a felhőszolgáltatások népszerűségének hatására 2025-re az adatmennyiség várhatóan a jelenlegi 33 helyett 175 zettabájtot fog kitenni. Egy zettabájt egytrillió gigabájtnak felel meg, és ezt a tetemes adat­tömeget bizony valahol tárolni kell a jövőben is. Amennyiben a világhálót önálló államként kezelnénk, akkor globális szinten a Top 10 legnagyobb energiaigényű országok között szerepelne.

Mi is az az adatközpont?
Maga a kifejezés egészen a számítástechnika kezdeti időszakáig vezethető vissza, az úgynevezett különleges környezetet biztosító számítógépszobákig, ahol a szabványos rackszekrények mellett emelt padló és rendszerezők kezelték azt a rengeteg kábelt, melyek egyébként behálózták az egész helyiséget. A mai fejjel már szinte elképzelhetetlen méretű számítógépek rendkívül sok áramot fogyasztottak, és folyamatos hűtést igényeltek. Az internet előretörésével az adatokat már elsősorban szervereken tárolták, és maga az adatközpont kifejezés is ekkor terjedt el, amelyen a kifejezetten számítógépek működtetésére kialakított helyiséget értettek. Ezek a szervertermek jellemzően többcélú épületekben – akár iroda­házakban – találhatók, míg a szerverfarmok vagy más néven modern adatközpontok már teljesen különálló épületek, melyeket speciálisan arra a célra alakítanak ki, hogy ott több vállalat szervereit és tárolóit tartsák és üzemeltessék biztonságosan. A legnagyobb centerek olyan konténereket használnak, amelyekben ezer vagy akár még több szervert helyeznek el. A hatékonyságot a 7×24 órában zajló monitorozó tevékenység segíti, melynek során folyamatosan figyelik a rendszer minden lényeges elemét, és a kritikus határértékek elérésekor automatikusan közbeavatkoznak.

Irány észak

Ilyen igényszint mellett az elmúlt években – nem meglepő módon – a hangsúly a megújuló energiaforrások fokozottabb kiaknázása felé tolódott. Eredetileg két különböző szerverhűtési technológiát különböztettek meg: a léghűtésest és a vízhűtésest. Az előbbinél a szükséges hőmérsékletet a levegő keringtetésével tartják fenn, a vízhűtés esetében pedig merítéses hűtést vagy vízhűtéses rackszekrényeket alkalmaznak, amelyeknél a hűtőfolyadék a forró komponenseken áthaladva tartja szinten a hőmérsékletet. A fizikai infrastruktúra és az adatok védelme érdekében a meg­felelő hőmérséklet biztosítása és szinten tartása kritikus fontosságú, a mozgástér e tekintetben pedig rendkívül szűkös. A szabvány szerint az adatközpontokban 18–27 °C között lehet a hőmérséklet, és a páratartalomnak is folyamatosan 60 százalék körül kell lennie. A nem megfelelő hőmérséklet komoly károkat okoz a berendezésekben: nemcsak csökkenhet a szerverek élettartama, de leállással járó meghibásodásokat is okozhat a túlmelegedés. Fontos látni, ha egy-egy eszköz vagy rendszer leáll, akkor az azzal kapcsolatos munkafolyamatok is megakadhatnak, az pedig számos infokommunikációs vállalat működését is veszélyeztetheti. Az adatközpontok modernizálása és működésük hatékonyabbá tétele ezért egyrészt olyan hűtési megoldásokat tesz szükségessé, ami kisebb helyen nyújt nagyobb hűtési kapacitást, és rugalmasan igazodik az aktuális terheléshez. Másrészt pedig, ahogy korábban is írtuk, szemléletváltást eredményezett. A szigorú hőmérsékleti elvárások ismeretében logikus döntés volt az eredetileg is hűvösebb klímájú északi országokat választani helyszínül, ahol ráadásul közvetlenül is elérhető több megújulóenergia-típus, mint a szél- és vízenergia. 

Napjainkra a techipar óriásai lettek a legnagyobb vállalati vásárlói a megújuló energiának, ráadásul az úgynevezett PPA (Power Purchase Agreement) szerződéseik révén hosszú távú megállapodásokat írnak alá a szolgáltatókkal. Olyan világszerte ismert brandek, mint az Apple, a Microsoft vagy az eBay is alapvetésként fogalmazta meg, hogy a jövőben 100 százalékban megújuló energiát használ, míg a Google már néhány évvel ezelőtt meg is valósította mindezt. A keresőóriás például már évekkel ezelőtt olyan megoldással rukkolt elő, melynek köszönhetően egy új, energiatakarékos technológiával biztosítják az elegendő hűtést tajvani szervereinek. Egy hűtőberendezés éjszakai árammal állítja elő azt a mennyiségű jeget, amiből elég hideg víz keletkezik ahhoz, hogy a nap folyamán a klíma helyett folyadékkal tudják hűteni a létesítményt. Izlandon víz- és geotermikus energiával üzemelő központok épültek, a zöld gondolkodás Svédországban abban érhető tetten, hogy egy lakóparkot tudatosan építettek az adatközpont mellé, így az ott termelődő hővel fűtik a házakat.

Szintén ezt a szemléletmódot erősítik az úgynevezett elsöté­tített (lights-out) adatköz­pontok is, ahol a rendkívüli eseteket le­számítva szükségtelen az emberi jelenlét. Ebből következően nincs szükség világításra sem, hiszen minden rendszer és eszköz távoli hozzáféréssel irányítható. Az energia­felhasználás mérté­két egyre több vállalat vállalja nyíltan: a Mic­ro­soft és a Yahoo prog­nosz­ti­zá­ció­kat ad ki saját központ­jaival kapcsolatosan, míg a Google negyedévente publikálja adatközpontjai energiafelhasználásának hatékonysági adatait.

Rendelkezésre állás
Az adatközpontokat a rendelkezésre állás alapján rangsorolják, ami azt jelenti, hogy a folyamatos üzemhez képest mennyi időre állhat le a szolgáltatás. Az Uptime Institute világszerte elfogadott ajánlásrendszere négy kategóriát (Tier) különböz­tet meg. Az első szinten redundancia nélküli egyirányú energia­ellátású adatközpontok találhatók, a Tier 2-es szinten az infrastruktúra egyes elemeihez már rendelnek tartalékot. A 3-as szint esetében az info­kommuniká­ciós rendszerek már két, egymástól független áramforrásról üzemelnek, a Tier 4-es szinten pedig már nemcsak a számítástechnikai eszközök, de még a hűtő­berendezések áramellátása is duplikált. A rendelkezésre állás százalékos el­térése minimális, ugyanis már az első szinten is 99,67 százalé­kos szintet kell biztosítani, míg a legmagasabb fokozat esetében ez az érték 99,99 százalék. Percben mérve jóval szembetűnőbb a különbség: Tier 1-es szinten 28 óra 49 perc szolgáltatáskiesés engedhető meg, míg a Tier 4-esnél mindössze 26,28 perc ki­esést engedélyeznek.

A legmenőbb szerverparkok

Európa legnagyobb adatközpontja szintén Skandináviában, egy kis falu mellett épül; a Kolos Data Center Észak-Norvégiában négy szinten összesen 600 ezer négyzetmétert foglal majd el. A projekt érdekessége az, hogy a központot egy egykori bánya helyére tervezték, és a helyszín melletti érvként a megújuló energiák és adatátviteli infrastruktúrát működtető optikai kábelek magas ellátottsága szolgált. A tervek szerint 2027-re az adatközpont 1 giga­watt áramot fog fogyasztani.

A globális IT-vállalatok számára valós alternatíva a geográfiai előnyök kiaknázása. A szigorú hőmérsékleti elvárások ismeretében logikus döntés, hogy az eleve hűvösebb klímájú északi országokat választják egy-egy adatközpont helyszínéül. Európa legnagyobb adatközpontja, a Kolos Data Center például Észak-Norvégiában, egy kis falu mellett épül.

A különleges helyszínekért folytatott képzeletbeli versenybe az 1100 négyzetméter alapterületű stockholmi Pionen White Mountains is jó eséllyel nevezhetne. A hidegháború idején nukleáris bunker helyén épülő adatközpont 30 méterrel a Vita Berg Park gránitsziklái alatt található. Albert-France Lanord építész tervei alapján az extrém helyszín zordságát mesterséges napszakváltó szimulátorral, melegházzal, trópusi környezettel és egy közel 3000 literes akváriummal próbálták ellensúlyozni. Áramkimaradás esetén pedig két, második világháborús német tengeralattjárókba tervezett Maybach (MTU) dízelmotor lép működésbe. Egy ideig itt kaptak helyet a Wikileaks szerverei is. A brit légvédelmi rendszernek épített hidegháborús atombunkereket gondolták újra London mellett is; a The Bunker nevet viselő központ három méter vastag betonfalai mögött több száz vállalat adatait őrzik. A főváros körül húzódó M25-ös autópálya körgyűrűjén kívül található létesítmény nukleáris, biológiai és kémiai támadások ellen egyaránt védett, generátorai pedig három hónapnyi áramellátást képesek biztosítani.

A fizikailag jól védett helyszínekből a jövőben egyre többre lesz szükség, hiszen az emberiség adat- és információéhsége folyamatosan és robbanásszerűen nő. Az 1100 négyzetméter alapterületű stockholmi Pionen White Mountains például egy hidegháborús nukleáris bunker helyén épülő adatközpont a Vita Berg Park gránitsziklái alatt 30 méterrel, ahol áramkimaradás esetén két, második világháborús német tengeralattjárókba tervezett dízelmotor lép működésbe.

Ugyancsak szerverek foglalták el a fegyverek és más katonai felszerelések helyét a svájci Alpok alatt húzódó több kilométeres alagútrendszerben. A Mount 10 a többi között 3,5 tonnás, távolból is irányítható acélbejárata, számos ellenőrző pontja és biometrikus azonosítói okán nyerte el az Európa legbiztonságosabb adatközpontja címet. A hűtővizet egy föld alatti tóból nyerik, a légszűrők a biológiai és kémiai támadások ellen védenek, így a bázis minden külső kapcsolat nélkül is heteken keresztül képes üzemelni.

A világ legnagyobb szerverparkjai között tartják számon az indiai Bengaluru városában működő, hétemeletes épületben lévő központot. A 800 ezer négyzetméteres létesítmény földszintjén 16 darab, egyenként 4 megawattos kapacitású generátor található, emellett az épületen kívül további négy másikat is telepítettek, működésükért pedig három saját üzemanyagtank felel. A Tulip Data Centerben 14 ezer szerver rack fér el, és több mint 2000 indiai vállalat adatigényeit szolgálják ki folyamatosan. Mintegy 3 milliárd dollárba került a világ legnagyobb adatközpontjának a létrehozása.

A közel egymillió négyzetméteren elterülő China Telecom Data Center Belső-Mongóliában van, ahol az átlaghőmérséklet 6 Cel­sius-fok körüli, így az év közel háromnegyedében biztosítja a természetes hűtést, a kiugró mennyiségű csapadékot pedig áramtermelésre használják. A létesítményben az adatközponton kívül call centereket, raktárakat, irodákat és lakásokat alakítottak ki a dolgozóknak. Állami és magántőke bevonásával jött létre a Pentagon méretű területet felölelő Range International Data Center ugyancsak a kínai nagy fal mögött. Az IBM a tervezési és építési feladatok ellátása mellett az üzemeltetésben is részt vesz a 150 megawatt energiát fogyasztó komplexum életében.

Az Amerikai Egyesült Államokban is előszeretettel építkeznek elhagyott katonai létesítményekbe, régen bezárt bányákba vagy éppen barlangokba. Iowában az InfoBunker az amerikai légierő egykori központjában működik, az Iron Mountain egy Pittsburgh környéki mészkőbánya gyomrába, 70 méter mélyre telepítette szervereit, míg a The Mountain Complex egy dolomithegy oldalába vájt, közel 280 ezer négyzetméteres komplexumban tárolja az adatokat. Ezekkel szemben a jelenleg is épülő észak-nevadai The Citadell adatközpont a sivatagban kapott helyett, és a tervek szerint teljesen megújuló erőforrásokra fog támaszkodni, és mintegy 260 szabadalmaztatott újítást is alkalmaznak majd benne.

Az adatközpontok áramigénye, alapvetően a hűtőberendezések miatt, évről évre radikálisan növekszik. Napjainkra a techipar óriásai a legnagyobb vállalati vásárlói a megújuló energiának. Az észak-nevadai sivatagban épülő The Citadell adatközpont például teljesen megújuló erőforrásokra fog támaszkodni.

A globális IT-vállalatok számára valós alternatíva a geográfiai előnyök kiaknázása, azonban a kisebb cégek esetében nem igazán éri meg külföldre költöztetni a szervereiket, egyebek között ezért is került fel hazánk is a modern adatközpontok térképére. Magyarországon a legjobb, Tier 3-as minősítéssel az Invitech adatközpontja, a DC10-III rendelkezik. A fővárosban a Kozma utcában, a korábbi Athenaeum Nyomda épületét alakították át a 21. századi infokommunikációs technológia követelményeinek megfelelően. A szerverparkot elsősorban pénzügyi, kereskedelmi nagyvállalatok veszik igénybe, ahol az adatkezelésnek kiemelkedő jelentősége van.

2013-ban adták át Budapesten a Wigner Adatközpontot, amely a Svájcban működő Európai Nukleáris Kutatási Szervezet, a CERN távoli agyaként funkcionál. Fő feladata, hogy a CERN nagy hadronütköztetőjében folyó részecskekísérletek adatait tárolja, elemezze és a felhasználókhoz eljuttassa. Kétezer négyzetméteren, négy nagy teremben 500 szerver, valamint 20 ezer processzormag termeli itt jelenleg a hőt, amelyet 80 köbméternyi hűtőfolyadék képes megfelelően elvezetni.

Csak a képzelet szab határt

Az arra vonatkozó ötletek, hogy hol legyenek az adatközpontok, nem ismernek határt, az óceánoktól egészen az űrig terjednek. A Google például már több mint egy évtizede állt elő azzal az ötlettel, hogy egy úszó szerverfarmot hozna létre a szárazföldtől 5–10 kilométeres távolságban, az áramot a hullámzásból nyernék ki, a hűtést pedig a tengervízből oldanák meg. Egy másik ötlet szerint kis méretű, a napsugárzást számítási és kommunikációs teljesítménnyé alakító szerverműholdakat állítanának Föld körüli pályára, melyek együtt­működve redundáns szuperszámítógépekként és kommunikációs hálózatként viselkednének. Egy biztos, fizikailag jól védett helyszínekből a jövőben még többre lesz szükség, hiszen az emberiség adat- és információéhsége folyamatosan és robbanásszerűen nő. Ráadásul a technológia fejlődése újabb és újabb igényeket szül, elég, ha az önvezető autók piacára gondolunk. Ezekben az autókban számtalan szenzor működik egy időben, ezek a szenzorok folyamatosan küldik a szervereknek az adatokat, melyeket aztán a másodperc töredéke alatt kell elemezni, majd visszaküldeni a biztonságos működés érdekében. És ez csak egyetlen olyan fejlesztés, mely néhány éven belül több tízmilliós nagyságrendben terjed majd el a világban.•

 
Archívum
 2011  2012  2013  2014  2015  2016  2017  2018  2019  2020
Címkék

Innotéka