Как изменение климата влияет на работу ЦОД

Изменения климата превращаются в реальную угрозу для человечества. Коммерческие дата-центры не остались в стороне – для них глобальное потепление и другие эксперименты природы могут обернуться экстремальными ситуациями, к которым нужно готовиться уже сегодня.

Жизненный цикл большинства дата-центров 5–8 лет, с модернизацией его можно продлить до 15 лет. С учетом, что проектируют и строят ЦОД единожды, микроклиматические условия, заложенные проектировщиками, будут поддерживать в нем на протяжении жизненного цикла. Если при этом меняются внешние факторы, например повышается среднегодовая температура, то и условия работы дата-центра будут меняться.

В лучшем случае владельцам ЦОД придется внести изменения в инфраструктуру, в худшем – искать другой, более благоприятный для работы регион. А это повлияет на доступность IT-инфраструктуры и повысит эксплуатационные расходы.

По информации Uptime Institute, 71 % операторов ЦОД не готовы к суровым погодным явлениям, 45 % игнорируют риски нарушений в работе, вызванных климатическими изменениями, и только 33 % видят необходимость что-то менять в охлаждении и энергоснабжении своих объектов.

В Uptime Institute изучили работу крупных дата-центров и выяснили, что в целом отрасль слабо подготовлена к угрозам, связанным с изменениями климата. Потому глобальное потепление, нехватка воды, наводнения и лесные пожары могут привести к печальным последствиям.

На первый взгляд результаты исследования выглядят неожиданными, так как в современных дата-центрах регулярно делают копии данных, резервируют системы безопасности, охлаждения и энергоснабжения, а также строят для ЦОД сейсмоустойчивые здания.

В Uptime Institute уверены, что «состояние инфраструктуры ЦОД должно оцениваться максимально строго, и только это поможет подготовиться к стихийным бедствиям, которые ожидают их в ближайшие десятилетия». Самыми серьезными угрозами в этой организации называют засухи и высокую температуру, которые вскоре помешают некоторым дата-центрам бесперебойно получать воду для охлаждения серверного оборудования. Если владельцы ЦОД не модернизируют системы охлаждения в ближайшем будущем, это обернется для них провалом.

А теперь о самих рисках, которые следуют за конкретными климатическими изменениями.

В Центре климатических и энергетических изменений прогнозируют, что частота ураганов четвертой и пятой категорий в ближайшее время увеличится на 45–87 %, а количество осадков вырастет на 20 %. Наводнения могут вывести из строя аварийные системы дата-центра, а сотрудники не смогут добраться к месту работы, войти в помещение, чтобы устранить неполадку или выполнить техобслуживание.

Повышение концентрации соли в пресной воде после того, как к ней подмешивается морская, делает первую непригодной для систем охлаждения.

В худшем случае здание ЦОД будет затоплено, из-за чего тысячи клиентов лишатся доступа к данным. Подобное уже случалось в Великобритании, когда от наводнения пострадали абоненты мобильной связи операторов T-Mobile и Vodafone.

Помимо Великобритании, с высокой вероятностью с наводнениями в будущем столкнутся Япония и Нидерланды. В их случае решением станет строительство распределенных платформ с продублированными критически важными компонентами инфраструктуры. Это уже практикуют в нескольких дата-центрах Амстердама, которые расположены ниже уровня моря и надежно защищены от затоплений.

Не только обилие воды, но и ее недостаток в перспективе изменит подходы к строительству дата-центров. Ежегодно увеличиваются площади, пораженные лесными пожарами, а за этим следует дефицит воды, необходимой для охлаждения серверного оборудования. Плюс повышение глобальной средней температуры всего на один градус по Цельсию на 12 % увеличивает вероятность поражения здания молнией.

Несколько лет назад именно от этого природного явления пострадал дата-центр Сингапурской фондовой биржи. Удар молнии длился меньше секунды, но успел на три часа вывести из строя все жизненно важные системы, что стоило бирже нескольких миллионов долларов США.

В ближайшее время средняя скорость ветра увеличится на 2–11 %, по данным все того же Центра климатических и энергетических изменений. Из-за этого будут часто происходить штормы и бури, в результате которых обрываются наземные линии электропередач. Для дата-центров, которые должным образом не позаботились о резервировании системы электроснабжения, даже одна буря будет критичной и оставит клиентов без доступа к сервисам.

Впрочем, тщательная подготовка не всегда помогает противостоять стихии. Когда из-за сильного шторма вышли из строя резервные генераторы Amazon, без приятного вечера за просмотром Netflix остались тысячи клиентов популярного стримингового сервиса.

Дата-центры в последнее время называют виновниками загрязнения атмосферы, но при этом они сами страдают от токсичных веществ, которые накапливаются в воздухе. Через вентиляцию наружный воздух попадает в помещения ЦОД и контактирует с электроникой. Избыток солей в воздушной смеси приводит к коррозии и преждевременному износу электронных компонентов, механическим и программным отказам.

Также серверное оборудование страдает от высокой концентрации диоксида серы, сероводорода и любых твердых частиц. Обычная пыль тоже не безобидна: накапливаясь, она приводит к перегреву оборудования и даже возгоранию, негативно влияет на работу радиаторов и систем охлаждения. Чтобы избежать подобных сценариев, на входе в ЦОД или в серверных комнатах устанавливают воздушные фильтры и очистители. Они помогут улучшить качество воздуха и продлить срок эксплуатации оборудования.

Из-за изменений климата может меняться видовой состав животных, проживающих в определенной местности. Самыми опасными для дата-центров считаются белки. В отдельных регионах в 17 % случаев кабели повредили именно эти животные, которые грызут все, что попадается на пути. От белок в свое время пострадал ЦОД компании Yahoo – тогда грызуны вывели из строя половину инженерных систем центра.

До 40 % электроэнергии, которую использует дата-центр, идет на охлаждение IT-оборудования. Поэтому, чтобы сохранить его работоспособность, необходимо тщательно выбирать местность под строительство ЦОД. В идеале это будет регион с холодным климатом или такой, в котором природные условия позволяют поддерживать низкую температуру воды, используемую в системах охлаждения. Это уже реализовала компания Google: один из своих дата-центров она построила в Хамине (Финляндия).

Еще один способ минимизировать влияние климата на работу дата-центров – максимально задействовать искусственный интеллект для управления электропитанием, охлаждением и другими критично важными для ЦОД компонентами. Интеллектуальные системы могут анализировать влажность, температуру и другие параметры окружающей среды, а также предлагать новые способы увеличения эффективности работы дата-центра.

Отсрочить наступление экологической и климатической катастрофы поможет снижение углеродного следа в атмосфере. Во многих странах в связи с этим уже пересмотрены отраслевые стандарты, а проблемой всерьез занялись на государственном уровне. И хотя число «зеленых» дата-центров растет медленно, они меньше вредят природе и влияют на климат, чем традиционные аналоги. Но их реальный вклад в сохранение экологии и климата можно будет оценить только через несколько лет.