Несмотря на то что слова «центр обработки данных» (ЦОД) и «датацентр» (datacenter) сейчас то и дело слышны в разговорах на тему корпоративной автоматизации, очень сложно найти четкое и общепринятое определение этих терминов. И это, по всей видимости, не случайно. Задачи, выполняемые таким центром, в общем ясны, хотя и в данном вопросе существуют свои нюансы.
Концепция физической и логической организации ЦОДа в настоящее время определенно находится в процессе развития. Ясно, что датацентр, как и любое интеграционное информационное решение корпоративного уровня, всегда создается под конкретный бизнес и конкретные задачи, а значит, у каждой компании существует решение, в чем-то отличное от других. Но при всем этом вряд ли можно четко ответить на вопрос, что является основой классификации ЦОДов — наличие суперкомпьютера той или иной производительности, кластерной системы, специально обустроенного помещения, систем безопасности и непрерывности работы оборудования или существование выделенных в отдельную инфраструктуру хранилищ данных. На роль одного из классификационных признаков может претендовать и функциональность приложений, работающих на базе центра обработки данных, и другие характеристики.
ЦОД компании Ferrari, деятельность которой, как известно, связана с разработкой и производством болидов для Формулы-1, а также элитных спортивных автомобилей, входит в число пятисот самых мощных в мире. Но если рассматривать не только вопросы производительности, становится понятно, что помимо мощности центры обработки данных характеризуются способностью к масштабированию, адекватным балансом развития ключевых подсистем, наличием укомплектованного штата специалистов и, может быть, еще рядом факторов. В связи с этим оценка корпоративного центра обработки данных должна, по всей видимости, быть многокритериальной.
ЦОД Ferrari целиком и полностью служит внутрипроизводственным целям — вычислительным исследованиям в области аэродинамических свойств новых болидов и обработке результатов натурных экспериментов в той же области. Следовательно, функциональная направленность приложений датацентра отличается очень высокими значениями требуемой вычислительной мощности, но одновременно не предполагает развертывания большого количества разнообразных приложений. В этом отношении его можно отнести к категории аналогичных решений, применяемых высокотехнологичными производственными (прежде всего из сферы машиностроения и микроэлектроники) или нефтегазодобывающими компаниями, и, наоборот, противопоставить центрам обработки данных, предоставляющим свои ресурсы для многочисленных разнородных и менее требовательных к вычислительным возможностям бизнес-приложений. Последние, как правило, собственные ресурсы отдают в аутсорсинг.
В качестве архитектуры для нового ЦОД команда Формулы-1 Scuderia Ferrari выбрала архитектуру InfraStruXure компании APC, включающую компоненты электропитания, кондиционирования, управления средой и безопасностью, а также сервисные услуги. Сама InfraStruXure, в свою очередь, явилась частью решения APC, предусматривающего строительство серверного зала для компании Ferrari.
Четкая функциональная направленность датацентра и требования к вычислительным ресурсам, по словам ИТ-директора Ferrari Антонио Калабрезе, определяют по крайней мере два момента, важных для всех дальнейших работ в сфере построения решения. Во-первых, из двух принципиально различных стратегий развития компьютерного центра — виртуализации и консолидации вычислительных ресурсов — ставка была сделана именно на консолидацию как средство оптимизации производительности приложений аэродинамических расчетов.
Во-вторых, следствием ориентации датацентра на небольшое количество приложений стала более высокая степень предсказуемости наращивания ресурсов, что представляет существенный момент деятельности по построению ЦОД. Синхронизация процессов развития центра с данными планами неразрывно связана с деятельностью, которую принято называть управлением изменениями (change management). Это по сути и есть основной термин, употребляемый г-ном Калабрезе в обсуждении проблем, которые решались за десять месяцев строительства датацентра.
Уже сейчас консолидированная вычислительная инфраструктура представляет собой суперкомпьютер, построенный на базе Linux-кластера на платформе AMD Opteron, а общее количество процессоров, задействованных в ЦОД, достигает тысячи. В таких условиях мощность оборудования в расчете на одну стойку превышает 10 кВт, и возникающие проблемы с тепловыделением существенно ограничивают круг решений, в принципе рассматриваемых как подходящие для данной ситуации.
По «законам жанра» одним из основных принципов создания центра обработки данных является баланс трех составляющих создаваемого решения — мощности оборудования и систем электропитания, а также интенсивности охлаждения. С точки зрения сложности реализации последняя составляющая с недавних пор стала выходить на первый план. С одной стороны, система охлаждения — наиболее зависимая часть данного баланса, и ее необходимо подстраивать под уже спланированные ресурсы двух других составляющих. С другой, тепло нельзя отвести по кабелям или проводам и тем самым пространственно локализовать данный сервис, а тепловая взаимозависимость работы отдельных компонентов единого ЦОД (который помимо непосредственно вычислительных систем и хранилищ данных включает систему питания, стойки и конструктивные элементы помещения самого датацентра) оказывается сложнее, чем электромагнитная. Проблема усложняется еще и тем, что вычислительная инфраструктура постоянно наращивается и в обозримом будущем может, как утверждают специалисты ИТ-подразделения Ferrari, достигнуть сотен киловатт. Внимание, по их мнению, будет уделяться и новым технологиям, в частности blade-серверам, которые, будучи помещены в стойку, могут существенно изменить пространственную плотность тепловыделения в пределах датацентра. Единственным моментом, упрощающим решение задачи, явилось то, что прогноз наращивания вычислительных возможностей ЦОД Ferrari мог быть составлен достаточно точно, ведь все-таки он ориентирован на решение внутренних и к тому же довольно узко очерченных и вполне определенных на перспективу задач.
По словам Антонио Калабрезе, прежде всего пришлось отказаться от ряда стереотипов, в частности уйти от привычного расчета необходимой производительности систем охлаждения с опорой на суммарную мощность оборудования и площади, занимаемые датацентром. В результате за единицу пространства, для которого рассчитывается необходимая производительность отвода тепла, приняли более мелкий квант — стойку датацентра. Соответственно этому была взята на вооружение идея о принципиальной возможности заранее заданного распределения температурных полей по всему помещению ЦОД. Разработка принципов подобного управления — относительно новая и технологически очень емкая задача, и APC с архитектурой InfraStruXure здесь как раз является новатором. Основные принципы тут следующие:
- максимально задействовать конструктивные особенности датацентра при формировании
необходимой конфигурации теплоотвода;
- разбить процессы наращивания производительности подсистем охлаждения и изменения
интенсивности теплового потока в масштабах ЦОД на отдельные стадии;
- активно использовать расчетное моделирование конвекционных потоков и температурных полей, учитывающее реальное распределение источников тепловыделения и свойств помещения датацентра.
Реализация последнего принципа целиком ложится на поставщика, хотя в рассматриваемом нами случае данная концепция оказалась очень близка заказчику, ведь расчет, по сути, ведется по тем же критериям и с помощью тех же программных систем, которые используются при реализации аэродинамического моделирования болидов.
Остальными принципами специалисты Ferrari пользуются самостоятельно и довольно активно. В частности, благодаря вполне определенному прогнозу развития и в соответствии с заранее разработанной стратегией наращивается монтаж систем кондиционирования, монтируемых в стойки, а также, к примеру, применяется конструкция изоляции двух противоположных рядов стоек (в терминологии APC — hot aisle) для изменения пространственной конфигурации интенсивности теплоотвода.
В общем ситуация с ЦОД Ferrari в очередной раз свидетельствует о том, что основная стратегия развития каждого конкретного датацентра диктуется его функциональностью. Под нее уже подстраиваются планы по наращиванию вычислительных мощностей не только систем хранения и питания, но и, казалось бы, мало связанной с функциями ЦОД подсистемы охлаждения. Вместе с тем реализация этой последней является, наверное, не менее важной, но и более технологически емкой задачей. Кроме того, она требует от заказчика пересмотра некоторых традиционно привычных ему принципов планирования решения.
