Ku Hundzuka ka Ku Pfuxeta ka Data Center: Ku suka eka Maendlelo lama Sekeriweke eMoyeni ku ya eka ku Pfuxeta ka Mahala

Nhlamuselo ya Xiphiqo

Ku kula loku yaka emahlweni eka switirhisiwa swa tisenthara ta datha na ku tlakuka ka nkarhi wun’we eka ku tirhisiwa ka switirhisiwa swa IT swi endle leswaku ku va na ku tlakuka ka ku tirhisiwa ka gezi.

Tanihi leswi tisevha, swiphemu swa nkoka swa tisenthara ta data, ti hundzulaka gezi ri va ku hisa loko hi ri karhi hi tirha, hi langutane na xiphiqo xo tirhana na mahiselo ya le henhla na tindhawu to kufumela ta tisenthara ta data na switirhisiwa.

A hi tsundzukeni hi ku hatlisa masungulo ya fizikisi ya xikolo: hi ku landzela misinya ya milawu ya xisekelo ya thermodynamics, matimba a ma nyamalali kambe ma hundzuriwa. Xisweswo, loko data center yi tirhisa 1 MW ya gezi – quantum leyi hinkwayo ya eneji yi hundzuriwa kuva nhlayo leyi ringanaka ya kuhisa. Hikwalaho, loko gezi ri tirhisiwa ngopfu, ntlhontlho lowukulu wo lawula ku hisa loku vangiwaka hi swona endzeni ka senthara ya data.

Xiyimo xi ya xi tika swinene, tanihileswi switirhisiwa swa IT swi nga vaka na swiyimo swo hambana swa ku tirhisiwa ka eneji kasi swi ri na vukulu bya xiviri byo hambana. Hi xikombiso, switirhisiwa leswi tirhisaka eneji yo tala swi nga ha va ni vukulu lebyintsongo, leswi tisaka timhaka eku kufumeteni hi ndlela leyinene ku hisa loku hlanganisiweke. Hi tlhelo rin’wana, switirhisiwa leswikulu swa IT leswi nga na mpimo wo ringanela wa ku tirhisiwa ka gezi swa olova ku ku titimela hikwalaho ka ndhawu ya swona leyikulu ya le henhla. Tisenthara ta datha hi ntolovelo ti veka ku hlangana ka vukulu bya switirhisiwa na swiyimo swa matirhiselo, leswi tisaka ntlhontlho wa ku nga ri ntsena ku kufumeta switirhisiwa swo hambana swa IT kambe na ku endla tano hi rivilo ro hambana, leswi lawuriwaka hi swilaveko swa mahiselo ya muxaka wun’wana na wun’wana wa switirhisiwa. A swi bohi ku vula leswaku ku kufumeta DC hi lava nhlayo leyikulu ya gezi, leswi engetelaka eka ku durha ka ntirho.

Xiphiqo xa ku tirhisiwa ka gezi hi ndlela leyinene eka tisenthara ta data xi va xikulu ngopfungopfu hi ku tlakuka ka minxavo ya gezi emisaveni hinkwayo. Hi ku ya hi xiviko lexi endliweke hi Statista minxavo ya gezi ya misava yi tlakukile ku ya fika eka xiyimo xa le henhla xa nkarhi hinkwawo exikarhi ka 2021 na 2022. Loko xiphiqo xa rihanyo xa COVID-19 xi hungutekile eka hafu ya vumbirhi ya 2021, xilaveko xa eneji xi tlakukile, naswona minxavo ya gezi yi fikelele xiyimo xa le henhla xa rhekhodo yo sungula. Eku sunguleni ka 2022, makete wa eneji wu tiyisile nakambe naswona xiphiqo xa eneji xi nyanyile.

Ku tirhisiwa ka gezi ka senthara ya datha ku le ku kuleni hambileswi ku nga na ku tlakuka ka vukorhokeri bya matirhelo.

Hi marito man’wana, hambi leswi matirhelo hi watt ya antswisiwaka, xilaveko xa switirhisiwa xi kula hi ku hatlisa swinene, kutani ku tirhisiwa hinkwako swi tlakuka hi ndlela leyi nga papalatekiki xikan’we na ku durha. Hambiswiritano, ku hlayisiwa lokukulu ka mali ku nga fikeleriwa hi ku antswisa tisisiteme to kufumeta. Leswi swi endle leswaku ndzi lava ku va na ku languta loku dzikeke eka tindlela to kufumeta leti tirhaka kahle hi ku angarhela na ku kufumeta ka mahala ngopfu ngopfu.

Ku kamberiwa ka swiyimo swa ku tirhisiwa ka eneji eka tisenthara ta datha hi ntolovelo swi titshege hi metric ya Vuyelo bya Matirhiselo ya Gezi (PUE). PUE yi pima ku tirha kahle ka senthara ya datha hi ku kambela ntsengo hinkwawo wa ku tirhisiwa ka eneji ku pimanisiwa na lowu tirhisiwaka ntsena eka switirhisiwa swa IT. Hi ta vulavula hi swona hi vuxokoxoko endzhakunyana. Leswi hi faneleke ku swi tiva sweswi hileswaku PUE ya le hansi yi kombisa senthara ya datha leyi tirhaka kahle swinene, leswi kombisaka ku hunguteka ka ku titshega hi matimba lama nga riki ya khomphyuta. Emahlweni ka switirhisiwa leswi kulaka na ku tlakuka ka ku tirhisiwa ka gezi, ku antswisa PUE hi tisisiteme to kufumeta leti tirhaka kahle swi nyika vutlhari bya swa timali na matirhelo lama nga heriki.

Eka xihloko lexi, hi ta lavisisa tindlela ta ndhavuko na ta vutumbuluxi byo kufumeta naswona hi kuma leswaku hi yihi ya tona leyi nyikaka vukorhokeri lebyikulu.

Nkatsakanyo wa Maendlelo yo Pfuxeta

Moya na leswi nga riki swa moya

Eka ku hlawuriwa loku olovisiweke, tindlela to kufumeta tinga hambanyisiwa hi swiyenge swimbirhi swa nkoka: maendlelo lawa ya tirhisaka moya na lawa yanga sekeriwangiki emoyeni. Ku andlala, ku kufumela ka moya swikatsa maendlelo ya ntolovelo, kasi xiyenge lexinga riki xa moya xikatsa maendlelo yohambana hambana lawa ya tirhisaka swilo swofana na mati, oyili, kumbe switirhisiwa swo tiya. Swile rivaleni leswaku vunyingi lebyikulu, lebyi vumbeke 99%, bya tindlela to kufumeta ti wela ehansi ka ambulense yo kufumeta moya.

Swigwitsirisi swa Moya

Tisisiteme ta moya wo titimela i tindlela leti hangalakeke swinene to kufumeta moya eka swiyimiso swa tisenthara ta data ta xiphurofexinali. Nsinya wa vona wa nawu wa xisekelo wu fana ni wa swigwitsirisi swa moya swa le makaya: moya lowu khulukaka hi tisevha wu rhendzeleka hi xigwitsirisi xa moya, wu titimela hi ku tirhisa grille ya radiator, ivi wu tlhela wu rhendzeleka wu tlhelela eka tisevha. Endlelo leri ra xirhendzevutani ri tiyisisa endlelo ro kufumela leri yaka emahlweni.

Swichillers

Endzhaku ka ti air conditioners, ti chillers tiyimela fambiselo ra vumbirhi leri amukeriwaka ngopfu ro kufumeta. Kuhambana na ti air conditioners, ti chillers ti tirhisa mati (kumbe solution leyi tirhisaka mati) ku hundzisela kuhisa kusuka eka tindzhawu leti lavaka vulawuri bya maxelo. Hambileswi switirhisiwa swo hunguta moya swi olovaka naswona hi ntolovelo swi nga durhiki, minkarhi yin’wana ku durha ka swona lokukulu ka eneji ku nga va xihinga eka mabindzu. Hi tlhelo rin’wana, tisisiteme ta mati yo titimela ti tirhisa eneji hi ndlela leyinene, kambe ti lava swiphemu swo tala na ku rharhangana eka ku vekiwa na ku hlayisiwa ka tona.

Tikamara ta Adiabatic na Mati

Ku kufumela hi adiabatic swikatsa kutirhisiwa ka ti chambers kumbe mats laha mati ya cheriwa naku khuluka. Loko mati ma ri karhi ma khuluka, makamara ni switulu swi hola swin’we ni moya lowu nga endzeni. Loko adiabatic cooling yiyimela ndlela ya vunharhu leyi tirhaka, yi tekiwa yiri exotic nyana naswona ayi tirhisiwi ngopfu eka data center cooling loko yi pimanyisiwa na ti air conditioners na ti chillers.

Ku Pfuxeta Mati

Eka maendlelo yo kufumeta mati, mati kumbe mati lawa yanga na mati ya tirhisiwa eka ku hangalasiwa ka kuhisa. Tiphayiphi ta mati ti vekiwa hi ndlela ya xiqhinga eka makamara ya tisevha, laha sevha yin’wana na yin’wana yi hlanganisiweke na tiphayiphi timbirhi — yin’wana ya ku khuluka ka mati yo hisa kasi yin’wana ya ku nghena ka mati yo titimela. Ti radiator eka ti CPU, ti GPU, na le ka switirhisiwa swin’wana ti hlanganisiwa hi ku kongoma na sisiteme leyi ya mphakelo wa mati. Endlelo leri a ri kufumeti ntsena switirhisiwa swa senthara ya data na ndhawu kambe ri tlhela ri humesa mphakelo wa mati yo kufumela eka matirhiselo yo engetela.

Swicincana swa ku Hisisa

Ndlela leyi yi ndlandlamuxa vuswikoti byo kufumeta hiku tirhisa tindzhawu tale handle leti titimelaka.

Loko xihlovo xa le kusuhi xo titimela, xo tanihi tiva, lwandle kumbe ndhawu yo titimela, xi kumeka, tiphayiphi ta mati ti nga nghenisiwa kunene eka xona leswaku ti hundzisela ku hisa lokukulu ku suka eka switirhisiwa swa IT.

Swilo leswi nga tolovelekangiki

Nakambe ku ni tindlela leti nga tolovelekangiki. Yin’wana ya tona yi sekeriwe eka ti Peltier elements kumbe ti thermoelectric coolers (TECs). Endlelo leri ri titshege hi switandzhaku swa semiconductor naswona ri katsa ku phakela gezi eka pulati yo hlawuleka leyi hisiweke eka tlhelo rin’we ivi yi titimela eka tlhelo rin’wana.

Ndlela yin’wana ya avant-garde i ku tirhisiwa ka tisenthara ta data ehansi ka mati. Endzeni Phurojeke ya Microsoft ya Natick , hi xikombiso, senthara ya data yi nghenisiwile ehansi ka mati hi 117 wa timitara eSwihlaleni swa le N’walungwini hi ximun’wana xa 2018. Eka malembe mambirhi lama landzeleke, ntlawa lowu wu endle nkambisiso lowu tiyeke ni ku veka tihlo eka tisevha ta senthara ya data. Ku tiyisisiwile leswaku ku veka xigwitsirisi lexi pfaleriweke ehansi ka lwandle swinga ndlandlamuxa ku tshembheka ka data center hiku angarhela hiku hunguta timhaka tofana na ku bola, ku cinca cinca ka mahiselo, na ku kavanyeteka ka miri loku hi ntolovelo ku humelelaka emisaveni.

Ku Pfuxeta Mahala

Thekiniki leyi yi kongomisiwile ngopfu eka ku kurisa vuswikoti byo kufumeta. Ku kufumela ka mahala swi pfuxeta moya endzeni ka data center handle ko titshega hi tisisiteme ta ndhavuko to kufumeta. Yi tirhisa moya wa ntumbuluko wa le handle tani hi leswi yi nga xiswona. Hi ntolovelo moya wale handle wuva ntsena ehansi ka vulawuri bya ndzhongho kutani maendlelo ya ntumbuluko ya thermodynamic ya lawula mahiselo endzeni ka makamara ya data.

Endlelo leri ri hunguta swinene ku tirhisiwa ka gezi (75% kuya eka 92% ehansi loko ku pimanyisiwa na tisisiteme tin’wana ta CRAH), ri hunguta ku humesiwa ka khaboni dayokisayidi, naswona ri herisa xilaveko xa mati eka sisiteme yo kufumeta.

Ku kufumela mahala i yin’wana ya tindlela letinga onhiki ntumbuluko leti lavaka matimba nyana. Handle ka sweswo, swinga pfuneta ku hlayisa swiendleko tani hileswi 40% wa matimba lawa ya tirhisiwaka hi ti data centers ya nghenaka eka ku kufumela. Endlelo leri ri antswisa matirhelo ya switirhisiwa hinkwaswo leswi titimelaka hi moya, hambi ku ri eka swiyimo swo tika. Hi lexi xifaniso xo olova xa xivono xa endlelo ro titimela hi ku ntshunxeka:

Hilaha u nga swi vonaka hakona fambiselo leri ri tirha hi ndlela yo kongoma swinene, ri fambisa moya wa le handle hi tifiltara, switirhisiwa swa IT ni ku wu hlongola. Kuhunguteka loku ka ku rharhangana, laha kungana ti fans ntsena tani hi swiphiqo leswinga vaka kona, switiyisisa ku tshembheka hinkwako ka DC eka ku kufumela ka mahala.

Ku hambana na tisisiteme leti nga na switirhisiwa leswi rharhanganeke, ku pfumaleka ka swiphemu leswi rharhanganeke swi tlhela swi hunguta havumbirhi bya mali yo sungula yo veka na mali leyi yaka emahlweni ya ku hlayisa. Kutani swipfuno swa timali swisungula se eka xiteji xo aka, laha dizayini leyi olovisiweke ya ku kufumeta mahala yi hundzuluxelaka eka ku hlayisiwa loku vonakaka.

Ku Vaviseka Ka Ku Hlawula

Hi nkarhi wa tikhonferense na minhlangano, ndzi tala ku kuma swivutiso swo tala leswi rhendzelekaka eka paradox: loko ku kufumela ka mahala ku pfuna ku fana na ku hlayisa mali na ku olova, hikokwalaho ka yini ku nga amukeriwi hinkwako eka indasitiri?

Leswi swi hlohlotela xivutiso xo anama xa leswaku hikokwalaho ka yini, ku nga khathariseki mimpfuno ya yona, i tikhamphani ti nga ri tingani ntsena leti amukeleke ku kufumela ka mahala, kasi tin’wana ti phikelela hi tindlela leti tolovelekeke. Nhlamulo ya leswi yi le ka nkambisiso wa swiyenge swo tala wa ku cinca-cinca ka indasitiri loku nga kona.

Vulawuri bya Vulawuri bya Vumaki

Eka indasitiri ya tisenthara ta data, laha ku tshembheka ku nga ka nkoka wo sungula, ku amukeriwa ka swintshuxo swa vutumbuluxi swi tala ku langutana na ku kanetiwa. Ndzi vula leswi, xo sungula, eka ntumbuluko wa vuhlayisi bya indasitiri ya DC, laha vaendli va swiboho va rhangisaka emahlweni miehleketo leyi tiyisisiweke ku tlula swintshuxo swa vutumbuluxi.

Loko thekinoloji leyintshwa yo fana na ku kufumeta mahala yi tshembisa ku hunguta mali na ku tirha kahle, vayimeri va indasitiri va nga tsakela maendlelo ya ndhavuko kambe lama tshembekaka ku tiyisisa matirhelo yo pfumala swiphiqo ya tisevha.

Swihinga swa ku xavisa

Mhaka yin’wana laha hileswaku vaphakeri va DC va mabindzu, lava vumbeke kwalomu ka 80% wa indasitiri, va titshege hi switifikheti leswi humaka eka mihlangano leyi tiyimeleke yo fana na Nhlangano wa Nkarhi wo Pfumala ku xavisa ku tshembheka ka tona. Hambiswiritano, leswi switisa ntlhontlho eka swintshuxo swa mahala swo kufumeta, tani hileswi kungari na xitifikheti lexi simekiweke eka swona kufikela sweswi. Xiyimo lexi xi endla leswaku vaphakeri va mabindzu va lwisana na tindlela tin’wana to kufumeta, va boxa ku nga tiyiseki loku rhendzeleke ku tshembheka ka tona na ku pfumaleka ka xikombiso xa xitifikheti.

Swivilelo Swa Ku Hisa Ka Misava Hinkwayo

Vaxopaxopi va tala ku tlakusa ku vilela hi vuyelo bya ku hisa ka misava eka ku humelela ka ku kufumela ka mahala. Hambiswiritano, njhekanjhekisano lowu wu kanetiwa hi ku xiya muxaka wa ku hisa ka misava hakatsongo-tsongo, hi ku andza loku ringanyetiweke ka 1,5 wa tidigri eka malembe ya khume. Ku cinca loku ka mahiselo loku ringaneleke aswi tikombi swinga kavanyeta kutshamiseka ka ti free cooling solutions eka nkarhi lowu taka.

"Just in Case" Njhekanjhekisano

Mukhuva wun’wana lowu tolovelekeke eka tikhamphani leti hlawulaka ndlela yo kufumeta hi DC i ku katsa tiyuniti ta backup air conditioning tani hi goza ra vuhlayiseki ku engetela eka ku kufumeta mahala. Nhlamuselo leyi ya "just in case" yi tekela ehansi mhaka ya nkoka ya ku kufumela ka mahala, ku nghenisa ku rharhangana loku nga lavekiki na ku kavanyeta vukorhokeri bya swa timali na matirhelo.

Hambi ku ri eka xigwitsirisi lexitsongo xa moya, xilaveko xo nyika swiphemu swo hambana-hambana swo tanihi freon, tintambhu, mati, tisisiteme ni swilo leswi lawulaka swa humelela. Ematshan’wini yo amukela mianakanyo ya ku va na xigwitsirisi xa moya xa le ndzhaku, indasitiri yi fanele ku kongomisa eka ku cinca sisiteme ya yona yo kufumeta mahala eka swiyimo swo hambana handle ko titshega hi ntshembo wa mavunwa.

Makhombo Ya Xiviri Ni Swilo Leswi Langutisiwaka

Loko u anakanyisisa hi xitshunxo xa mahala xo kufumeta, makhombo man’wana lama vonakaka ni ku tekeriwa enhlokweni swi lava nyingiso. Xin’wana lexi faneleke ku tekeriwa enhlokweni i ndzhawu ya ntivo-misava, tani hileswi ku tirhisa free cooling eka ndzhawu yofana na Arab Emirates swinga endleka swinga lulamanga.

Ku fikelela i nchumu wun’wana lowu faneleke ku tekeriwa enhlokweni. Xifundzankulu lexi hlawuriweke xi fanele ku va na switirhisiwa leswi lavekaka naswona xi fikeleleka hi ku olova hi vatirhi vo hlawuleka lava nyikiweke ntirho wo hlayisa senthara ya datha. Ku hlanganisiwa, ku katsa na ku kumeka ka tilayini ta mahlo, na swona i swa nkoka. Xikombiso, ku simeka senthara ya data leyi kufumetaka mahala ehandle ka Xirhendzevutani xa Arctic swi va leswi nga tirhiki hikwalaho ka ku pfumaleka ka tilayini ta vuhlanganisi na ntlhontlho wo hlayisa vatirhi lava nga na vutshila.

Ehandle ka swibumabumelo leswi swa logistics, swipimelo ntsena swa ku kufumela mahala swi fambelana na mahiselo yale henhla ya ndzhawu (app. 38-40 degrees) xikan’we na khwalithi ya moya. Tindhawu leti nga ni thyaka leri tlulaka mpimo, to tanihi leti nga ekusuhi ni magondzo lamakulu lama nga ni vanhu vo tala kumbe mintirho leyikulu ya vurimi, ti nga ha vanga swiphiqo. Hambileswi ku nga riki na ku yirisiwa loku heleleke, tifiltara etindhawini to tano ti ta lava ku cinciwa nkarhi na nkarhi. Ku hambana ni tisenthara leti tolovelekeke ta data leti nga ni moya leti rhendzelekaka ni moya wa le ndzeni, tisenthara leti titimelaka hi ku ntshunxeka ti koka moya wa le handle, leswi lavaka ku hlayisiwa hi ku hiseka swinene ka sefo. Tipharamitha tin’wana ta ndhawu ti fambisana na leti tirhaka eka tisenthara ta datha ta ndhavuko.

Maphayona Ni Mikhuva Ya Vumundzuku

Ku nga khathariseki muxaka wa bindzu leri ra ku hlayisa, tikhampani tin’wana ta mabindzu leti ehleketaka emahlweni ti kambisisa mimpfuno leyi vonakaka ya tindlela tin’wana. Ku hlayela ku tirha kahle ka ntsengo wa ku kufumela ka mahala hi ku tirhisa nxopaxopo wa tinhlayo, va lemuka ku hlayisiwa ka mali loku nga vaka kona loku ku ku nyikaka.

Tikhamphani to hlaya leti dumeke, tofana na Facebook (sweswi Meta), Google, Amazon, Yandex, na Wildberries, i maphayona eka ku amukela thekinoloji ya mahala yo kufumeta. Xiyimo xa vona xa ku sungula xi huma eka ku tiyimisela ka vona ku kambela makhombo na ku lemuka swipfuno swa timali leswi nga kona eka thekinoloji leyi. Ku hlawula eka tikhamphani leti a ku ri erivaleni – ku nga va ku ya eka swikimi swa ntolovelo na ku tikuma u tikarhatela ku durha ka le henhla kumbe ku teka makhombo na mimbuyelo ya ku va maphayona eka ku kufumeta ka tisenthara ta data.

Ndhawu leyi cincaka ya indasitiri yi kombisa ntshamiseko lowu kulaka exikarhi ka va-hyper-scaler va mabindzu ku ya eka ku tirhisa swintshuxo swa mahala swo kufumeta. Loko tikhamphani to tala ti ri karhi ti lemuka ku tirhisiwa ka mali na ku vuyeriwa ka matirhelo ya thekinoloji leyi, ku languteriwile leswaku nhlayo leyi andzaka ya tisenthara ta datha to kufumeta leti nga riki na mabindzu yi ta humelela enkarhini lowu taka.

Loko u tsakela ku dyondza swo tala hi physics ya free cooling, lavisisa nhlokomhaka eka xihloko xa mina lexintshwa Free Cooling: Technology Deep Dive.