دیو ویلیامز، مدیر ارشد در شرکت PAE Engineers است و ۲۰ سال تجربه در مهندسی مکانیک دارد. او از طریق کار گسترده خود با مراکز داده، آزمایشگاهها و مراکز درمانی، در ارائه طرحهایی برای محیطهای کنترلشده مهارت فوقالعادهای کسب کرده است. دیو بر کاهش هزینههای عملیاتی و نگهداری و افزایش بهرهوری انرژی تمرکز دارد. شرکتهایی چون Kaiser Permanente، Legacy، Tuality و PeaceHealth از جمله مشتریان بلندمدت او هستند. دیو که یک متخصص معتبر LEED است، روی پروژههای پایدار بسیاری کار کرده است، از جمله چندین ساختمان دارای گواهینامه LEED و انرژی خالص صفر (Net-Zero Energy).
شرکت PAE Engineers در طراحی مراکز داده پربازده و با کارایی بالا تخصص دارد که پایداری و کارایی عملیاتی را در اولویت قرار میدهند. کار آنها شامل ادغام راهحلهای نوآورانه خنککننده و مهندسی پیشرفته برای بهینهسازی عملکرد و در عین حال کاهش اثرات زیستمحیطی است.
میتوانید ما را به اولین تجربهتان در طراحی یک مرکز داده برگردانید؟ آن پروژه چه بود و برخی از بزرگترین چالشها یا لحظات یادگیری که با آن مواجه شدید چه بودند؟اولین پروژه بزرگ به یاد ماندنی بود و صادقانه بگویم، یکی از مورد علاقههای من بود. این پروژه تبدیل یک تأسیسات قدیمی نیمههادی به یک مرکز داده بود. همانطور که میتوانید تصور کنید، این تبدیل چالشهای متعددی داشت؛ از تغییر کاربری تجهیزات برای شرایط عملیاتی متفاوت گرفته تا افزودن قابلیت اطمینان (resiliency) و اطمینان از عملکرد صحیح با استفاده مجدد از تجهیزات، چالشبرانگیز بود. راهاندازی (Commissioning) نیز بسیار دشوار بود و اطمینان از اینکه همه اجزا، بهویژه تجهیزات خنککننده و کنترلکنندهها، میتوانند در هنگام قطع برق به سرعت بالا بیایند، چالشهای جالب و سرگرمکنندهای را برای حل کردن ایجاد کرد. در نهایت، همه چیز عالی کار کرد و تیم واقعاً در همکاری با بازیکنان متعدد برای اجرا و تحویل یک مرکز داده خوب، با هم پیوند خوردند.
اولویتهای طراحی مرکز داده در ۲۰ سال گذشته چگونه تغییر کردهاند؟ بزرگترین تغییراتی که در خنککاری، توزیع برق و افزونگی (redundancy) مشاهده کردهاید، چیست؟اولویتها بسیار تغییر کردهاند. مراکز داده برای فراهم کردن یک محیط پایدار و با زمان فعالیت بالا (high-uptime) برای سرورها وجود دارند. از آنجایی که سرورها به طور قابل توجهی قدرتمندتر و سازگارتر با محیطها شدهاند، تأسیسات نیز تغییر کردهاند. آنها بسیار کارآمد شدهاند و مرزهای بهرهوری انرژی را از تبدیل و انتقال برق به رکها جابجا کردهاند. سیستمهای تهویه مطبوع (HVAC) که محیطی پایدار برای فعالیت تأسیسات فراهم میکنند، از تجهیزات پرمصرف انرژی به سیستمهای نوآورانه با بازدهی بالا تغییر یافتهاند که امکان دستیابی به PUE (اثربخشی مصرف برق - Power Usage Effectiveness) بسیار پایینتری نسبت به گذشته را فراهم میکنند.
در حال حاضر بزرگترین چالشها در طراحی مراکز داده چیست؟ عواملی مانند در دسترس بودن برق، ظرفیت خنککاری و مقررات سختگیرانهتر چگونه بر تصمیمات طراحی تأثیر میگذارند؟در دسترس بودن برق قابل اطمینان معمولاً بزرگترین عامل در مکانیابی یک مرکز داده است. در دسترس بودن زمین، نزدیکی به فیبر نوری، امنیت و نگرانیهای اقلیمی همگی نقش دارند، اما به نظر میرسد یافتن منبع برق یک محرک بزرگ است.
PAE Engineers چگونه پایداری را از مراحل اولیه برنامهریزی در پروژههای مرکز داده ادغام میکند؟شروع با در نظر گرفتن نتیجه نهایی همیشه یک یادآوری خوب است. پایداری یک اصطلاح گسترده است که چیزی فراتر از انرژی است، اما با توجه به مقدار انرژی مورد نیاز، معمولاً بیشترین توجه را به خود جلب میکند. تعیین اهداف برای PUE پایین و پایبندی به آن در طول دوره طراحی، یک راهنما است و به شکلگیری تصمیمات کمک میکند. همانطور که قبلاً اشاره شد، هدف یک مرکز داده تأمین انرژی سرورها است. هر انرژی دیگری که در تأسیسات استفاده میشود، از آن پشتیبانی میکند و جایی است که میخواهیم تلاشهای خود را بر کاهش آن متمرکز کنیم. سیستمهای خنککننده عاملان اصلی در این زمینه هستند و شروع از آنجا واقعاً جایی است که ما دوست داریم شروع کنیم. در نظر گرفتن اقلیمی که تأسیسات در آن قرار خواهد گرفت و بهینهسازی سیستم برای به حداکثر رساندن خنککاری رایگان (free cooling) و بررسی راههایی برای اجتناب از سیستمهای تبرید با موتورهای کمپرسور بزرگ، واقعاً به بهرهوری کمک میکند. بررسی متعاقب بازیابی گرما با فضاهای پشتیبانی از سالنهای داده، اقدامات کاهش مصرف آب، بهینهسازی کنترلها و حتی ملاحظاتی مانند انرژیهای تجدیدپذیر و جمعآوری آب باران، موارد اضافی هستند که هنگام طراحی برای سطح بالایی از پایداری در تأسیسات در نظر گرفته میشوند.
امروز امیدوارکنندهترین نوآوریها برای افزایش بهرهوری انرژی و آب در مراکز داده کدامند؟با مقاومتر شدن سرورها و توانایی تحمل دماهای گرمتر، توانایی افزایش ساعات سال برای خنککاری رایگان واقعاً تأثیرگذار بوده است. به همین دلیل، بسیاری از مراکز داده مستقر شده در حال حاضر دارای برخی از نوآورانهترین و کارآمدترین سیستمهای نصب شده از نظر انرژی هستند. خنککاری مایع (Liquid cooling) با سرورهای با ظرفیت متراکمتر، چالشها و فرصتهای جدیدی را به همراه دارد، زیرا آب پتانسیل بسیار بیشتری برای انتقال حرارت در مقیاس بزرگ نسبت به هوا دارد.
چگونه تقاضاهای محاسباتی با کارایی بالا را با اهداف پایداری متعادل میکنید؟ آیا هنگام کاهش PUE یا مصرف آب ضمن حفظ قابلیت اطمینان، بدهبستانهایی وجود دارد؟اگر به درستی انجام شود، نه. زیرساخت باید نیازهای رکهای سرور را با استقرار پایدار پشتیبانی کند، اما اگر با تفکر انجام شود، میتوان آن را برای عملکرد بسیار کارآمد بهینهسازی کرد، و PUE و مصرف آب را بدون به خطر انداختن تقاضاهای عملکردی محاسبات کاهش داد.
هنگام پیادهسازی انرژیهای تجدیدپذیر، خنککاری پیشرفته یا سایر اقدامات پایداری در مراکز داده با تراکم بالا با چه چالشهایی روبرو هستید؟چالشها از پروژهای به پروژه دیگر متفاوت است. گاهی اوقات، ممکن است موانع قانونی یا قضایی محلی برای غلبه بر آنها وجود داشته باشد، زمین ممکن است برای استقرار نوع خاصی از سیستم در دسترس نباشد، یا صادقانه بگویم، بر اساس هزینه پیادهسازی یک طرح نوآورانه، مزیت آن توجیهی برای اجرا ندارد. آنچه برای یک اقلیم یا سایت خوب کار میکند ممکن است برای دیگری بهترین نباشد، بنابراین هر پروژه باید این را در نظر بگیرد.
بارهای کاری هوش مصنوعی چگونه طراحی مرکز داده را تغییر میدهند؟ چه تنظیماتی برای برق و خنککاری برای پشتیبانی از رکهای هوش مصنوعی با تراکم بالا لازم است؟تراکمسازی (Densification) میتواند هم بر سیستمهای برق و هم خنککاری تأثیر زیادی بگذارد. تغذیههای بزرگتر، قطعکنندههای مدار (breakers)، لولهکشی و غیره، همگی از یک بار (load) توان بسیار متمرکزتر پشتیبانی میکنند که چالشهایی ایجاد میکند، اما همچنین فرصتهایی برای بازنگری در نحوه چیدمان، مکانیابی و استقرار زیرساخت به روشی ایمن، پایدار و کاربردی فراهم میکند.
چه نقشی برای هوش مصنوعی در بهینهسازی بهرهوری انرژی و عملیات بیدرنگ در مراکز داده میبینید؟نقش آن عظیم است. توانایی ایجاد یک تأسیسات یادگیری ماشین که قدرت محاسباتی عظیمی را به سمت بهینهسازی سیستمهای مصرفکننده انرژی که نه تنها به همه مراکز داده بلکه به کل محیط ساخته شده خدمت میکنند، به کار میگیرد، بسیار بزرگ است. کاهش اوج مصرف (Peak shaving)، درک اینکه چگونه هر تأسیسات در عملکرد خود متفاوت است و بهینهسازی بر اساس مورد به مورد، یک فرصت بزرگ است. انتقال محاسبات در بین چندین تأسیسات به صورت بیدرنگ با تنظیمات مربوط به مناطق اقلیمی مختلف. فقط میتوانم تصور کنم هوش مصنوعی چقدر در مورد عملیات یاد میگیرد. پیشنهادات و بهینهسازیهایی که میتواند ارائه دهد، تأثیر عظیمی بر نحوه تنظیم و بهینهسازی سیستمهایی که به این تأسیسات خدمت میکنند، خواهد داشت.
نسل بعدی مراکز داده مبتنی بر هوش مصنوعی ممکن است چگونه به نظر برسد؟ آیا پیشبینی میکنید که استفاده گستردهای از خنککاری غوطهوری (immersion cooling)، تولید برق تجدیدپذیر در محل یا تأسیسات کاملاً خودکار صورت گیرد؟رکهای با تراکم پیوسته بالاتر روند فعلی هستند و احتمالاً برای چند سال ادامه خواهند داشت. این تراکمسازی فرصتهای جالبی برای اندازه فیزیکی مراکز داده با ردپاهای بالقوه کوچکتر ایجاد میکند، اما همچنین موارد جدیدی برای در نظر گرفتن در مورد زیرساختها مانند قطعکنندههای مدار/لولهکشی بزرگتر و غیره مورد نیاز برای آنها به وجود میآورد. خنککاری غوطهوری جالب است و مدتی است که در صنعت مورد بحث قرار گرفته است؛ در حال حاضر، چندان رایج نیست و زیاد استفاده نمیشود، اما با افزایش تراکم، ممکن است قابل اجراتر شود. انرژیهای تجدیدپذیر در محل همیشه ایده خوبی در هر پروژهای هستند، چه مرکز داده باشد چه نباشد، اما باز هم، هزینه، بازگشت سرمایه (ROI)، قابلیت اجرای سایت، در نظر گرفتن اقلیم و غیره، همگی باید هنگام استقرار و انتخاب نوع انرژی تجدیدپذیر و میزان نصب آن در نظر گرفته شوند.
از شما برای این مصاحبه عالی سپاسگزاریم. خوانندگانی که مایل به کسب اطلاعات بیشتر هستند باید از PAE Engineers بازدید کنند.