سال گذشته، اداره لندن بزرگ به توسعه دهندگان املاک و مستغلات گفت که پروژه های مسکن جدید در غرب لندن ممکن است تا سال 2035 نتوانند به پیش بروند زیرا مراکز داده تمام ظرفیت مازاد شبکه را گرفته اند. EirGrid گفت تا سال 2028 برنامه های جدید مرکز داده را نمی پذیرد. پکن و آمستردام محدودیت های سختی را برای امکانات جدید در نظر گرفته اند. در همین حال، شهرهای جنوب غربی و جاهای دیگر به طور فزاینده ای نگران مصرف آب هستند زیرا مراکز داده بزرگ می توانند روزانه بیش از 1 میلیون گالن استفاده کنند.
وقتی چرخه‌های محاسباتی اضافی مورد نیاز برای هوش مصنوعی و برنامه‌هایی مانند ChatGPT را اضافه می‌کنید، طرح کلی تضاد داغ‌تر می‌شود.
از سوی دیگر، ما می دانیم که نمی توانیم بدون مراکز داده زندگی کنیم. جامعه مدرن، با کار از راه دور، جریان دیجیتال و ارتباطات مدرن، به آنها وابسته است. مراکز داده همچنین یکی از بزرگترین داستان های موفقیت پایداری هستند. اگرچه حجم کاری در دهه گذشته با افزایش SaaS و استریم تقریباً 10 برابر افزایش یافت، اما به لطف پیشرفت‌های فناوری، تجمیع حجم کار و طراحی‌های جدید تأسیسات، مصرف کل انرژی تقریباً ثابت در حدود 1٪ تا 1.5٪ از برق در سراسر جهان باقی ماند. سعی کنید صنعت دیگری را نام ببرید که با یک رژیم نسبتاً ثابت انرژی، تولید را 10 برابر افزایش داده است.
مراکز داده در واقع با تنظیم دقیق مصرف برق خانه‌ها، کارخانه‌ها، ساختمان‌ها و تجهیزات، نقشی اساسی در کاهش انتشار کربن سایر صنایع خواهند داشت: مجمع جهانی اقتصاد ادعا می‌کند که فناوری دیجیتال می‌تواند انتشار گازهای گلخانه‌ای را تا سال 2030 تا 15 درصد کاهش دهد. یا نزدیک به یک سوم هدفی که تعیین کرده اند. شما می توانید عوامل مشابهی را در مخابرات با شرکت هایی مانند تلفنیکا مشاهده کنید که باعث افزایش ترافیک شده است 5 برابر در حالی که توان کلی را به طور همزمان کاهش می دهد.
بنابراین، بحث واقعاً بر سر این نیست که آیا ما باید مراکز داده جدید بسازیم. ما نیاز داریم و خواهیم کرد. بحث واقعاً در مورد است چگونه ساخته می شوند
DSP ها و مجمع الجزایر دیجیتال
به جای ساختن بزرگ، باید کوچک فکر کنیم و از ساخت مراکز داده عظیم میلیون فوت مربعی به مجمع الجزایر مراکزی با اندازه متوسط تر که با اتصالات نوری به هم متصل شده اند تا ابر مقیاس کننده های مجازی را تشکیل دهند. ماژول‌های قابل اتصال – که حاوی پردازنده‌های سیگنال دیجیتال (DSP)، تقویت‌کننده‌ها، کنترل‌کننده‌ها، مدولاتورهای نوری، آشکارسازهای نوری، لیزرها و سایر دستگاه‌ها هستند – اساساً ترافیک سرور را جمع‌آوری می‌کنند، آن را تبدیل می‌کنند تا بتواند در شبکه‌های نوری سریع‌تر جریان داشته باشد و سپس سیگنال‌ها را به‌طور دقیق تنظیم کند. که می توانند مسافت های طولانی تری را بدون ریزش ذرات طی کنند. به این فکر کنید که چگونه یک پرتو چراغ قوه هر چه دورتر به آن اشاره می کنید پراکنده و محو می شود: DSP ها این اثر را خنثی می کنند.
از سطح بالا، ماژول ها در دو نوع هستند. برای اتصال رک‌ها در مراکز داده، ماژول‌هایی که روی DSPهای PAM4 اجرا می‌شوند مستقر می‌شوند. ماژول هایی که قادر به انتقال 200G داده در ثانیه بر روی یک طول موج نور هستند، دو برابر استاندارد قبلی 100G، در اوایل سال جاری معرفی شدند. اینها به طور موثر به ابرها اجازه می دهند ظرفیت پهنای باند را در همان فضا دو برابر کنند و در عین حال هزینه هر بیت را کاهش دهند. (ماژول های PAM4 نیز اکنون شروع به اتصال دارایی ها در یک رک می کنند.)
برای اتصال مراکز داده یا سایر امکانات دوردست جغرافیایی، از ماژول هایی با DSP های منسجم استفاده می شود. هم پهنای باند و هم فاصله از زمان شروع به کار در اواسط دهه گذشته به طور پیوسته افزایش یافته است تا جایی که ماژول ها می توانند جایگزین مجموعه تجهیزات قدیمی تر و پیچیده تر در بیشتر موارد استفاده شوند. البته سیستم‌های توزیع‌شده به بهبود نرم‌افزاری برای توزیع و هماهنگی بارهای کاری نیز نیاز دارند.
اکنون به مراکز داده بازگردید. به جای ساخت یک مرکز داده 100000 فوت مربعی در یک منطقه دورافتاده و روستایی، اگر یک ارائه دهنده ابر ده مرکز داده 10000 فوت مربعی (به اندازه یک فروشگاه مواد غذایی) را در یک منطقه پرجمعیت تر بسازد چه می شود؟ تأثیر بر شبکه‌های محلی و شبکه‌های توزیع برق می‌تواند در محله‌های مختلف پخش شود و تأثیر آن بر مسکن را کاهش دهد و احتمالاً نیاز به سرمایه‌گذاری اضافی در شبکه را کاهش دهد. همچنین می‌توان قدرت کلی را کاهش داد: به‌جای ارائه جریان‌های ویدئویی به مصرف‌کنندگان از یک مرکز داده در فاصله 1500 مایلی، می‌توان آخرین نسخه‌ها را در یک راهرو شهری مرکز شهر نزدیک به مصرف‌کنندگان ذخیره کرد. توزیع توزیع شده حتی ممکن است ازدحام پهنای باند را کاهش دهد.
این هاب‌های داده کوچک‌تر می‌توانند در مراکز تجاری بسته، مکان‌های صنعتی متروکه، و ساختمان‌های اداری بسته‌شده در جایی که زیرساخت‌های برق هنوز وجود دارد و جوامع می‌خواهند احیا شوند، قرار گیرند. اب؟ برخی از شرکت ها در حال آزمایش با استفاده از آب خاکستری و/یا آلوده برای خنک کردن هستند. غلاف‌های مرکز داده مجازی و مدولار نیز می‌توانند در مزارع خورشیدی یا در مناطقی که بادهای سرد و محیطی می‌توانند برای جایگزینی تهویه مطبوع مکانیکی مهار شوند، قرار بگیرند. با بهره‌گیری از فناوری‌های نوری زیرساختی و روش‌های خلاقانه تفکر در مورد امکانات، یک ارائه‌دهنده خدمات می‌تواند یک مرکز داده مجازی با مقیاس بزرگ ایجاد کند که در حال حاضر جوامع منفی آن را مشاهده می‌کنند.
پس آیا مراکز داده عظیم محکوم به فنا هستند؟ نه. آنها فقط نیاز به بازسازی دارند.
Radha Nagarajan SVP و CTO ارتباط در Marvell و استاد مدعو در دانشگاه ملی سنگاپور است.