HAP: un nou horitzó per a la informàtica verda de centres de dades

No és estrany que la indústria dels centres de dades aprofiti solucions innovadores de sostenibilitat. Durant molt de temps, els recursos naturals de la Terra s'han utilitzat com a mitjà per millorar l'eficiència energètica, des d'instal·lacions construïdes en latituds més fresques i més altes fins a centres de dades construïts directament al fons de l'oceà per maximitzar la refrigeració de l'aigua de mar. a la Terra?

Recentment, els centres de dades per satèl·lit han despertat un interès creixent com a frontera informàtica recentment definida. Tanmateix, aquesta arquitectura de centre de dades té diversos inconvenients, com ara un cost elevat, latència addicional i càrregues útils limitades. Curiosament, les plataformes d'altitud (HAP) semblen ser un bon compromís entre aquestes tecnologies combinades, ja que proporcionen una àrea de cobertura més gran que els sistemes submarins, admeten càrregues útils més importants i garanteixen un manteniment més fàcil i una latència menor que els satèl·lits.

El terme "HAP (plataforma d'altitud)" sol referir-se a una plataforma flotant a gran altitud, com un dirigible, un globus o un dron per sobre de l'atmosfera. Publicat l'octubre de 2023,Plataformes d'alta altitud habilitades per al centre de dades: un verdAlternativa informàticaavalua els beneficis energètics potencials del HAP, un sistema de centre de dades conceptual en el qual els servidors s'allotgen en un dirigible ple d'heli.

En primer lloc, HAP es troba a l'estratosfera, la qual cosa estalvia energia de refrigeració a causa de la temperatura atmosfèrica naturalment més baixa (entre 50 graus centígrads i 15 graus centígrads). Com a resultat, HAP que admet els centres de dades pot descarregar algunes càrregues de treball dels centres de dades terrestres, estalviant l'energia de refrigeració associada.

A més, a causa de la gran superfície de HAP i la seva posició sobre els núvols, HAP pot albergar grans plaques solars, obtenint així una gran quantitat d'energia solar. HAP subministra al servidor l'energia solar recollida durant el dia i emmagatzemada en bateries de liti i sofre a la nit. Per tant, l'energia solar recollida pot cobrir completament la potència de càlcul requerida pels servidors del centre de dades; Al mateix temps, s'apliquen eficaçment les estratègies de gestió i conversió d'energia necessàries.

En segon lloc, HAP es troba a gran altitud i, a causa de la gran cobertura del sòl i sense obstacles a l'horitzó, són possibles enllaços de comunicació LoS amb múltiples receptors. Com a resultat, HAP pot establir un enllaç directe fiable amb un gran nombre d'estacions base terrestres. Aquests avantatges permeten que HAP, que admet centres de dades, ofereixi una gran quantitat de serveis informàtics que van des de suport a aplicacions iot fins a sistemes de transport intel·ligents, tal com es mostra a la figura 1.

Tingueu en compte que aquesta solució proposada encara és en gran part un concepte teòric. Els mateixos investigadors destaquen ràpidament els nombrosos reptes que cal superar per fer realitat els centres de dades de plataformes d'altitud.

És important reduir l'energia consumida pel centre de dades terrestre maximitzant el nombre de servidors integrats i l'esforç informàtic descarregat a HAP. Tanmateix, l'adopció d'aquesta tecnologia comporta un dilema d'utilització dels recursos perquè el consum d'energia i la utilització dels recursos estan fortament relacionats. D'una banda, la sobreutilització dels recursos disponibles amenaça les capacitats físiques del sistema i pot produir servidors disfuncionals o HAP desequilibrats. Per exemple, l'ús elevat de la unitat de processament central (CPU) i/o la utilització de la memòria sobrecarreguen el servidor i fan que el sistema no respongui o es congeli.

D'altra banda, la infrautilització dels recursos disponibles pot provocar un envelliment del servidor i un malbaratament energètic important, ja que els servidors inactius poden consumir fins a un 60% de la seva potència màxima. Per tant, és valuós emprar tècniques adequades de gestió de recursos (p. ex. consolidació, contenidorització) als centres de dades de suport HAP per reduir la quantitat d'energia consumida sense descuidar la capacitat física dels recursos disponibles.

Des d'un punt de vista financer, s'ha de considerar la viabilitat econòmica de HAP donant suport al centre de dades. Això implica despeses de capital, com ara el cost de la plataforma HAP i els servidors a l'aire, així com despeses operatives, com ara els costos d'energia. En l'avaluació global de la rendibilitat, poden allargar l'adopció de HAP. Des d'un punt de vista tècnic, HAP s'enfronta a reptes tècnics, ja que les condicions meteorològiques inestables a l'estratosfera exigeixen més l'electrònica. A més, mantenir dirigibles i servidors a gran altitud requereix equilibrar consideracions entre la qualitat computacional del servei i la durada de la missió.

En conjunt, HAP que dóna suport al centre de dades com a solució innovadora de sostenibilitat pot impulsar un replantejament d'on es processen les dades per millorar la sostenibilitat. Tot i que encara queden alguns reptes per resoldre, aquest concepte nou ofereix una possibilitat per al desenvolupament futur del centre de dades. Es necessiten més investigacions i pràctiques per superar els reptes tècnics i financers i maximitzar els seus potencials beneficis energètics.