Отрасль строительства центров обработки данных переживает самые значительные структурные изменения за последние два десятилетия. Резкий рост спроса на инфраструктуру искусственного интеллекта — обусловленный использованием кластеров графических процессоров, потребляющих от 40 до 100 киловатт на один стойку — выявил фундаментальное противоречие между модульным сборным строительством и традиционной схемой «проектирование-тендер-строительство». Дискуссия между Модульный центр обработки данных и традиционный центр обработки данных Строительство становится всё более многогранным, поскольку гипермасштабный спрос меняет структуру обеих цепочек поставок — и теперь выбор в меньшей степени зависит от идеологии, а в большей — от конкретной рабочей нагрузки, плотности и сроков, определяющих ваше решение.
В чём заключается разница между модульным и традиционным подходами к строительству центров обработки данных
Различие между модульным и традиционным подходами к созданию центров обработки данных заключается в философии, а не только в технических аспектах. Традиционное строительство осуществляется по последовательному процессу, требующему значительных затрат на строительную площадку: земляные работы, возведение каркаса, монтаж инженерных систем и ввод в эксплуатацию выполняются последовательно, и весь процесс от начала строительства до ввода в эксплуатацию обычно занимает от 24 до 36 месяцев. Каждый компонент разрабатывается индивидуально для конкретного объекта, что обеспечивает максимальную гибкость, но также подвергает проект риску задержек из-за погодных условий, узких мест при координации работ различных подрядчиков и совокупного риска срыва графика.
Модульная конструкция позволяет перенести большую часть производственных работ в контролируемые заводские условия. Силовые модули, модули охлаждения и интегрированные ИТ-шкафы изготавливаются и проходят предварительный ввод в эксплуатацию за пределами строительной площадки, в то время как параллельно ведется подготовка площадки. Проект CIMC «Malaysia 2312» мощностью 60 мегаватт — объект из 833 модулей, занимающий площадь 24 гектара — продемонстрировал, что модульные методы позволяют сократить сроки сдачи до менее чем 12 месяцев. Когда готовые модули поступают на площадку, они, как правило, уже собраны на заводе в конфигурации 80%.
Сроки вывода на рынок: сравнение сроков реализации модульных и традиционных центров обработки данных
Сокращение сроков строительства по-прежнему остается наиболее часто упоминаемым преимуществом модульных центров обработки данных по сравнению с традиционными. При традиционном строительстве из-за последовательных технологических зависимостей теряются месяцы: подготовка площадки занимает от трех до шести месяцев, строительные работы — от восьми до двенадцати месяцев, монтаж инженерных систем — от шести до девяти месяцев, а ввод в эксплуатацию — ещё от трёх до шести месяцев.
В «Глобальном обзоре центров обработки данных 2024» от Uptime Institute отмечается, что модульные системы могут обеспечить доступность на уровне 99,982% уже в первый год эксплуатации, в то время как традиционным объектам часто требуется от 18 до 24 месяцев операционной настройки для достижения аналогичного уровня надежности.
Однако появилось одно важное «но». Тот же спрос, обусловленный искусственным интеллектом, который делает модульные решения привлекательными, создает нагрузку на производственные мощности. По данным gbc engineers, в 2024 году сроки поставки специально разработанных модулей питания и охлаждения от некоторых поставщиков достигли 18–24 месяцев. Когда очереди на заводах растягиваются настолько, преимущество в скорости может исчезнуть ещё до отгрузки первого модуля.
Если ваши сроки исчисляются месяцами, а не годами, проверка наличия свободных производственных мощностей становится не менее важной, чем оценка самой технологии. Это ограничение со стороны поставщиков меняет соотношение преимуществ модульных и традиционных центров обработки данных для операторов, которые не могут позволить себе рисковать в вопросах сроков поставки.
Поэтапное введение в эксплуатацию и риск нереализованных производственных мощностей
Финансовая структура модульных и традиционных проектов центров обработки данных различается не только с точки зрения простого сравнения затрат на мегаватт. В основе финансового анализа модульных и традиционных центров обработки данных лежит вопрос о том, когда вкладываются капитальные средства, а не только о том, в каком объеме.
Традиционное строительство, как правило, требует вложения капитала в полную конечную мощность объекта с самого первого дня: каркас, конструкция, энергетические помещения и холодильная установка рассчитываются с учетом конечных параметров. Согласно данным по проектам, проанализированным инженерами gbc, в день открытия от 30 до 50 процентов построенных мощностей могут простаивать, не принося дохода, но при этом по-прежнему требуя затрат на финансирование.
Модульное развертывание позволяет использовать модель «оплата по мере роста». Операторы могут развернуть первую фазу модулей — например, блоки мощностью 250 киловатт с соответствующими системами электроснабжения и охлаждения — и наращивать мощность только по мере появления спроса. Это преимущество модульного подхода по сравнению с традиционным поэтапным развертыванием центров обработки данных позволяет снизить долю неиспользуемых мощностей до уровня ниже 15 процентов при тщательном планировании.
Если вы строите объект мощностью от 5 до 50 мегаватт и ожидаете постепенного роста нагрузки, а не мгновенного выхода на полную мощность, модульный подход позволяет отложить значительные капитальные затраты до тех пор, пока не появятся доходы, необходимые для их покрытия. Преимущество отсроченных капитальных затрат особенно актуально, когда ваш прогноз спроса сопряжен с реальной неопределенностью — именно такой сценарий характерно для планирования инфраструктуры искусственного интеллекта в 2025 и 2026 годах.
Плотность и охлаждение: почему ИИ меняет правила игры
Рабочие нагрузки искусственного интеллекта переворачивают с ног на голову представления о тепловых режимах, которые на протяжении двух десятилетий определяли проектирование центров обработки данных — и именно здесь дискуссия о сравнении модульных и традиционных центров обработки данных переходит от вопросов стоимости к вопросам функциональных возможностей. Традиционные объекты с фальшполом проектировались с расчётом на нагрузку от 5 до 10 киловатт на стойку.
В новейших конфигурациях NVIDIA для вычислений на базе искусственного интеллекта обычно предусмотрена мощность от 40 до 100 киловатт на стойку, а в планах развития следующего поколения предусмотрено еще большее увеличение этой величины. Модернизация традиционного объекта с учетом таких показателей плотности требует полной переработки архитектуры распределения электроэнергии и системы охлаждения — процесс, который может занять столько же времени, сколько и сама закупка модульных систем.
Специализированные модульные системы, разработанные для жидкостного охлаждения с высокой плотностью размещения, естественным образом соответствуют этим нагрузкам — модуль проектируется с учетом тепловых и энергетических требований стойки, а не наоборот. Системы жидкостного охлаждения с прямым контактом с микросхемами и корпуса, пригодные для погружного охлаждения, могут быть интегрированы на заводе-изготовителе до того, как модуль поступит на объект.
Если ваш план развертывания предусматривает использование кластеров графических процессоров или инфраструктуры для обучения моделей искусственного интеллекта, встроенный в модульные конструкции запас по плотности становится непосредственным эксплуатационным преимуществом, а не источником проблем при будущей модернизации. Согласно данным сайта introl.com, готовые модули с жидкостным охлаждением теперь обеспечивают плотность в одной стойке, превышающую 100 киловатт, а сроки развертывания сокращаются до 8–10 месяцев.
Энергоэффективность: разница в показателе PUE между модульными и традиционными системами
Показатель эффективности использования энергии (PUE) позволяет оценить влияние инженерных решений на текущие затраты на электроэнергию, а разница между модульной и традиционной архитектурой центров обработки данных является как измеримой, так и значимой с финансовой точки зрения. По данным Uptime Institute, средний по отрасли годовой показатель PUE составляет примерно 1,56 для всех объектов, в то время как современные, хорошо спроектированные объекты обычно достигают значений от 1,30 до 1,35. Модульные системы с их топологиями ИБП, налаженными на заводе, и конструкциями теплообменников, оптимизированными для работы в режиме экономного охлаждения, как правило, находятся в нижней части этого современного диапазона. В рамках модульного проекта CIMC Malaysia 2312 был достигнут годовой показатель PUE на уровне 1,4 — этот показатель выгодно отличается от среднеотраслевого, при этом затраты на строительство в расчете на ватт остаются на том же уровне.
При средней ИТ-нагрузке в 1 мегаватт каждое улучшение показателя PUE на 0,10 позволяет сэкономить примерно 876 мегаватт-часов в год. За десятилетний срок эксплуатации эта экономия складывается в миллионы. Для операторов, сравнивающих модульные и традиционные варианты центров обработки данных с точки зрения совокупной стоимости, операционные расходы на электроэнергию становятся решающим фактором — при этом выбор, сделанный на этапе строительства, имеет неизбежные последствия, которые невозможно полностью нивелировать с помощью оперативной настройки.
Расхождение: когда масштаб определяет ответ
Складывается не ситуация, при которой «победитель забирает всё», а структурное разделение рынка, в результате чего вопрос о том, что лучше — модульные или традиционные ЦОДы, можно решить только с учётом масштаба проекта. При строительстве кампусов гигаваттного масштаба традиционное строительство сохраняет реальные преимущества в сфере закупок: крупные гипермасштабные операторы могут вести переговоры напрямую с производителями оборудования на таких объемах, с которыми ни один поставщик модульных решений не сможет сравниться в пересчете на единицу оборудования.
Развертывание компанией Microsoft в 2024 году модульных центров обработки данных в 14 регионах Azure — при среднем сроке от заключения контракта до ввода в эксплуатацию, составляющем 13 месяцев — показывает, что даже гипермасштабируемые компании внедряют модульные решения выборочно, однако при строительстве крупнейших кампусов индивидуальный проект по-прежнему обеспечивает наибольшую экономическую эффективность.
В сегменте ниже гипермасштабного уровня модульные решения завоевывают все большую популярность. Корпоративные операторы, строящие объекты мощностью от 5 до 50 мегаватт, провайдеры услуг колокации, расширяющие региональные мощности, а также компании, внедряющие технологии искусственного интеллекта на периферии, приходят к выводу, что модульные решения лучше подходят для их задач, чем ввод в эксплуатацию полностью индивидуально разработанных систем.
Поставщики оборудования, такие как SOETECK, которые обеспечивают интегрированную инфраструктуру электропитания и охлаждения, от которой зависят модульные конструкции, наблюдают сдвиг спроса в сторону стандартизированных строительных блоков высокой плотности, заказываемых в качестве конечных решений для объектов, а не в виде отдельных компонентов из каталогов. Компромиссом для вашего проекта является некоторое ограничение возможностей перенастройки в долгосрочной перспективе, но при инвестиционном горизонте от пяти до десяти лет преимущество в виде быстрого получения дохода делает этот риск приемлемым.
Как сделать правильный выбор: модульный или традиционный центр обработки данных
В конечном итоге решение сводится к трём переменным, характерным для конкретного проекта: масштаб, плотность и срочность. Если вы развертываете кампус мощностью более 100 мегаватт с пятилетним планом поэтапного строительства и сильным собственным инженерным потенциалом, преимущества традиционного строительства в плане закупок и оптимизации с учётом особенностей площадки по-прежнему остаются весомыми. Если же вы планируете в течение ближайших 18 месяцев построить объект мощностью 10 мегаватт для размещения кластеров графических процессоров, модульный подход почти наверняка станет более быстрым и менее рискованным вариантом.
Самая распространенная ошибка, которую допускают операторы, — это восприятие этого выбора как окончательного. Гибридные стратегии — традиционная архитектура «оболочка и ядро» с постепенным внедрением модульных блоков питания и охлаждения — становятся всё более распространёнными и зачастую сочетают в себе лучшие черты обеих моделей. В анализе инженеров GBC отмечается, что операторы предприятий теперь реже задают вопросы о стоимости за киловатт, а чаще интересуются тем, какой метод даст им уверенность в том, что объект будет готов к эксплуатации до поступления выделенных им графических процессоров.
Какой бы путь вы ни выбрали, направление движения очевидно: эпоха, когда на создание дата-центра приходилось ждать три года, подходит к концу. В условиях конкуренции между модульными и традиционными дата-центрами, где все большее значение приобретает скорость, успеха добьются те объекты, которые смогут согласовать скорость развертывания с реальным темпом роста ваших вычислительных потребностей — а не с графиком строительства, составленным до того, как искусственный интеллект изменил правила игры.
