Introducción
No es extraño que la industria de los centros de datos aproveche soluciones innovadoras de sostenibilidad. Durante mucho tiempo, los recursos naturales de la Tierra se han utilizado como medio para mejorar la eficiencia energética, desde instalaciones construidas en latitudes más altas y frías hasta centros de datos construidos directamente en el fondo del océano para maximizar el enfriamiento del agua de mar. Pero, ¿qué pasa si fijamos nuestras miras en algo más alto? arriba en la Tierra?
¿Qué es HAP?
Recientemente, los centros de datos satelitales han atraído un interés creciente como una frontera informática recientemente definida. Sin embargo, esta arquitectura de centro de datos tiene varios inconvenientes, como el alto costo, la latencia adicional y las cargas útiles limitadas. Curiosamente, las plataformas de gran altitud (HAP) parecen ser una buena compensación entre estas tecnologías combinadas, ya que proporcionan un área de cobertura más grande que los sistemas submarinos, soportan cargas útiles más significativas y garantizan un mantenimiento más fácil y una latencia más baja que los satélites.
El término "HAP (plataforma de gran altitud)" generalmente se refiere a una plataforma que flota a gran altura, como un dirigible, un globo o un dron sobre la atmósfera. Publicado en octubre de 2023,Plataformas de gran altitud habilitadas para centros de datos: una solución ecológicaAlternativa informáticaevalúa los beneficios energéticos potenciales del HAP, un sistema de centro de datos conceptual en el que los servidores están alojados en una aeronave tipo dirigible llena de helio.
¿Por qué habilitamos HAP para el centro de datos?
En primer lugar, el HAP se encuentra en la estratosfera, lo que ahorra energía de refrigeración debido a la temperatura atmosférica naturalmente más baja (entre 50 grados Celsius y 15 grados Celsius). Como resultado, el HAP que admite centros de datos puede descargar algunas cargas de trabajo de los centros de datos terrestres, ahorrando la energía de refrigeración asociada.
Además, debido a la gran superficie de HAP y su posición por encima de las nubes, HAP puede albergar grandes paneles solares, obteniendo así una gran cantidad de energía solar. HAP suministra al servidor energía solar recogida durante el día y almacenada en baterías de litio-azufre durante la noche. Por lo tanto, la energía solar recolectada puede cubrir completamente la potencia informática requerida por los servidores del centro de datos; Al mismo tiempo, se aplican eficazmente las estrategias necesarias de conversión y gestión de energía.
En segundo lugar, HAP está ubicado a gran altitud y, debido a la gran cobertura terrestre y a la ausencia de obstáculos en el horizonte, son posibles enlaces de comunicación LoS con múltiples receptores. Como resultado, HAP puede establecer un enlace directo confiable con una gran cantidad de estaciones base terrestres. Estas ventajas permiten que HAP, que respalda los centros de datos, brinde una gran cantidad de servicios informáticos que van desde el soporte de aplicaciones de iot hasta sistemas de transporte inteligentes, como se muestra en la Figura 1.
Desafiado por la realidad
Tenga en cuenta que esta solución propuesta sigue siendo en gran medida un concepto teórico. Los propios investigadores se apresuran a destacar los numerosos desafíos que deben superarse para hacer realidad los centros de datos de plataformas a gran altitud.
Es importante reducir la energía consumida por el centro de datos terrestre maximizando la cantidad de servidores a bordo y el esfuerzo informático descargado a HAP. Sin embargo, la adopción de esta tecnología conduce a un dilema en la utilización de recursos porque el consumo de energía y la utilización de recursos están fuertemente acoplados. Por un lado, la sobreutilización de los recursos disponibles amenaza las capacidades físicas del sistema y puede producir servidores disfuncionales o HAP desequilibrados. Por ejemplo, la utilización elevada de la unidad central de procesamiento (CPU) y/o la utilización de la memoria sobrecargan el servidor y hacen que el sistema deje de responder o se congele.
Por otro lado, la subutilización de los recursos disponibles puede provocar el envejecimiento de los servidores y un importante desperdicio de energía, ya que los servidores inactivos pueden consumir hasta el 60% de su energía máxima. Por lo tanto, es valioso emplear técnicas apropiadas de gestión de recursos (por ejemplo, consolidación, contenedorización) en los centros de datos de soporte HAP para reducir la cantidad de energía consumida sin descuidar la capacidad física de los recursos disponibles.
Desde un punto de vista financiero, es necesario considerar la viabilidad económica del HAP que respalda el centro de datos. Esto implica gastos de capital, como el costo de la plataforma HAP y los servidores inalámbricos, así como gastos operativos, como los costos de energía. En la evaluación general de la rentabilidad, pueden prolongar la adopción de HAP. Desde un punto de vista técnico, HAP enfrenta desafíos técnicos ya que las condiciones climáticas inestables en la estratosfera imponen mayores exigencias a la electrónica. Además, el mantenimiento de dirigibles y servidores a gran altitud requiere consideraciones de equilibrio entre la calidad computacional del servicio y la duración de la misión.
Conclusión
En conjunto, el apoyo de HAP al centro de datos como una solución de sostenibilidad innovadora puede impulsar un replanteamiento de dónde se procesan los datos para mejorar la sostenibilidad. Aunque aún quedan algunos desafíos por resolver, este novedoso concepto ofrece una posibilidad para el desarrollo futuro de centros de datos. Se necesitan más investigaciones y prácticas para superar los desafíos técnicos y financieros y maximizar sus beneficios energéticos potenciales.