Атомная батарейка для ЦОД
Наши гаджеты с каждым годом становятся все меньше, легче, экономнее. Это — очевидная, необратимая тенденция. Покупая в Applestore свой ультратонкий iBook, мало кто из нас думает, что за этим и подобными ему миловидными созданиями стоят мега-дата-центры. Зачастую это уродливые по дизайну, пожирающие несметное количество энергии инфраструктурные узлы, такие себе монстры, что обеспечивают наш повседневный комфорт. Прямо или посредственно уменьшение наших гаджетов вызывает увеличение ЦОДов. Благодаря повсеместному появлению высокоскоростного интернета разработчикам планшетов, смартфонов удается все большую часть физических ресурсов из портативных приспособлений переместить в удаленные ЦОДы. Современные дата-центры в отличие от своих ранних версий, размещенных в небольших подсобных помещениях при научных и деловых учреждениях, скорее напоминают сталепрокатные заводы, как по площади, так и по потребляемым ресурсам, а по уровню режима охраны не уступают порой и военным базам. Все указанные выше факторы и передовые разработки ученных в сфере создания портативных ядерных реакторов наталкивают на мысль, а что если…
Энергетические пожирателиКак говорится: «Маленькие дети — маленькие проблемы, большие дети — большие проблемы». Это применимо и к потреблению электроэнергии дата-центрами. Как показывает статистика, чем крупнее ЦОД, тем более близок его PUE к единице, ведь чем больший масштаб дата центра, тем более целесообразны там инвестиции по увеличению его энергоэффективности. В то время как коэффициент PUE для малых дата центров может перевалить и за 4.0, у больших ЦОДов он за частую не превышает значения в 2.0. Но, даже имея на руках такую статистику, масштабы дата-центров, скажем, от Google или Facebook, не оставляют шансов энергетическим сетям тех регионов, где они возводятся.В то время как большинство телекоммуникационных гигантов тщательно скрывают свою внутреннею информацию, детище Цукерберга делится ею со всеми желающими, и вот выдержки из нее.
По данным за 2013 год на функционирование всех дата центров от Facebook было истрачено 787 000 мегаватт электроэнергии. Учитывая общее количество серверов корпорации, эксперты в общем сходятся на цифре в 200 000, моментальное потребление энергии одного сервера в среднем составляет около 0.45 киловатт. И не стоит забывать, что эти данные актуальны для дата центров с усредненным феноменальным коэффициентом PUE 1.09!
Цифры воистину впечатляющие. К примеру, дата-центры, размещенные в Приневиле и Форест Сити, потребляют энергии больше, нежели их города-спутники с населением около 10 тысяч человек. Такое положение вещей является вызовом для всей существующей инфраструктуры, электросети, конечно же, не исключение. Что делать? Одним из ответов на этот вопрос может стать разработанный доктором Оттисом Питом Петерсоном, работающим в Национальной Лаборатории Лос-Аламос (США), портативный ядерный реактор.
АЭС Hyperion — портативная атомная электростанция
Разработанная еще в 2008 году, мини-АЭС впечатляет своими характеристиками. По заявленным данным «Hyperion» являет собой реактор мощностью порядка 25 МВт в подземной компоновке, способный обеспечить электричеством 20 тысяч частных домов. Это модульный реактор, и с ростом потребностей вполне возможно подключать дополнительные модули на выбранной площадке. Реактор целиком автоматизирован и не требует обслуживания персоналом. Единственное, что отводится человеку — это мониторинг. По проекту блок настроен так, чтобы немедленно глушиться при возникновении значительных отклонений от режимов нормальной эксплуатации.
Срок службы реактора от 5 до 10 лет без перегрузки, после чего он будет отправляться для заправки новой порцией ядерного горючего на завод. В реакторе используется уран-гидридное топливо, причём обогащение урана выбрано менее 20%. Цена такого изделия варьируется от 25 до 30 миллионов долларов.
По расчетам проектантов цена одного киловатта вырабатываемого мини АЭС не превысит 10 американских центов, что в свою очередь даже дешевле чем в среднем стоимость по США. Также в актив такого решения можно записать отсутствие дополнительных издержек на модернизацию всей электросети территории, необходимость в которой естественно возникает при возведении на ней такого активного потребителя энергии как ЦОД.
Специфика функционирования дата-центров Анализируя возможность применения портативных АЭС в условиях дата-центров, не стоит забывать про те технические условия, с которыми сталкиваются ЦОДы.Очевидными плюсами такого решения являются 100% подконтрольность источника энергии. Риски обрыва высоковольтной линии где то за сотни километров, естественно, исключаются, так как вся инфраструктура размещается в границах одной площадки. Защищенность от перегрузок электросети совместными пользователями магистральной линии — тоже очевидный плюс. Также появляется возможность размещения огромных дата-центров в отдаленных районах крайнего сервера с наилучшими климатическими условиями для его более эффективного функционирования (при условии решения проблемы с каналами связи).
Проблемы могут возникнуть со спецификой функционирования ядерного реактора, диапазон изменения нагрузок на него может быть очень ограниченным и довольно инертным, что в условиях каждодневных всплесков активности в работе ЦОД может составить проблему. Также не стоит забывать про дублирование источника энергии, в качестве которого еще один реактор — вещь довольно сомнительная по причине все того же отсутствия гибкости источника. Проблемы с безопасностью становятся еще более острыми. Любой ядерный реактор может стать целью террористов, что просто обязывает эксплуатирующую его компанию особо ответственно отнестись к безопасности объекта, а это, конечно, дополнительные расходы. Также на пути распространения такого рода технологий может стать национальное законодательство целого ряда стран, которое просто запрещает размещение на своей территории ядерных технологий.
Экологичность
Экономика решения применить портативную АЭС вполне логична, но на сколько оно будет экологично? Не вызовет ли социальный протест «закопанная за соседней спорт-площадкой АЭС»? 
Как видно из выше приведенных материалов, любезно предоставленными сотрудниками Facebook, можно проанализировать структуру потребляемой электроэнергии их дата центрами. Хоть она и весьма условна, но общую картину дает.
Как можно видеть, только за последние два года часть в потреблении серверной инфраструктурой атомной энергии увеличилась почти вдвое, в то время как часть восстанавливаемой энергетики почти вдвое уменьшилась. Удивительного тут ничего нет, ведь только атом может гарантировано прокормить такого гиганта. Что говорить, а ведь дата центры от Facebook далеко не самые крупные представители своего рода (ни единого ЦОД среди Топ 10 самых крупных).
В то время когда «зеленая» энергетика просто не в силах насытить возрастающие потребности потребителей, ядерная энергия приходит на помощь, и ветряками тут никак не обойдешься. Если же сравнивать традиционные электростанции на углеводородах, то вопросов по экологичности к ним возникает поболее, нежели к мирному атому. Все это чудесно понимают и готовы с этим мирится, но, как это часто водится, если стоит этот реактор «не на соседней улице».
Итог
Насколько бы не звучало всё вышеизложенное вызывающе, а для кого-то, может быть, даже дико, прогресс не остановить. ИТ-бизнес с каждым годом все более набирает вес. Легкость и дешевизна решений, которые нам предлагают на каждом шагу компании, несет за собой невидимый груз сложных вопросов и выбора. Куда нас заведет прогресс в погоне за функциональность и дешевизной наших девайсов — покажет только будущее.P.S. Советские ученные как всегда впереди планеты всей
ТЭС-3 — транспортабельная атомная электростанция, перевозимая на четырёх самоходных гусеничных шасси, созданных на базе тяжёлого танка Т-10
