Може ли Космосът да бъде следващият хоризонт за центровете за данни?

18.10.2023 277 0

Центровете за данни са важен ресурс и много индустрии разчитат на тях, за да управляват ИТ частта на своя бизнес. Те се нуждаят от стабилна инфраструктура, за да се справят с целия трафик на данни. Дълго време това означаваше, че повечето внимание пада главно върху оптичните връзки и понякога върху мобилните.

Но защо да не погледнем и към една изцяло нова ниша? Трябва ли центровете за данни да гледат към небето и дори отвъд него? Напоследък все повече се говори за сателити, предлагащи допълнителен комуникационен капацитет за центровете за данни. Освен това има идеи за създаване на центрове за данни в космоса не само за бъдещи бизнес начинания, базирани там, но и за използване на/от Земята. Изглежда, че космосът може и трябва да бъде следващата голяма ниша за дейта центровете и придружаващата ги инфраструктура. Нека да разгледаме повече подробности за тези възможности.

Космосът се нуждае от повече технологии

Сателитите се превърнаха в един от най-важните помощници на учените за наблюдение на събитията на Земята. Сателитите също са ключова част от световните комуникации и в трафика на данни. Те имат много роли, но често големите разстояния причиняват забавяне при предаването на големи количества данни. Също така е проблем, че сателитите често нямат необходимите хардуерни ресурси, за да анализират данните сами и трябва да ги изпращат до Земята и обратно. Те нямат този хардуер, защото това би добавило тегло и други предизвикателства, като по този начин значително ще увеличи разходите за извеждане в орбита.

Поради това повечето сателити са „изостанали“ и със стар хардуер, който далеч не е достатъчно мощен за днешните стандарти. И всичко това, докато ИТ индустрията на Земята продължава да се развива и подобрява с бързи темпове. Това създава голяма разлика в производителността между космическите и наземните ИТ системи.

Освен това се говори много най-сетне да започне изграждането на комерсиална космическа индустрия. За целта ще е нужно да се добавят комерсиални космически станции, още повече сателити, ще има разнообразни космически проекти, генериране на енергия и амбициозни цели като космически туризъм, дори космически хотели. Нищо от това не може да се случи по начините, които всички ние си представяме – да имаме подобни на Земята цифрови възможности и изживявания – без първо да изведем земните информационни технологии в космоса.

Това означава изграждане на центрове за данни в космоса. Всъщност там вече има един. Това е HPE Spaceborn Computer-2, изпратен до Международната космическа станция (МКС) през февруари 2021 г. Той разполага с обикновен хардуер и не е защитен, което означава, че няма допълнителен мониторинг или защита от космическите условия, както обикновено се прави с космическата електроника.

Разбира се, този център за данни е миниатюрен в сравнение с тези на Земята. Той разполага с две машини – HPE Edgeline Converged EL4000 Edge и HPE ProLiant, всяка от които използва и Nvidia T4 GPU за обработка на задачи с изкуствен интелект. Центърът за данни помага на астронавтите да изпълняват реални задачи с него и също така служи като експеримент за това как компонентите ще се справят с космическите условия.

Новият хардуер подчертава огромната разлика в изчислителната мощност. За основните си системи МКС използва процесори Intel 80286SX, които са от края на 80-те години, отбелязва DataCenterKnowledge. Има и повече от 100 лаптопа и допълнителни таблети и други устройства, които действат като терминали. Тези устройства се използват и за сърфиране в интернет, имейли и дори за забавление.

Основните системи на МКС са защитени допълнително. Това означава, че те са с екраниране и имат точни копия, готови да влязат в действие, ако има неизправност. Всичко това отнема време за разработване и тестване и след това за извеждане в космоса. И е скъпо.

Ето защо, космическите учени и ИТ експертите работят върху по-добри, по-модерни начини. Един от тях е да се настроят дейта центрове в космоса, които могат да се справят с повечето компютърни нужди за космически станции и сателити. Така съоръжението ще бъде по-лесно за изстрелване в космоса и по-бързо и лесно за обмен. В идеалния случай разходите също ще бъдат споделени между клиентите, което ще позволи по-честото надграждане.

Космосът може да помогне за подобряване на връзките към центровете за данни

Има още един начин, по който космосът може да помогне на центровете за данни на Земята – ставайки част от тяхната комуникационна инфраструктура. В момента дейта центровете почти не разчитат на сателитни комуникации. Това е иронично, като се има предвид, че обикновеният човек всъщност смята, че повечето от международните трансфери на данни преминават през космоса, а не през огромната подводна кабелна мрежа.

Реално космическите комуникации имат малък капацитет в сравнение със земните. EuroConsult изчислява, че общият глобален сателитен капацитет ще достигне 50 Tbps до 2026 г. (в момента е малко по-малко от 25 Tbps), докато общият капацитет на подводните кабели за 2026 г. се предвижда да достигне 8750 Tbps, съобщава DataCenterDynamics.

При такава огромна разлика, защо изобщо да се обръща внимание на космоса? Заради големия потенциал. Преди да навлезем в подробности, нека изясним: не говорим за космически трансфери на данни, които да заменят оптичните трасета. Освен ако няма някакво значимо техническо откритие в бъдеще, засега това не е реалистично. Но космическите комуникации могат да се превърнат в полезен резервен актив и могат също така да помогнат за даване на допълнителен тласък в капацитета (и скоростта благодарение на новите технологии), когато е необходимо.

Например O3b Networks вече има сателити с капацитет до 10Gbps и работи за постигане на глобално покритие в рамките на годината. Тези сателити могат да предоставят до 5000 лъча на сателит, което означава, че множество компании могат да имат самостоятелни високоскоростни връзки, които са насочени от точка до точка. Капацитетът е толкова голям, че телекомите могат да свързват множество базови станции към една точка, а операторите на центрове за данни могат да свързват множество от тях помежду им за резервна връзка.

„Когато говорим за свързаност на центрове за данни, можем да покрием толкова голяма част от Земята и така пълноценната връзка „ от край до край“ не е чак толкова различна от това, което бихте направили с оптична мрежа, като не се налага да преминавате през куп рутери“, казва Карл Хорн, вицепрезидент и ръководител на отдела за решения за данни на телекоми в SES към DataCenterDynamics.

Microsoft и AWS вече имат самостоятелни сделки със SES за предоставяне на „изолирани“ центрове за данни за правителството на САЩ, които имат такива терминали за обратна връзка към клауда чрез сателит. Засега това е само резервен капацитет при необходимост. „Нищо никога няма да замени оптичните трасета като нещо, което осигурява този капацитет, но те все пак могат да бъдат повредени. Направихме различни проекти с някои от доставчиците на облачни услуги върху тяхната собствена инфраструктура и разглеждаме как можем да подсигурим връзките“, казва Хорн.

Ще има нови предизвикателства

Няма значение дали става дума за подобряване на връзките сателит-Земя или за създаване на изведени в орбита центрове за данни, всички космически ИТ проекти ще донесат много нови предизвикателства. Връщайки се към споменатия по-рано дейта център Spaceborne Computer-2, проектът ще помогне да се открият и решат много от тези предизвикателства. Например как да защитим компютрите от космическата радиация без допълнителни защити.

През 2017 г. HPE изпрати до МКС Spaceborne Computer-1. Той прекара почти две години там, въпреки че беше планиран само за една година. Този компютър имаше два сървъра, които изпълняваха бенчмарк тестове през цялото време без почивка. Машината не беше екранирана и стоеше в шкаф на МКС. Имаше и идентична система на Земята, изпълняваща едни и същи бенчмаркове по същото време за сравнение. В крайна сметка машината на МКС изпълни 50 000 бенчмарка и отчете 0 грешки.

Но имаше други проблеми. Системата разполагаше с 20 SSD устройства. Девет от тях се повредиха в космоса, докато само един се развали в системата-близнак, която беше на Земята. Имаше и 5 пъти повече поправими грешки в космическата система, но всички те са се самокоригирали.

Затова новата система е насочена върху подобрения за SSD и използва графичен процесор за изкуствен интелект, машинно обучение и обработка на изображения. Новата система се представя по-добре, но също така не е натоварена толкова много, тъй като не изпълнява бенчмаркове. Вместо това се използва от астронавтите за реални задачи в ежедневието им. Основната полза? По-голямата част от обработката на данни сега се извършва на МКС и само резултатите се изпращат на Земята. Това намалява обема на предаваните данни с 20 000 пъти.

„Сега учените тук на Земята могат да мислят за неща, които дори не са били възможни преди. Щом мога да обработя данните за 13 минути и да изтегля резултатите за две секунди, мога да наблюдавам здравето на астронавтите всеки ден вместо веднъж на месец“, казва Марк Фернандес, част от проекта Spaceborne Computer-2 в HPE, към DataCenterKnowledge. Например учените вече могат да анализират и ДНК на гризачи и растения директно на МКС, вместо да прехвърлят данни от станцията до Земята и обратно.

Останалите предизвикателства за решаване са свързани с комуникациите. И там HPE работи върху множество тестове и симулации, като ще има още много работа за вършене. Това включва подобрения и тестове на комуникации сателит-сателит, нови комуникационни протоколи за всички участници – трансфери космос-космос и космос-Земя и обратно.

И нека не забравяме киберсигурността и криптирането. Когато добавим нови цифрови устройства и комуникации, хакерите веднага ще поискат да ги пробият. А в космоса това може да има тежки последици. Така че сигурността трябва да е на ниво.

Има и някои предизвикателства, които са специфични за космоса, отбелязва TechMonitor. Например базираните в космоса центрове за данни могат да бъдат повредени от сблъсъци с микрометеорити, космически боклук или други сателити. Геомагнитните бури също могат да ги извадят от експлоатация. Това също трябва да се вземе предвид, тъй като няма да е добре, ако бъдещи космически бизнеси или просто сателити за мониторинг внезапно останат без своите космически центрове за данни. Така че ще трябва да има бекъп центрове в космоса и винаги трябва да има „резервни центрове за данни“ на Земята, готови за бързо извеждане в орбита, ако е необходимо.

Поне захранването и охлаждането не би трябвало да са проблем, тъй като и двете са практически неограничени в космоса. Все пак, ще са необходими някои нови технологии за по-доброто използване на тези ресурси.

Но всичко това означава повече иновации, повече бизнес възможности и по-добри хоризонти за икономически растеж. По-голямата сложност на космоса ще означава, че напредъкът ще бъде много по-бавен в сравнение с наземните проекти, но в дългосрочен план ще си заслужава. Поне това е надеждата.

Вашият коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван.