Холодная цифра: российская Арктика станет глобальным хранилищем данных

Крупнейшие мировые ИТ-корпорации, такие как Google и Facebook, активно строят свои новые дата-центры за полярным кругом (в Швеции и Финляндии) либо вплотную к его границам (в Исландии).

Среди причин выбора этих локаций: холодный климат, доступная электроэнергия и наличие площадей для строительства. В России арктические регионы занимают 18% от всей территории, и за последние десятилетия там наблюдалась экономическая стагнация и массовый отъезд населения «на материк». Одним из реальных драйверов нового подъема нашей Арктики может стать строительство там центров обработки данных (ЦОД) ведущими российскими и иностранными технологическими компаниями. В декабре 2019 в Санкт-Петербурге состоялся IX международный форум «Арктика: настоящее и будущее», на котором компания МегаФон объявила, что планирует размещать свои дата-центры за полярным кругом. Михаил Ульянов, директор программы ЦОД компании CRVT.PRO (входит в «ИКС Холдинг») оценил перспективы и проблемы, связанные с этим решением.

Здания ЦОДов являются одним из наиболее энергоемких объектов в промышленном строительстве. Удельная потребляемая мощность электроэнергии на квадратный метр здесь достигает 7-8 кВт, при этом их площадь достигает 4 600 кв. м. Итого — 36,8 мВт на весь объект. А согласно данным компании WiredRE каждый мегаватт мощности при строительстве ЦОД обходится от 7 до 13 млн. долларов. Таким образом, простой подсчёт показывает, что расходы на возведение крупного ЦОДа в стандартных условиях будут от 257 млн. долларов и выше.

Можно ли их снизить? Да, за счёт передислокации строительства за полярный круг. К примеру, излюбленное многими компаниями место для возведения дата-центров — зона Node Pole на севере Швеции — всего в 80 км от Северного Полюса. Использование естественного охлаждения в условиях Арктики способно в отдельных случаях сократить операционные затраты ЦОДа на 30-40 процентов.

Впрочем, строительством дело не ограничивается. Для бесперебойного функционирования огромного количества серверов и систем хранения данных требуется создание системы кондиционирования. Обычно в машинных залах ЦОДов для охлаждения используют специальное оборудование — блоки CRAC (Computer Room Air Conditioner — блок кондиционирования воздуха) или CRAH (Computer Room Air Handler — блок подготовки воздуха), а также системы захолаживания воздуха на крышах или централизованные устройства воздухоподготовки. Все они крайне дорогостоящие, что предполагает обслуживание кредитов на их закупку, либо, если поставщик использует сервисную бизнес-модель, выплату постоянных платежей. Кроме того, системы машинного охлаждения внутри ЦОДов — это и дополнительные расходы на электроэнергию.

Как итог, перед операторами ЦОДов всегда стоит острый вопрос сокращения операционных издержек на организацию системы кондиционирования. Холодный климат заполярья решает и эту проблему. Благодаря технологии «freecooling» дата-центры могут функционировать большую часть года, снимая избытки тепла в машинных залах посредством ледяного наружного воздуха. А, например, ЦОД Google в Финляндии использует для охлаждения серверов воду из Финского залива.

Энергоэффективность ЦОДов важная часть публичного имиджа многих западных компаний. Большинство из них следуют принципам устойчивого развития (англ. — sustainability) и имеют внутренние регламенты и стандарты, направленные на сокращение влияния своей деятельности на экологию планеты. Создание дата-центров в приполярных регионах позволяет снизить совокупные энергозатраты, а значит и уменьшить воздействие на окружающую среду. За наиболее энергоэффективные ЦОДы компании получают премии, такие как европейская EU Code of Conduct Award for Energy Efficiency in Data Centres, что помогает в продвижении бренда и создании репутации у потребителей и партнеров.

Последним преимуществом, правда касающимся ограниченного числа регионов, — это дешевая электроэнергия. Так, Исландия обладает неограниченными энергетическими ресурсами и производит больше электроэнергии на душу населения, чем какая-либо другая страна. Гидро- и геотермальные электростанции являются мощным, дешевым и экологичным источником энергии. По признанию многих топ-менеджеров, затраты на электричество в «стране льдов» иногда в пять раз ниже, чем в крупных деловых центрах мира. К 2025 около 20% всей вырабатывающейся в мире электроэнергии будут потребляться ЦОДами, поэтому их расположение в арктической зоне хорошее бизнес-решение.

К сожалению, нельзя сказать того же в отношении российской Арктики. Тот же Певек — полярный город в Чукотском автономном округе России — долгое время испытывал проблемы с электроснабжением, пока в декабре 2019 там не была введена в эксплуатацию плавучая атомная теплоэлектростанция (ПАТЭС) «Академик Ломоносов». Впрочем, несмотря на перспективность подобного рода мобильных АТЭС, их создание и вырабатываемая ими электроэнергия обходится очень дорого, что значительно перекрывает другие выгоды от перемещения ЦОДов в приполярные регионы. Возможным выходом может стать развитие сети ветрогенераторов и солнечных батарей, использующих в том числе отраженный от снега и льдов свет.

Недостаток электроснабжения не единственная проблема при создании дата-центров за полярным кругом. Здесь и необходимость обеспечения устойчивого подключения к телекоммуникационной инфраструктуре, и мобилизация квалифицированного обслуживающего персонала в дальние северные регионы, и логистические сложности. Но самое главное, строительство в Арктике в условиях вечной мерзлоты всегда настоящий подвиг.

Сильные ветры и частые метели крайне затрудняют ведение строительно-монтажных работ, в связи с чем в приполярных регионах большой популярностью пользуется модульное строительство. Оно позволяет свести к минимуму объём работ на строительной площадке, но увеличивает расходы на логистику готовых блоков.

Наличие вечной мерзлоты привносит дополнительные трудности. Во-первых, это низкая несущая способность талых грунтов (глубина сезонного протаивания достигает двух метров), что значительно осложняет прокладку всех внешних инженерных коммуникаций. Поэтому строителям приходится прибегать к одному из двух сценариев: прокладывать оптоволоконные трассы по опорам и эстакадам над поверхностью грунта, либо по хорошо защищенным подземным каналам на глубине до шести метров. Столь глубокий слой промерзания грунтов серьезно повышает капитальные затраты на рытье траншей и организацию коллекторов.

Вторая сложность — нестабильность вечной мерзлоты. Ледяной панцирь фундаментного основания постоянно меняет свою структуру из-за нагрева от возведённого здания. Рыхлые грунты теряют свою жёсткость, начинают опадать и смещаться. Учитывая повышенные требования к отказоустойчивости ЦОДов, решением этих вопросов нельзя пренебрегать при проектировании и строительстве дата-центров в арктическом регионе.

И всё же, неразрешимых проблем для строительства в современном мире уже почти не осталось. Несомненно, у российской Арктики есть своя специфика, которую требуется учитывать. Отсутствуют дешевые и привлекательные источники возобновляемой энергии, как в Исландии. Поэтому любой компании, прежде чем принимать решение о выборе локации для создания своего ЦОДа, необходимо правильно взвесить все плюсы и минусы, оценить все сопутствующие риски. Тем не менее, выгоды уже сейчас могут серьезно перевешивать, и, по имеющейся у нас информации, несколько крупных российских технологических компаний, включая телекоммуникационного гиганта из «большой четверки», уже задумались о таком шаге.

Строительство ЦОДов в Арктике позволит привлечь туда крупные инвестиции, что несомненно станет драйвером развития данных регионов. Не стоит забывать, что это почти одна пятая от всей территории нашей страны, и, хотя это холодные, непригодные для комфортной жизни земли, они тоже нуждаются в целевом использовании. А такие города, как упомянутый выше Певек, население которого сократилось в несколько раз за последние 20-30 лет, смогут с приходом форпостов цифровой экономики обрести вторую жизнь.

Особенно важно будет привлечь в Арктику не только отечественные корпорации, но и ведущих международных игроков, особенно из Азии. Создание и продвижение российского аналога Node Pole (а возможно даже и нескольких — на Кольском полуострове для европейской части России и на Чукотке для Азии) может поменять расстановку сил на карте ведущих технологических держав. Способствуют этому и ряд будущих проектов по прокладке оптоволоконного кабеля через территорию России для объединения коммуникационных сетей Европы и Азии.

Михаил Ульянов,

директор программы ЦОД

CRVT.PRO