15 октября 2014 в 12:09

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 пожиратели


Как 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

Автор: @Mykolauskas
ua-hosting.company
рейтинг 95,00
Хостинг-провайдер
Похожие публикации

Комментарии (55)

  • 0
    ЕМНИП, Uptime Institute начинает скрежетать зубами, громко материться и вертеть пальцем у виска, когда видит построенный недалеко от АЭС ЦОД. Если разместить АЭС внутри ЦОДа — они случаем не влепят ему особо почетный «Tier 0»?
    • +2
      С точки зрения каких рисков? По параметру например энергонезависимости все же очевидный плюс, с точки зрения, что такой ЦОД может стать жертвой нападения террористической организации Green Peace все же минус.
      • +3
        Для энергонезависимости надо минимум пару энергоблоков (любой компонент обязан быть резервирован минимум по N+1), причем так как раскочегариваются они куда медленнее дизелей — они должны работать всегда. Из них в любом случае будет утекать в небольшом количестве ионизирующее излучение, которое может несколько снизить надежность работы обыкновенной гражданской серверной техники. Поломка любого из реакторов, в отличие от примера с дизелем («ну сдох — не страшно, несколько других дизелей потянут»), чревата минимум длительным отсутствием резервирования, максимум — постройкой купола над всем ЦОДом и потерей всего что в нем было.
        • 0
          Вариант размещения самого блока предполагает подземное базирование, что очевидно делает эту технологию более безопасной для чувствительной микротехники. С резервированием энергопитания действительно возникают проблемы, но они возникают так или иначе, и подобный реактор тут может решить часть проблем, стать составной комплексного решения, где ему будет отведена «первая скрипка».
          • 0
            согласен, и на АЭС, и на ЛЭП бывают сбои, от дизелей никуда не уйти даже при таком подходе
        • +3
          Из них в любом случае будет утекать в небольшом количестве ионизирующее излучение
          Из нормального исправного энергоблока ничего никуда утекать не должно.
          • 0
            Я не специалист, но небольшой процент γ-лучей защита, по идее, остановить все равно не сможет (это следует из физики, ведь излучение защитным материалом не блокируется полностью, а ослабляется в N раз). Другой вопрос, что этот уровень должен находиться в допустимых пределах.

            Кроме того, в большинстве случаев техника менее чувствительна к ИИИ, чем люди.
            • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
    • 0
      Не, просто будут отрицательные Tier-ы, даваемые тем, кто сам себе злобный Буратино. По традиции, реклама ЦОДов будет говорить, что это все росказни, и у них все сделано так круто, и вообще, у них операторы по две головы имеют, тоже резервирование!
  • 0
    Наверное, будет уместным отдавать мини-АЭС в управление не непосредственно ЦОД, а энергетической компании, которая сможет предоставлять свои услуги в местах концентрации ЦОД. Возможно, создавать своего рода «оазисы в пустыне» (если с точки зрения охлаждения размещать ЦОД там допустимо) — будет меньше опасений у местных жителей.
  • +2
    А избыток электроэнергии от резервного реактора при нормальной работе можно продавать в общую сеть. За бугром такое практикуют. Правда, при отказе одного из реакторов окрестная сеть резко просядет.
  • 0
    У Росатома где-то я видел похожее предложение, но у них реактор вроде бы предлагался не на 100% необслуживаемый в том смысле, что к нему ещё нужен был небольшой водоём для охлаждения.
    • 0
      Ну, может быть его можно совместить с охлаждением самого ЦОДа?
      • +1
        И с обогревом соседнего поселка.
  • 0
    Тошиба что-то подобное разрабатывала: www.engadget.com/2007/12/19/toshibas-building-a-micro-nuclear-reactor-for-your-garage/
  • +8
    Извините, ваш сайт расплавился. Наши специалисты знают о проблеме и уже работают над защитным саркофагом.
    • 0
      А вот это всё безопасно? Сайты же излучают теперь!
  • +3
    Наши гаджеты с каждым годом становятся все меньше, легче, экономнее

    Да ладно:

    Я маленькая лошадка
    • +1
      Без комментариев.

      image
      • 0
        Разговаривать удобно, особенно зимой, жаль не привычно окружающим
  • 0
    разработанный доктором Оттисом Питом Петерсоном, работающим в Национальной Лаборатории Лос-Аламос (США), портативный ядерный реактор.

    Какой молодец доктор. У нас целые НИИ и КБ работают, а этот сам справился.
    • +1
      Зная, как организован рабочий процесс в некоторых наших НИИ и КБ, всяко может быть…
      • +1
        Немного зная, как организован рабочий процесс в НИИ, который занимается расчетами реактора, я удивился.
    • +1
      Очевидно, что один из создателей. Это тоже самое как принято говорят «Сахаров — создатель советской водородной бомбы», ну а если разобраться то на это дело работала вся страна, выходит народ создатель. Если эту мысль и вовсе гипертрофировать, то всякий бывший житель бывшей страны старший скажем 60 лет может себя причислить к создателям водородного оружия и при пересечении границы скажем США непременно эту информацию необходимо выходит указывать в анкете. Абсурд же)
      • –1
        Да, очевидно, что по факту — один из создателей или руководитель проекта. Но в статье написано, что он один работал. Вот доделает реактор и позвонит мастеру, позовёт плитку на кужне ложить.
  • +1
    Надо выкопать шахту километровую и повесить его там на растяжках с пиропатронами.
    Чуть себя начинает плохо вести — в путь далёкий :)

    А если серьёзно, то таких проектов был мульён — какой-то автономный реактор от Тошибы помню, вроде в форм-факторе контейнера ISO, еще какие-то. Но ни одного серийного не было, вроде.
    • 0
      Вы удивитесь, но в современных проектах российских реакторов примерно так и предусмотрено.
      • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
  • 0
    Вспомнилось:

    В 1956 году в Москве на ВДНХ открылась «Выставка по использованию атомной энергии в мирных целях». Для выставки в павильоне №62 «Строительные материалы» был построен действующий ядерный реактор.

    Что же касается упомянутого проекта Hyperion — я бы очень переживал бы даже не за его работу (автор — доктор, наверное оно заработает), а с дальнейшей безопасностью, а еще о последующем хранении отходов.

    Взрыв на АЭС, да еще на фоне всего, что в мире творится (и чего все больше становится) — не самая приятная штука. Если уж на ЦОД плевать (ведь плевать?), то природу и людей я бы как-то советовал пожалеть, еще один ЦОД построим, а природу — уже никак.
    • +1
      С тем же успехом можно и на плотине ожидать какой-либо пакости — однако нет, пока всё тихо, более того, в ряде стран доступ на плотину открыт всем желающим, в т.ч. на автомобилях (в особо запущенных случаях — грузовых). Что мешает нехорошим людям разрушить плотину и смыть пару-тройку населенных пунктов ниже по течению?..
      А еще заводы… где любая техногенная авария (даже не катастрофа) приводит к значительному загрязнению окружающей среды и влияет на здоровье людей (ну не строят заводы в чистом поле) и случаются они довольно часто.
      Есть тысячи вещей и событий, которых стоит опасаться — и, имхо, атомный реактор далеко не первый в списке.
      • +1
        Что сказать… Риски растут, но это не значит, что мы должны риск увеличивать, облегчая доступ к радиации.

        Взорвать химзавод — это еще не всяких антиобщественный идиот сумеет, там мозги нужны. Зато все малообразованные, но воинственные товарищи без запинки знают, что атом бывает не только мирным, и что взорвав что-то радиоактивное, можно привлечь к себе массу внимания. Логику понимаете?

        Вы думаете, зря АЭС строят в расчете на падение самолета? Зря грамотные люди строят защиту более той, что кажется необходимой? Все дело в рисках — увеличивая защиту, вы снижаете риск.

        Но я зря так, наверное. Вы лично готовы с семьей жить рядом с такой АЭС, как Hyperion, а то и просто держать ее на заднем дворе? «Забудьте об ИБП, у вас будет надежная батарейка рядом с домом!», да и в доме тепло всегда будет.
        • 0
          Аварии на химических заводах вызвать легче. тем более если такой реактор закопан под землёй да ещё и на охраняемой территории.
        • 0
          Вы лично готовы с семьей жить рядом с такой АЭС, как Hyperion

          сложный вопрос. Психологически вроде нет, но я также не готов жить рядом с угольной ЭС, или химзаводом, и стараюсь выбирать жилье исходя из этого. С другой стороны, пользуясь «благами цивилизации», я осознаю что отказаться от ТЭС и химзаводов пока невозможно.
          А вообще ближайший реактор (пусть и исследовательский) находится ближе к моему дому, чем ближайшая ТЭС или химзавод, и я даже ребенка вожу гулять в парк всего-то в километре от него. Далеко не все знают что он там, но кто знает — не протестует.
        • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
    • 0
      Спустя Н лет после Чернобыля, природе в зоне принудительного отселения стало ой как хорошо без человека. Леса разрослись, животные туда возвращаться начали (и в основном даже с естественным для вида количеством конечностей и внутренних органов). А людей — чего их жалеть? И так уже под 7 миллиардов наплодилось (внутренний социопат вылез наружу).
      • +1
        Вот это вы хорошо сказали, «в основном даже с естественным» ))
      • 0
        Есть и другое мнение. На той же Лурке в конце статьи про Чернобыль описана деятельность одного человека, который целенаправленно коллекционирует и консервирует мутантов и абортивный материал, фотографирует и постит в интернет. Причём кому-то эта деятельность очень не нравится: его несколько раз грабили, вынося именно склянки с законсервированными мутантами.
        Лень искать пруфы, просто пересказываю по памяти то, что прочёл.

        По теме — конечно, было бы здорово, чтоб каждый мог купить для своего бизнеса или даже для своего дома портативный ядерный реактор. Но из-за маленького процента идиотов, которые могут устроить грязную бомбу или просто самому полазить поковыряться внутри, это вряд ли скоро осуществится…
        • +1
          Мне было не лень, я нашёл. В его исследовании идёт речь о зонах радиационного загрязнения. Зоны загрязнения и зона принудительного отселения — не одно и то же.

          А по поводу реактора… Даёшь контролируемый термояд!
        • 0
          Проблема в том, что увеличение риска неминуемо.
          Сейчас каждый идиот может дома напечатать пистолет.
          Через 100 лет каждый сможет дома синтезировать атомную бомбу или смертельный вирус… И избежать этого можно только грубым жестким контролем за всем и вся и блокировкой науки… Но мы же с вами знаем, что это не работает.
          Так что через 100 лет любой идиот сможет уничтожить наш мир. :)
        • 0
          Правительству не выгодно, чтобы люди знали про мутантов. И уж тем более, чтобы мутанты жили. Так что понятно кто это все делает.
    • 0
      Взрыв на АЭС, да еще на фоне всего, что в мире творится (и чего все больше становится) — не самая приятная штука

      а с другой стороны, нормальная работа ТЭС, на фоне работы остальных ТЭС (а особенно угольных), тоже природе совсем не помогает.
      • 0
        и ваш вывод: «снимаем охрану с АЭС?» :)
        • 0
          Нет. Мой вывод — требуем охрану и АЭС, и ТЭС. Но при условии адекватной охраны, обслуживания и т.д. — разрешаем строить и использовать.
          Как с самолетами — каждый может купить самолет и начать возить людей, но с условием выполнения строгих правил.
          • 0
            Тут согласен. Вопрос тогда, способен ли любой потенциальный покупатель реактора обеспечить охрану, сравнимую с охраной АЭЦ?

            ТЭЦ тоже, в общем, не без охраны сидят. Попробуйте забегите на территорию любой из них, проверьте реакцию )

            P.S. Вспомнилась история )
  • +3
    Эх, когда же
    Скрытый текст
    Mr. Fusion — домашний энергетический реактор
    А заодно — летающие автомобили и доски
  • 0
    В реальности в ЦОД можно встретить собственную небольшую газотурбинную электростанцию.
    Я слышал, что такой вариант может быть вполне обоснован экономически, например, в центре Москвы — Мосэнерго требует огромные деньги за подключение мощности, и своя электростанция на газу на несколько сотен киловатт может быть спасением.
    • 0
      Но только тогда уже Мосгаз потребует не менее малые деньги за все это дело. Обычную одноконтурную газовую колонку знаете сколько по-факту стоит подключить?)
      • 0
        Да, но газ-то можно закупать и в баллонах, в отличие от электричества.
  • 0
    Я сторонник атомной энергетики, но против такого решения — дело в том что если частник ставит себе реактор причем из бизнеса не профильного с энергетикой он может не в полной мере осознавать ответственность за обладание реактором, непонятно как отнесется к этому законодательство, а еще скорей всего слабая охрана от психов/террористов.
    • 0
      ЦОД, скажем, класса TIER IV это уже режимный, серьезно защищенный объект. Утеря контроля над некоторыми данными (вспомнить хотя бы того же Сноудена) может быть иногда более губительной нежели техногенная авария, даже с поправкой на атом. Вопрос упирается исключительно в доп.затраты на безопасное функционирование реактора.
    • 0
      Я бы ожидал, что ЦОД будет аутсорсить обслуживание электростанции другой фирме, специализирующейся конкретно на АЭС.
      Либо же реактор будет настолько простым и надежным, что не будет требовать никакого ухода (как и написано в статье, но посмотрим по факту). Тогда остается организовать только охрану — вполне выполнимое и проверяемое требование
      • 0
        >>как и написано в статье, но посмотрим по факту

        Да тут как по мне не статья, данных про сам реактор, извините, на рекламную брошюру. Чем больше пытался нагуглить про этот реактор — тем больше вопросов появлялось по технической части.
        • 0
          Вам никто не мешает лучше написать. Не конструктивная критика — флуд.
          • 0
            Я не могу написать стать про то — про что сам хотел-бы знать больше.

            1. Они обьясняют стабилизацию реактора переходом топлива из состояния гидрида в металлическое, но извените, металлический уран тоже очень хорошо делится. К тому даже если так — скорость реакции деления растет в геометрической прогрессии, гораздо быстрее химических процессов.

            2. Сколько теплообменных контуров имеет энергетическая установка реактора? Если один (пар из реактора прямиком подается на турбину), то — не обслуживаемость миф, если два — (есть два контура с жидкостью и теплоообменник), то не такой уж он и компактный.

            3. У людей до этого не было опыта эксплуатации «необслуживаемых реакторов», даже на «транспортных» реакторах (те что на кораблях/субмаринах) среди экипажа были люди с профильным образованием, конечно может это всеголиш реклама и реактору всеже нужен нажен штат, но я пока не нашел даже примерного описания — сколько людей надо чтоб обслуживать такую мини АЭС.
            • –1
              Напишите запрос прямо в компанию, что занимается поставкой этой системы, с просьбой предоставить Вам более детальную информацию, уверен Вам предоставят всевозможную информацию.

Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

Самое читаемое Разное