Temelji digitalne dobe

V svetu, kjer algoritmi (že) odločajo namesto ljudi in kjer je resnica shranjena v neskončnih zbirkah ničel in enic, stojijo tihi velikani – podatkovni centri. Ti niso le infrastrukturne postaje digitalne civilizacije, temveč metaforične katedrale sodobnosti: prostori, kjer človeštvo časti znanje, povezljivost in hitrost obdelave podatkov. V njih ne boste slišali molitev, temveč šum prezračevalnih sistemov in brnenje elektronskih sklopov sistemov napajanja.

Podatkovni centri, kot smo jih poznali še pred desetletjem, so bili masivne, centralizirane utrdbe – energetsko požrešni, infrastrukturno zahtevni objekti, pogosto umeščeni na strateške lokacije blizu elektrarn ali podmorskih podatkovnih kablov. Danes smo priče radikalni evoluciji, ki jo opiše le ena beseda: decentralizacija. Podatkovni centri se selijo na robove omrežij, saj so tam bliže podatkom in uporabnikom. Podatki morajo potovati čim krajšo pot, saj navadno opravijo pot do podatkovnih centrov in nazaj. Če so podatkovni centri bliže izvoru ali uporabnikom podatkov, se ta izmenjava zgodi hitreje in ceneje.

Robno računalništvo je torej odgovor na potrebe sodobne industrije – od pametnih mest do avtonomnih vozil. Robni podatkovni centri, ki se nahajajo bliže uporabnikom in napravam, v praksi znižujejo latenco, izboljšajo odzivnost sistemov in razbremenjujejo osrednje centre, ki seveda kot nekakšna hrbtenica ostajajo na svojih lokacijah. Podjetja, kakršno je Equinix, že uvajajo razpršeno infrastrukturo, medtem ko Schneider Electric razvija mikro podatkovne centre, ki lahko delujejo tudi v najbolj odročnih delih sveta – celo brez stalnega vira električne energije.

Zelena revolucija: tehnologija in ekologija v konfliktu ali sožitju?

Podatkovni centri danes porabijo približno dva odstotka vse električne energije na svetu. To je ogromna številka, ki zadnja leta strmo raste. V luči podnebne krize se energetska lakota podatkovnih centrov ne zdi več zgolj ekonomsko vprašanje, temveč predvsem etično.

Microsoft je s svojim eksperimentom Project Natick pogreznil podatkovni center v globine Severnega morja – seveda z namenom iskanja optimalnega hlajenja in zato manjše porabe energije. Google uporablja umetno inteligenco podjetja DeepMind za dinamično upravljanje porabe elektrike – dosegli so 30 odstotkov manjšo porabo energije za hlajenje. Amazon Web Services (AWS) pa gradi ogljično nevtralne centre, ki se napajajo z izključno obnovljivimi viri energije, ki jih zagotavljajo sončne in vetrne elektrarne. Pri tem ima AWS že nekaj posnemovalcev. Nekateri manj znani ponudniki storitev podatkovnih centrov pa gradijo energetsko samozadostne centre na Islandiji, kjer narava hladi opremo, geotermalna energija pa jo napaja. Po ocenah Uptime Instituta bo do leta 2030 več kot polovica vseh novih centrov grajenih z zavezo k ogljični nevtralnosti. V ospredje prihaja tudi raba reciklirane toplote – v nekaterih mestih na Švedskem že ogrevajo stanovanja s toploto, ki jo oddajajo podatkovni centri.

Zeleni podatkovni centri torej niso več le marketinška fraza, ampak postajajo realnost. Ogljična nevtralnost, uporaba obnovljivih virov, reciklaža oddane toplote – vse to so nujne smernice, ki v različnih delih sveta že postajajo del regulative. A energetska lakota podatkovnih centrov še vedno ne kaže nobenih znakov upadanja, nasprotno, razmah storitev in rabe algoritmov umetne inteligence jo je še pospešil.

# citat – izpostavljeno # Napredni ponudniki že preizkušajo koncepte podatkovnih centrov, ki delujejo kot živ nevron – z zaznavanjem, učenjem in odzivanjem na vse, kar se v njih dogaja.

Tehnologija raste hitreje kot infrastruktura

Glavni izziv torej ni več le zmogljivost podatkovnih centrov, temveč predvsem njihova učinkovitost. Procesorji, tako osrednji kot grafični, ki že prevladujejo v podatkovnih centrih, postajajo izredno požrešni. Količine električne energije, ki jih lahko porablja posamezen strežnik ali strežniška omara v podatkovnem centru, so nezaslišano velike – tudi po več deset kilovatnih ur. Programska oprema z algoritmi umetne inteligence, kot je GPT, porablja več energije kot nekatere tovarne. Stroški hlajenja, zagotavljanja neprekinjenega napajanja in fizičnega prostora postajajo ekonomsko in okoljsko nevzdržni. Sploh v luči dejstva, da zgolj odvajanje ustvarjene toplote (beri: hlajenje čipov in drugih komponent) zahteva skoraj toliko energije, kolikor je je bilo vložene v njihovo delovanje.

Energetski apetit umetne inteligence je izjemen. Modeli umetne inteligence, kakršen je GPT-4 ali so novi multimodalni sistemi, zahtevajo na stotine grafičnih procesorjev, ki skupaj lahko »požrejo« več megavatov elektrike. Trenutno zgolj urjenje naprednega modela umetne inteligence lahko porabi toliko energije, kot je 100-letna gospodinjska poraba posamezne družine. Nvidia, vodilni proizvajalec čipov za umetno inteligenco, je lani predstavila novo arhitekturo Grace Hopper, ki obljublja večjo energetsko učinkovitost podatkovnih centrov, vendar se krivulja rasti porabe energije v teh še ni ustavila. In nič ne kaže, da bi se trend naraščanja lahko obrnil ...

Varnost: podatki kot geopolitični kapital

Drugi velik izziv lastnikov oziroma upravljavcev podatkovnih centrov pa je skrb za varnost. Že res, da so podatkovni centri velike tarče, a zato tudi premorejo celo vojsko varnostnih strokovnjakov, ki večino hekerjev odvrnejo od misli o napadu. A ne vseh. Organizirane združbe kibernetskega kriminala vidijo podatkovne centre kot »suho zlato«. Napadi na podatkovne centre postajajo zato vse bolj sofisticirani – ne gre več za poskuse vdiranja posameznikov, temveč organizirane kibernetske ofenzive posameznih držav! Vdor v podatkovni center pomeni dostop do gore podatkov, milijonov uporabniških identitet, finančnih informacij, zdravstvenih kartonov in strateških algoritmov. Podatki so danes nova nafta – a tudi nova ranljivost, zato je treba za kibernetsko varnost v podatkovnih centrih postaviti na najvišjo mogočo raven.

Vse več držav zato že spodbuja t. i. digitalno suverenost – idejo, naj se podatki državljanov hranijo znotraj meja države. EU je z direktivo GDPR že nakazala to smer, Kitajska pa je celo vzpostavila striktno zakonodajo o lokalizaciji podatkov. Varovanje podatkov je ključnega pomena tudi za ponudnike storitev iz podatkovnih centrov. Prodali jih bodo lahko le, če bodo dokazali, da so zaupanja vredni. A zaupanje danes ni več samoumevno – uporabniki želijo vedeti, kje so njihovi podatki, kdo jih lahko vidi, ali jih kdo prodaja itd. Transparentnost ponudnikov tako postaja konkurenčna prednost, če dokažejo, da so resnično zaupanja vredni.

Iz podatkovnih skladišč v nevronske sisteme

Sodobni podatkovni centri niso le ogromna skladišča podatkov, ampak so kraj, kjer se rojevajo (poslovne) odločitve, kjer raste umetna inteligenca, kraj, kjer digitalno srce sveta bije zares. In so pri tem vedno bolj avtonomni. V svetu podatkovnih centrov vlada veliko povpraševanje po t. i. samopopravljivih sistemih, rešitvah, ki (lahko) zaznajo napako, še preden se ta zgodi. Potem sta tu še virtualizacija in orkestracija virov, ki znata ob pomoči umetne inteligence samodejno prerazporediti obremenitve glede na ceno elektrike v realnem času. Predvidevanje konic, dinamična alokacija prostora, samodejna diagnostika okvar so stvari, ki danes pritegnejo pozornost skrbnikov v podatkovnih centrih. To ni (več) znanstvena fantastika, saj podjetja kot Stack Infrastructure, Digital Realty in Vertiv že preizkušajo koncepte podatkovnih centrov, ki delujejo kot živ nevron – z zaznavanjem, učenjem in odzivanjem na vse, kar se v njih dogaja.

Modularnost in hibridni podatkovni centri

Namesto gradnje monolitnih zgradb smo priče še enemu precej zanimivemu trendu. Pred nami je očitno nova doba modularnih podatkovnih centrov, takšnih, ki jih je mogoče sestaviti, razstaviti, seliti. Oracle ponuja t. i. podatkovni center v škatli, medtem ko Huawei razvija mobilne centre, ki jih je mogoče zagnati na terenu v manj kot 72 urah.

Sočasno rastejo hibridni modeli, ki povezujejo oblačne storitve z robnim računalništvom. Kombinacija hitrosti, razširljivosti in lokalne prisotnosti postaja ključna na številnih področjih, ne le v industriji in logistiki, temveč tudi v zdravstvu ter vojaških operacijah.

Na obzorju je še en nov hibrid – podatkovni center kot možgani (angl. Data Center as a Brain). V dobi, ko vsaka naprava oddaja signal in vsak uporabnik generira valove informacij, bodo podatkovni centri ob pomoči strojnega učenja znali predvideti potrebe, identificirati vzorce in ustvarjati nove vrednosti v realnem času.

Prihodnost: bije srce, ki ga ne slišimo

Podatkovni centri prihodnosti bodo torej vse prej kot klasični računalniški centri. Postali bodo mreže, organizmi, nevidni živčni sistem človeštva. Njihove lokacije bodo podmorske, podzemne, orbitalne – kjerkoli bo na voljo energija in bo prisotna potreba po povezavi ter obdelavi podatkov. V njih bodo (nekoč) delovali kvantni procesorji, ki bodo reševali naloge, za katere klasični računalniki potrebujejo stoletja. In na dan, ko bomo podatke začeli obravnavati ne kot surovino, temveč kot organizem, bo podatkovni center postal nekaj več – ne bo več zgolj infrastruktura, temveč bo postal del civilizacijske zavesti. Njegove rezultate namreč (nezavedno) častimo že danes ...