Темой онлайн-сессии «Векторы развития цифровой инфраструктуры: новые технологии для промышленного роста», организованной командой INNOPROM 23 июня 2020 года, стало развитие цифровой инфраструктуры (на примере решений Росатома) для роста отечественной промышленности, импортозамещение, обсуждение цифровых продуктов для математического модерирования.
ГОЭЛРО в информатике
Вызовы, с которыми столкнулась в 2020 году экономика, формируют новые требования к национальной ИТ-инфраструктуре как фактору устойчивого развития. Многие предприятия осознали необходимость быстрого наращивания вычислительных мощностей; критически важным параметром стала скорость предоставления доступа к современным инфраструктурным ИТ-решениям.
О том, как перестраивается рынок ЦОД, какова роль крупных центров, таких как «Калининский», рассказал Игорь Дорофеев, президент Ассоциации участников отрасли ЦОД. По его словам, Россия, несколько запаздывая в экономической зрелости рынка обработки данных, не уступает в уровне развития инфраструктуры: технологий кондиционирования, бесперебойного питания и т.д. Емкость сегодняшнего рынка услуг ЦОДов оценивается примерно в 80 тыс. стоек; из них половина находится профессиональных операторов, и столько же в «серой зоне»: эти стойки распределены по предприятиям. Если до 2020 года ЦОДы напоминали стартапы и объекты венчурных инвестиций, то в 2020 году стала проявляться зрелость рынка: цифровые фабрики стали «понятны» как инвестиционные проекты, под этот бизнес стало комфортно получать кредиты. Проблема инженерной инфраструктуры отошла на второй план; рынок сосредоточился вокруг бизнес-целей: расположение не каналах связи, а в местах спроса – вблизи клиентов, создающих трафик и контент. Обострилась конкуренция, происходит рост капитализации, начались слияния и поглощения, фиксируются крупные сделки. Идет поглощение небольших ЦОД. Импульс развитию дают и китайские компании, которые, реализуя «цифровой шелковый путь», начали продвигать услуги российских ЦОДов в Европе. Вырос спрос на услуги. Началось качественное соревнование в уровне обслуживания. Обозначилось укрупнение игроков; вырос масштаб локальных проектов. Всё это стало предпосылками к тому, чтобы достойно встретить вызовы пандемии.
Характерная тенденция рынка, по словам Игоря Дорофеева – топологическая структуризация. Можно сравнить этот процесс с «планом ГОЭЛРО»: от ранней стадии, единственной плотины и лампочки в избе, состоялся переход к большой единой энергосистеме, с узлами и взаимосвязями. Информационная инфраструктура пришла к этой стадии эволюции: ЦОДы выстраиваются в систему, идут к потребителям, формируют систему сервисов. Стали появляться гипермасштабируемые центры, пример такого объекта – ЦОД «Калининский»; подобный объект реализуется и Сбербанком. Это примета выхода на уровень опорных государственных центров, которые в ближайшем будущем составят скелет национальной информационной инфраструктуры.
Происходит и региональная экспансия. Большинство ЦОДов были сосредоточены в Москве и Петербурге. Но карта меняется: ЦОДы стали появляться в регионах. Возникли франшизы, когда местному игроку передается не инженерная инфраструктура, но бизнес-модель. Этому способствует поддержка рынка «снизу», что важно для промышленности. Начали возникать опытные площадки, локальные центры по промышленному интернету, интернету вещей. Сегодня, считает Игорь Дорофеев, можно говорить о формировании экосистемы центров обработки данных. Миновало время, когда ЦОДы функционировали разрозненно; выстраивается система связей, бизнес-кооперация, формирование услуг, даже этика взаимодействия (если у кого-то случился downtime, сразу несколько ЦОД готовы выручить). Формируются новые каналы связи для репликации: возможности имеющихся телекоммуникаций не всегда достаточны. ЦОДы становятся центрами компетенций. Есть прецеденты формирования услуг: например, уникальный специалист по Oracle, трудоустроенный в одном ЦОДе, может помогать и его клиентам, и другим ЦОДам. Всё это признаки существования экосистемы.
Каждый ЦОД в этой структуре имеет свою нишу, роль: мега– и крупные – коммерческие, средние – «домашние», микроЦОДы – граничные вычисления. Мобильные контейнерные решения в этой структуре – это оперативное развертывание ИТ-инфраструктуры непосредственно у заказчиков.
В наращивании инфраструктуры проблем больше нет, и на первый план конкуренции выходит не материальная составляющая, а комплексность услуг. Рентабельность ЦОДа может быть планово-нулевой, но на его основе будут действовать сервисы и приложения, позволяющие зарабатывать. Происходит борьба ИТ-платформ, которые реализуются на ЦОДах, конкуренция сервисов.
Какие тенденции обозначила пандемия? Автоматизация удаленной работы решалась предприятиями массово и в авральном порядке, но ЦОДы в целом отработали хорошо, и уже просматривается не «лоскутное одеяло» разнородных решений дистанционной работы, а выстраивание единой системы. Обозначилась и проблема: правовой статус предприятий цифровой экономики не определен. Хотя телеком и ЦОДы по сути стали системообразующей отраслью, в условиях ограничений деятельности их правовой статус не определен; то есть ни поддержки государства, ни мер по обеспечению непрерывности работы не было. Отсутствовал опыт, как в условиях изоляции организовать работу дежурных смен, перейти на автономный режим. Нет и нужных кодов ОКВЭД: ЦОДы не могут определить себя как предприятия цифровой экономики, и принимают код «Услуги хостинга», хотя их деятельность существенно шире и ответственней, чем хранение данных.
Удомля: основы заложены
Как показало голосование участников онлайн-сессии, из цифровых решений Росатома наиболее (38 %) востребованы услуги стационарных ЦОД, на втором месте (30 %) мобильные модульные и контейнерные ЦОДы, далее (7 %) программно-аппаратные комплексы с установленным программным обеспечением для математического моделирования, и 7 % – сервисы суперкомпьютерных вычислений.
Руководитель проектного офиса ЦОД и цифровых проектов Росэнергоатома Сергей Немченков напомнил, что с 2015 года Концерн активно участвует в развитии ЦОД и инфраструктурных площадок – нового бизнеса Росатома, и развивает создание геораспределенной, катастрофоустойчивой сети дата-центров и цифровых продуктов на ее основе. В марте 2019 года введен в эксплуатацию первый опорный ЦОД Росатома «Калининский» вблизи Калининской АЭС . Это крупнейший дата-центр России и один из крупнейших в Европе: при мощности 48 мегаватт, имея три здания и 24 аппаратных зала с возможностью размещения до 4800 стойкомест, «Калининский» предоставляет полный комплекс услуг для госсектора и коммерческих клиентов. Этот ЦОД соответствует не только всем международным стандартам надежности, но дополнительно обладает опциями, которые связаны с АЭС: гарантированное бесперебойное энергоснабжение, минимальные затраты и сроки подключения, высокий уровень физической защищенности и надежности, кибербезопасности. По мнению Сергея Немченкова, ни один дата-центр, размещенный в мегаполисе, не может обеспечить клиенту защиту от техногенных рисков и угроз, надежности и безопасности критических данных и систем, которые дает площадка рядом с АЭС. Физически ЦОД подключен к системе выдачи мощности АЭС, а юридически – к оптовому рынку; это позволяет нести минимальные затраты на электроэнергию в центральной части России. Обеспечены конкурентные экономические параметры: никто из коммерческих конкурентов на текущий момент не может предложить цену на уровне 40 тыс. руб. в месяц за типовое стойкоместо 6 кВт; в такой цене – не только стоимость энергии, но и эффект масштаба.
ЦОД в Удомле включен в программу «Цифровая экономика» РФ, и имеет статус опорного центра поддержки инфраструктуры и развития национальной программы цифровизации. Развернута служба эксплуатации, которая эффективно работает: свидетельство тому – профессиональные премии, которые получает коллектив.
В марте 2018 года в ЦОД разместился на условиях долгосрочного контракта первый коммерческий клиент, а в апреле 2020 года Калининский заработал свой первый миллиард рублей. В настоящее время предоставляется перечень услуг и набор для администрации Тверской области, размещен портал Губернатора области, ряд систем Минздрава. С отраслевыми партнерами реализуется «энергооблако» – набор инструментов в области энергосервисных контрактов. Есть ряд проектов и инициатив совместно с зарубежным партнером: запуск публичного «лабораторного облака» для университетов, команд разработчиков, стартапов. Растет спрос на услуги co-location, размещению серверного и телекоммуникационного оборудования. Растет и спрос на услуги облаков.
Сегодня «Калининский» занимает 13-е место в комплексном рейтинге дата-центров, но с учетом планов Росатома до 2022 года планируется развернуть еще до четырех объектов в регионах, и развивать площадку модульных и контейнерных ЦОД (в том числе опираясь на отраслевое предложение контейнерных решений). В планах – войти в топ-5 и даже топ-3 крупнейших участников российского рынка, а также выйти на международный уровень, продвигая комплексное инфраструктурное предложение на зарубежных площадках строительства АЭС. Вместе с тем, Росатом оценивает себя преимущественно как нишевого игрока в области критических данных с повышенной физической и информационной безопасностью: это биометрия, персональные данные,транспорт, медицина, госданные и так далее. Другая ниша – облачная инфраструктура и сервисы; в период пандемии коллектив Росэнергоатома использовал эти ресурсы и развернутое решение по VDI (инфраструктура виртуальных рабочих столов). Активизирована разработка собственной импортонезависимой платформы виртуализации, и на горизонте нескольких лет ожидается собственный продукт для этого направления.
Умеешь охлаждать – сможешь вычислять!
Сравнительно новый продукт линейки Росатома – рынок мобильных ЦОДов; о них рассказал главный инженер – заместитель начальника отделения РФЯЦ-ВНИИТФ (Снежинск) Сергей Акулов. По его словам, несколько лет назад Росатом вышел на рынок с предложением ряда сервисов, которые могут быть реализованы на базе решений, проработанных во ВНИИТФ. В том числе это создание мобильных, контейнерных и компактных ЦОД. Предпосылку для этой технологии создал кризис: было очевидно, что в потребности в мощностях ЦОДов растут, а финансирование ограничено. Для традиционного ЦОДа большой объем составляют затраты на капстроительство: проектирование, экспертиза, строительство от фундамента до крыши, инженерное обеспечение… Понимая это, ВНИИТФ предложил решение в легковозводимых конструкциях в формате контейнеров, когда развернуть ЦОД можно в течение двух-трех месяцев на базе заказчика. Дело в том, что при решении специфических отраслевых задач был найден способ отказаться от воздушного охлаждения, чтобы исключить воздушные горячие ко
ридоры. Были разработаны и опробованы компактные, надежные технические решения для охлаждения. С их применением можно разместить в контейнере (и эффективно охладить в рабочем режиме) достаточно значимые вычислительные мощности. Комплексное решение по высокопроизводительной компактной супер-ЭВМ будет демонстрироваться на форуме «Армия 2020»: это машина высокой производительности, не менее 100 терафлопс, занимаемая площадь – менее 1 кв.м. Изделие использует максимум импортозамещающих решений; в этом году планируется получение патента для возможности экспорта. В настоящее время уже есть интерес зарубежных заказчиков, которые высоко оценили концепцию ЦОДа без капитального строительства; идут предварительные проработки соответствующих контрактов.
Были мегатонны, будут терафлопсы
Производительность вычислительных средств имеет значение только в том случае, если машина наполнена соответствующим программным обеспечением. Роман Королев, заместитель начальника отделения по интерфейсному ПО и проектной деятельности в области суперкомпьютерного моделирования РФЯЦ-ВНИИЭФ (Саров) рассказал о разработках, позволяющих формировать уникальное цифровое предложение. Тренды «индустрии 4.0», а затем пандемии подтвердили, что высокотехнологичное проектирование невозможно без наукоемкой разработки, а затем и эксплуатации изделий. ВНИИЭФ начал 10 лет назад разработку пакета программ суперкомпьютерного моделирования и инженерного анализа «Логос», который в настоящее время единственный в России охватывает весь пул физических процессов, востребованных при проектировании ответственных изделий – будь то атомная энергетика, авиастроение, судостроение и так далее. В текущей ситуации востребовано не только оснащение рабочих мест организаций, где конструктора разрабатывают изделия и оценивают свойства узлов и элементов (прочность, обтекаемость, теплообмен и так далее). Возникла потребность в удаленном доступе к подобному программному обеспечению, расположенному на мощных вычислительных ресурсах. Наличие опорного ЦОДа Росатома – весомый плюс для продвижения «Логоса». Можно не просто продавать ПО как «коробочное решение», но предоставлять вычислительные ресурсы и большого ЦОД, и компактные супер-ЭВМ от ВНИИТФ с высокой производительностью, на которую «Логос» уже адаптирован и показал эффективность: распараллеливание, быстродействие, и требуемую точность.
В последние месяцы растет спрос на предоставление вычислительных ресурсов с предустановленным ПО в удаленном режиме, причем заказчики географически распределены. Их местоположение не столь важно; главное – наличие мощного интернет-канала. Поэтому, оценивая перспективы программно-аппаратных решений, нужно обращать внимание на удаленное предоставление ресурсов с предустановленным отечественным ПО. Зарубежные партнеры и конкуренты идут вперед, мы не можем и не хотим их останавливать, но в любой момент рискуем столкнуться с ограничениями по доступу к комплектующим, к новым версиям программ, к ограничению функционала; не исключены риски утечки информации. Поэтому разработчики делают упор на соответствие пакета «Логос» потребностям современной российской промышленности.
Клиент доволен
Об опыте взаимодействия с ЦОД «Калининский» рассказал Павел Соловьев, Директор по информационным технологиям АО «Росгеология». По его словам, год назад в «Росгеологии», как и многих других российских госкорпорациях, стартовала программа цифровой трансформации. Одна из задач, которую потребовалось решать — централизация научного вычислительного кластера. В «Росгеологии» работает более 15 тыс. человек, в холдинг входит 11 НИИ. Один из существенных сегментов деятельности — обработка геологических данных: это тяжелые вычисления, со специализированным расчетным ПО и большими объемами данных. Встала задача централизовать, оптимизировать и сделать более и надежным этот процесс.
В этом помогли коллеги из Росатома. Создание объединенной группировки вычислительных мощностей, интеграция имевшегося оборудования и создание центрального кластера состоялось благодаря услугам коллег из Удомли, нового ЦОД Калининский. Мы получили не только консолидацию наших аппаратных мощностей, но и можем использовать дополнительно арендуемые вычислительные мощности on demand, по запросу. Решение задач по обработке геологических массивов имеют определенные пики нагрузки, и нам нет необходимости постоянно держать оборудование: проще использовать вычислительные мощности по запросу, когда это нужно. Безусловно, объединенная группировка ЦОДов — сердце инфраструктуры. Мы долго изучали рынок и выбирали не просто вендора, а партнера, который готов бы обеспечить достаточную надежность, безопасность и возможность масштабирования в высокой динамике.
Еще одна задача, которую мы решили — это обеспечение дистанционного сервиса, чтобы геологи могли получать доступ к вычислительным ресурсам, программным комплексам и массивам данных из любого места, вне зависимости от географии. Пилотное решение было опробовано в ноябре 2019 года, начиная с того времени мы развертывали эту систему в в продуктивное состояние. К моменту карантина у нас уже было решение для устойчивой работы сотрудников в дистанционном режиме, поэтому мы смогли обеспечить удаленный режим без деградации функционала.
Сегодня действительно есть вызовы импортозамещения; не секрет, что почти 80 % прикладного программного обеспечения которые используются для обработки геологических данных — это решения западных вендоров. В этом есть риски. Поэтому инициатива, которую мы начали развивать в 2020 году — создание «открытых песочниц», в которые мы приглашаем производителей отечественного ПО, чтобы максимально быстро понять эффект их разработок, и при успехе интегрировать в нашу инфраструктуру. Для нас важна скорость изменений, поиска новых решений, апробации и выхода в продуктив. Еще одна точка соприкосновения с Росатом — не только потребление их программных продуктов, (на базе центральной геофизической экспедиции мы собираемся протестировать «Логос»), но и использование Росатома как ресурса доработки наших программ. В Росгеологии есть продвинутые в академическом плане разработки, но с точки зрения программной реализации они архаичны и не смогут использовать мощности суперкомпьютера оптимально. Все три направления — использование ЦОД, программного обеспечения, и доработка наших решений — характеризуются комфортной работой с коллегами, которые зарекомендовали себя надежными и динамичными партнерами.
Алексей Комольцев для журнала РЭА
