لماذا يتم بناء مراكز البيانات بالقرب من الأنهار

ما هي الخوادم

الخوادم هي التي توفر الطاقة لتشغيل الأجهزة وتسهم في نقل البيانات، سواء في شبكات الحواسيب المتصلة ببعضها البعض أو في شبكات الإنترنت. وتتنوع أنواع الخوادم، فمنها خادم الويب والخادم الآمن، وتحتوي هذه الخوادم على قواعد بيانات، بالإضافة إلى وجود وحدة تحكم تتصل بها والتي تهدف إلى التحكم والسيطرة. تتواجد هذه الخوادم وقواعد البيانات داخل مراكز البيانات، ويجب بناء هذه المراكز بالقرب من الأنهار والمسطحات المائية لأغراض التبريد.

يتم بناء مراكز البيانات بالقرب من الأنهار بسبب

تعد مراكز البيانات متكاثرة في واقعنا الحالي لتلبية احتياجات العالم الرقمي الذي نتجه إليه ونعتمد عليه في وقتنا الحاضر. مع زيادة عدد هذه المراكز، يزداد الحاجة إلى المزيد من الطاقة. ولتنظيم الحرارة التي تتولد، تحتاج هذه المراكز إلى تبريد بواسطة المياه. ولذلك، يتم بناء مراكز البيانات بالقرب من الأنهار، حيث تكون المياه وفيرة بسبب احتواء سطح الأرض على نسبة 70% منها. وبالمقارنة مع تكلفة الكهرباء، تكون المياه رخيصة الثمن. فمراكز البيانات تحتاج إلى كمية كبيرة من المياه العذبة بسبب استخدامها لكميات كبيرة من الطاقة التي تزيد من درجة حرارتها ويلزم إزالتها وخفضها. ولذا، غالبا ما تتضمن عملية التبريد تبخير الماء باستخدام أبراج التبريد.

تتم بناء مراكز البيانات بالقرب من الأنهار بسبب توافر كميات وفيرة من المياه التي تقوم بالتبريد عندما تعمل الإلكترونيات بطاقة هائلة وترتفع درجة حرارتها. وتتكون مراكز البيانات من العديد من الحواسيب التي تحتاج إلى مزودات خدمة، والتي يجب الحرص عليها وتبريدها بشكل مستمر. لذلك يتم بناء هذه المراكز بالقرب من الأنهار والمجاري المائية العذبة، وذلك لتجنب نشوء الحرائق أو إتلاف الأجهزة.

كم تستهلك مراكز البيانات من المياه

أجرت دراسة أمريكية حديثة لتحديد كمية المياه التي تستهلكها مراكز البيانات، وذلك بسبب نقص مستويات المياه في خزانات ولاية كاليفورنيا في الأعوام الأخيرة. يعد استهلاك المياه من قبل صناعة التكنولوجيا والصناعات الأخرى، بالإضافة إلى إنتاج الكهرباء الذي يعتمد على المياه، مصدرا للقلق، حيث بلغ استهلاك مراكز البيانات للكهرباء عام 2014 ما يقارب 2% من إجمالي الكهرباء المستهلكة في الولايات المتحدة، بينما بلغ استهلاك المياه في عام 2010 حوالي 17% بسبب توليد الطاقة الحرارية. وجد الباحثون أن مراكز البيانات تستهلك كمية قليلة نسبيا من المياه مقارنة بالصناعات الأخرى، ويتم تشغيلها عن طريق توليد الطاقة التي تتطلب المياه.

أظهرت الدراسات أن توليد الطاقة يحتاج إلى حوالي 7.6 لتر من الماء لتوليد كيلو واط ساعة واحدة، في حين يحتاج مركز البيانات إلى 1.8 لتر من الماء لكل كيلو واط ساعة، وقد يختلف استهلاك المياه لمراكز البيانات حسب المناخ ونظام التبريد المستخدم، ويمكن أن يتسبب الانجراف والتفجير في خسارة المياه، لذا يجب ابتكار طرق بديلة لتبريد مراكز البيانات وتحسين استخدام الماء بسبب ندرته بسبب التغيرات المناخية والاستهلاك الكبير.

ما هي مصادر المياه البديلة

عندما يتم امتلاك مراكز البيانات القدرة على استهلاك الطاقة بشكل كامل، يمكن اكتشاف مصادر مياه بديلة بالإضافة إلى استخدام تقنيات متعددة للحفاظ على برودة معدات تكنولوجيا المعلومات. على سبيل المثال، استخدم مركز بيانات هامينا التابع لشركة جوجل في فنلندا مياه البحر لعملية التبريد منذ افتتاحه، وتم استخدام أنابيب لضخ مياه البحر الباردة داخل المركز لتصل إلى المبادلات الحرارية، وتم الاحتفاظ بمياه البحر بشكل منفصل عن المياه العذبة التي تدور داخل المبادلات الحرارية، وعندما يسخن الماء، يتم خلطه مع المياه الباردة ثم يتم إعادته إلى البحر.

بالإضافة إلى أمازون التي تعرف باستهلاكها البيئي السيء عندما يتم مقارنتها مع شركتي جوجل والمايكروسفت، إلا أنها أيضا تسعى إلى استخدام المياه الغير صالحة للشرب، وتدعي أنها تعتبر أول من استخدم المياه التييتم إعادة تدويرها للتبريد التبخيري المباشر في مركز بياناتها، وقد انتشرت مراكزها في شمال فيرجينيا وأوريغون، ووضعت خططا لتطبيقها على المراكز الموجودة في كاليفورنيا، في حين واجهت شركة Digital Realty تأخيرات في بدء العمل بسبب حاجتها إلى أنابيب لضخ المياه المعاد تدويرها إلى مراكز البيانات.

يستخدم جميع مراكز البيانات مياه الشرب للتبريد بسبب عدم موثوقية مصادر المياه الأخرى مثل مياه الأمطار والمياه الرمادية والسطحية. لكن مراكز البيانات تبحث عن حلول بديلة للحفاظ على مصادر المياه. استخدمت بعض الشركات مياه البحر وأعادت تدوير المياه لتبريد مراكز البيانات. استخدمت جوجل الذكاء الاصطناعي لتخفيض استهلاك الطاقة للتبريد بنسبة 40٪ عن طريق إجراء تعديلات وفقا للمعايير البيئية، مثل درجة الحرارة والضغط وحالة الطقس المتوقعة.

أفضل دول تحتوي على أكبر عدد من مراكز البيانات

يتواجد في العالم حوالي 7.2 مليون مركز بيانات تقوم بأداء وظائف رقمية مختلفة مثل النسخ الاحتياطي واستضافة مواقع الويب، وغيرها، وتتميز بعض الدول بتوفر عدد كبير من مراكز البيانات الأفضل

• تحتوي روسيا على 145 مركزا للبيانات، وتتوزع في جميع مناطق البلاد، ولكن معظم هذه المراكز توجد في موسكو. وأكبر المراكز في روسيا هي Selectel وRostelecom وDatahouse وRTCOMM وData Harbour.
• تحتوي اليابان على حوالي مائتين وخمسة مركزٍ للبيانات، ويتمركز معظم هذه المراكز في مدينة طوكيو، ويوجد حوالي 116.57 مليون مستخدمٍ للإنترنت في اليابان، وتتضمن بعض المراكز الشهيرة في اليابان Equinix وKDDI وTIS وArteria وNTT Communications.
• تمتلك فرنسا حوالي 248 مركزًا للبيانات، وتتمركز معظمها في مدينة باريس، وتشمل أشهر هذه المراكز Cogent Communications وColt Technology Services وIBM وInterxion وCenterServ.