O roku 2020 można powiedzieć wszystko, z wyjątkiem tego, że był typowy. W ciągu kilku miesięcy transformacja cyfrowa posunęła się do przodu o kilka lat, co wywarło dogłębny i trwały wpływ na nasze życie i pracę. COVID-19 przyspieszył cyfryzację firm w każdej branży. Pozwolił też zrozumieć, że infrastruktura i technologie cyfrowe mogą zdecydować o sukcesie przedsiębiorstwa.
Justin Dustzadeh
Specjaliści ds. technologii z firmy Equinix zorganizowali niedawno dyskusję na temat prognoz technologicznych i trendów dotyczących infrastruktury cyfrowej w 2021 r. i kolejnych latach. Poniżej przedstawiamy najważniejsze wnioski dotyczące tego, czego możemy się spodziewać w 2021 r.
Infrastruktura chmurowa będzie dominować
Wiadomo, że tradycyjna infrastruktura nie została zaprojektowana z myślą o potrzebach przedsiębiorstw w dobie cyfrowej transformacji.
Firmy są coraz częściej oparte na nowoczesnym, rozbudowanym oprogramowaniu oraz intensywnie wykorzystują technologię open source i cloud-native. Przykładem ten ostatniej są np. mikrousługi, podejście API-first, kontenery i metodyka DevOps, a także odpowiednich funkcji, jak orkiestracja kontenerów (np. Kubernetes), siatka usług (np. Istio) i niezmienna infrastruktura.
Technologie te umożliwiają przedsiębiorstwom szybkie budowanie, uruchamianie i orkiestrację skalowalnych aplikacji, które można dystrybuować i wdrażać globalnie, zwykle z wykorzystaniem hybrydowej architektury wielochmurowej. Te rozproszone aplikacje podlegają coraz większym wymaganiom w zakresie opóźnień, dostępności, wydajności i elastyczności. Są w dużej mierze uzależnione od infrastruktury wyposażonej w funkcje automatycznego konfigurowania, skalowania i napraw opartych na oprogramowaniu.
Jeśli chodzi o transformację cyfrową, w ciągu kilku miesięcy dokonał się postęp, który wcześniej zająłby kilka lat, a tempo tych zmian będzie nadal rosnąć. Jak przewiduje IDC, do końca 2021 roku 80% przedsiębiorstw, wykorzystując swoje dotychczasowe doświadczenia, wdroży mechanizm umożliwiający przejście do infrastruktury i aplikacji opartych na chmurze dwukrotnie szybciej niż wydarzyłoby się to przed pandemią.
Oznacza to zasadniczą zmianę w porównaniu ze sposobem projektowania tradycyjnej infrastruktury.
Nowoczesna infrastruktura cyfrowa (centrum przetwarzania danych, sieć i sprzęt) powinna być w pełni wyodrębniona za pośrednictwem interfejsów API i koordynowana za pomocą oprogramowania. Umożliwia to twórcom aplikacji wdrażanie infrastruktury i zarządzanie nią z szybkością, na jaką pozwala oprogramowanie, dzięki czemu mogą oni skupić się na tym, co ważne, tj. innowacjach i tworzeniu nowoczesnych aplikacji. Takie wyodrębnienie wymaga wbudowania funkcji obserwowania w czasie rzeczywistym w stan infrastruktury oraz utworzenia interfejsów programistycznych, za pośrednictwem których można deklaratywnie definiować pożądany stan dla każdego komponentu i kombinacji komponentów w sposób kompleksowy, od brzegu sieci do środowisk wielochmurowych.
Zgodnie z naszą wizją infrastruktury zdefiniowanej programowo wszystko, co można zautomatyzować, powinno być zautomatyzowane za pomocą oprogramowania. Zdolność do wirtualizacji lub konteneryzacji oraz wyodrębniania obciążeń z bazowych urządzeń fizycznych umożliwiła powstanie nowych paradygmatów, takich jak infrastruktura jako kod i infrastruktura niezmienna. Pozwalają one na szybsze wdrażanie zasobów infrastruktury, zwłaszcza w hybrydowym środowisku wielochmurowym.
W roku 2021 przewidywany jest szybki rozwój i jeszcze szybsze wdrażanie technologii cloud-native praktycznie w każdej warstwie stosu infrastruktury, a także orkiestracja infrastruktury cyfrowej od brzegu sieci po środowiska wielochmurowe.
Paradygmat edge-first przyspieszy innowacje
Jak twierdzą Nick Jones i David Cearley, wiceprezesi i starsi analitycy w firmie Gartner, do roku 2023 ponad 50% danych w przedsiębiorstwach będzie tworzonych i przetwarzanych poza centrum przetwarzania danych lub chmurą, w porównaniu z niespełna 10% danych w roku 2019.
Nowoczesne aplikacje są coraz częściej tworzone od początku z myślą o ich zautomatyzowanym i elastycznym wdrożeniu na brzegu sieci. Duże ilości danych pochodzących z wielu źródeł wymagają szybkiego przetwarzania. Ponadto brzeg sieci jest miejscem, gdzie wiele aplikacji i mikrousług musi się ze sobą łączyć z małymi opóźnieniami, aby zapewnić użytkownikom jak najlepszą jakość usług. Wdrażanie rozproszonych aplikacji w wielu lokalizacjach brzegowych i warstwach infrastruktury, od brzegu sieci po środowiska wielochmurowe, wymaga dogłębnej znajomości i oceny ograniczeń architektury. Dotyczy to m.in. projektowania stref dostępności, rozproszonych siatek usług, zarządzania ruchem, potoków danych, bezpieczeństwa, buforowania i zarządzania stanami (regułami stanowymi i bezstanowymi).
Ponadto w związku z przenoszeniem procesów obliczeniowych i danych na brzeg sieci pojawią się nowe ograniczenia dotyczące infrastruktury. Przykładem są wymagania w zakresie mocy przetwarzania i dostępności związane z zajmowanym miejscem, poborem energii, siecią, sprzętem obliczeniowym i urządzeniami pamięci masowej, a także zapotrzebowanie na rozszerzalne, modułowe rozwiązania wielodostępowe, pełną automatyzację operacji (NoOpS) i strefy dostępności obejmujące wiele centrów przetwarzania danych. Niezbędna jest dobra znajomość wszystkich tych obszarów oraz ich równoczesna optymalizacja.
W 2021 roku należy się spodziewać rozpowszechnienia wdrożeń opartych na podejściu edge-first oraz fali innowacji technologicznych obejmujących całą infrastrukturę cyfrową. Pomoże to firmom sprostać złożonym wyzwaniom związanym z bezpiecznym skalowaniem i orkiestracją rozproszonej infrastruktury na brzegu sieci.
Technologia 5G zostanie wsparta przez infrastrukturę brzegową umieszczoną w optymalnym miejscu
Technologia 5G ma znaczenie przełomowe. Przewidujemy, że stanie się ona dla technologii bezprzewodowych tym, czym łączność szerokopasmowa stała się dla łączności przewodowej.
W 2021 roku przedsiębiorstwa zaczną uwzględniać 5G w swoich planach wdrażania infrastruktur IT. Wydajne funkcje tej technologii wymagają infrastruktury fizycznej z możliwością optymalnego rozszerzenia na brzeg sieci. Przedsiębiorstwa mogą efektywnie wykorzystać 5G, umieszczając aplikacje i „stałe” środowiska informatyczne blisko punktów dostępu do sieci 5G, a podstawowe funkcje ― w centrach przetwarzania danych powiązanych z chmurą i zapewniających bogatą sieć połączeń. Umożliwia to utworzenie efektywnego modelu architektury, który cechuje się dużą ilością danych i rozproszonymi zasobami informatycznymi dostępnymi przy małych opóźnieniach.
Szczególnie interesującą funkcją technologii 5G, która umożliwi obsługę nowych modeli biznesowych i zastosowań, jest dzielenie sieci. Pozwala ona architektom tworzyć połączenia między różnymi komponentami oraz zarządzać nimi w tej samej sieci fizycznej, w sposób spełniający konkretne wymagania dotyczące opóźnień, przepustowości lub bezpieczeństwa. Aplikacje z technologią 5G będą wymagać podłączenia do takich zasobów, jak Internet, chmury publiczne lub prywatne oraz obciążenia obliczeniowe na brzegu sieci, najlepiej umieszczone w pobliżu funkcji UPF (ang. User Plane Function).
W zaawansowanych zastosowaniach technologii 5G będzie konieczne wprowadzenie zasadniczych zmian w infrastrukturze bazowej na potrzeby skalowania. Dla dostawców infrastruktury cyfrowej praktyczne wdrożenie technologii 5G oznacza konieczność wykorzystania zakresu i możliwości istniejącej infrastruktury przy jednoczesnym szukaniu i planowaniu nowych zastosowań, tak aby centrum przetwarzania danych i infrastruktura fizyczna dla technologii 5G były nowoczesne, skalowalne, elastyczne, dobrze skomunikowane, neutralne i wielodostępowe.
Sztuczna inteligencja zbliży się do brzegu sieci i będzie wdrażana w sposób bardziej rozproszony
Sztuczna inteligencja nie jest nową koncepcją, ale postępy w dziedzinie uczenia maszynowego i deep learining sprawiły, że może ona zrewolucjonizować praktycznie wszystkie branże, podobnie jak sto lat temu zrobiła to elektryczność. Jak podaje firma analityczna IDC w 2022 roku 80% przedsiębiorstw, które przenoszą się do hybrydowego modelu biznesowego, będzie wydawać czterokrotnie więcej na bezpieczną infrastrukturę brzegową ze sztuczną inteligencją, aby zapewnić sobie większą elastyczność oraz dostęp do przydatnych.
Ilość zasobów obliczeniowych wykorzystywanych w największych projektach trenowania sztucznej inteligencji zwiększa się w tempie wykładniczym. Rośnie ona niemal dwukrotnie co trzy i pół miesiąca, podczas gdy wydajność algorytmiczna sztucznej inteligencji podwaja się co 16 miesięcy. Wskaźniki te przyćmiewają dwuletni okres podwajania wynikający z prawa Moore’a. Tak szybkie tempo wzrostu pozwala przetwarzać więcej obciążeń opartych na sztucznej inteligencji przy użyciu mniejszej liczby urządzeń i zasobów obliczeniowych. W roku 2021 i następnych latach szybkość tych zmian będzie tylko rosła na skutek powszechnego wdrażania sztucznej inteligencji w firmach i branżach.
Chmury publiczne tradycyjnie stanowią atrakcyjne środowisko wdrażania sztucznej inteligencji, ponieważ algorytmy i procesy trenowania działają najlepiej z dużymi zbiorami danych oraz klastrami obliczeniowymi skalowanymi automatycznie. Rośnie jednak liczba zastosowań, które wymagają wdrożenia tych technologii w sposób rozproszony oraz na brzegu sieci.
W takich sytuacjach mają zastosowanie dodatkowe rygorystyczne wymagania w zakresie opóźnień, wydajności, ochrony danych i bezpieczeństwa, a niektóre dane i procesy przetwarzania związane ze sztuczną inteligencją, dotyczące zarówno wnioskowania, jak i trenowania, muszą znajdować się blisko użytkowników oraz źródeł, z których dane pochodzą i miejsc, w których są wykorzystywane.
W przypadku obciążeń związanych z trenowaniem sztucznej inteligencji, które są uruchamiane na brzegu sieci, należy uwzględnić czynniki i ograniczenia dotyczące zużycia energii, a także wydajności, ochrony, bezpieczeństwa, znaczenia i agregacji danych oraz prostoty. Jeśli zaś chodzi o wnioskowanie na brzegu sieci, to czynniki te obejmują opóźnienia, dostępność, zasoby urządzeń, ochronę i bezpieczeństwo danych oraz agregację danych.
W 2021 roku eksperci przewidują szybsze wdrażanie sztucznej inteligencji na brzegu sieci zarówno na potrzeby trenowania, jak i wnioskowania. Pojawi się też więcej rozszerzonych funkcji udostępnianych w formie usług, które umożliwiają automatyzację wdrażania infrastruktur oraz orkiestrację hybrydowych środowisk wielochmurowych wykorzystujących te technologie.
Centra przetwarzania danych dostosują się do wymagań inteligentnych sieci energetycznych
W miarę pogłębiania się globalnego kryzysu klimatycznego największe przedsiębiorstwa zmieniają swoje cele w zakresie zrównoważonego rozwoju. Nie ograniczają się już do unikania niekorzystnego wpływu na środowisko, lecz wprowadzają pozytywne zmiany. W wersji minimum tworzą strategie zgodne z celami Porozumienia Paryskiego dotyczącymi pilnej dekarbonizacji światowej gospodarki.
Jak przewiduje firma analityczna IDC, „do 2025 roku 90% przedsiębiorstw z listy G2000 wprowadzi stosowanie materiałów wielokrotnego użytku w łańcuchach dostaw sprzętu informatycznego, realizację celów dotyczących neutralności węglowej w obiektach dostawców oraz zmniejszenie zużycia energii jako warunki konieczne współpracy handlowej1”.
W 2021 roku cyfrowa gospodarka przyspieszy i rozszerzy wdrażanie rozwiązań korzystnych dla środowiska, co będzie dotyczyć w szczególności centrów przetwarzania danych. Pojawią się także pierwsze duże projekty centrów przetwarzania danych, które będą dostosowane do wymagań inteligentnych sieci energetycznych i zrównoważonego rozwoju (ang. grid-and-sustainability).
Centra przetwarzania danych mogą pozytywnie oddziaływać na środowisko w różny sposób. Przykładem oddziaływania pośredniego jest tworzenie platform hostingowych, które pozwalają na efektywne łączenie prognoz pogody, wzorców używania energii i zapotrzebowania na nią oraz takich funkcji, jak eliminowanie obciążeń. Można też instalować lokalne rozwiązania do przechowywania energii, które zapewniają elastyczny dostęp do niej w każdej chwili, a nawet wykorzystywać energię odpadową w formie ciepła na lokalne potrzeby.
Zmiana działań neutralnych na pozytywne będzie wymagać zastosowania odpowiednich technologii oraz stworzenia globalnych i lokalnych ekosystemów skupiających zainteresowane strony. W długim terminie trend ten w połączeniu z aplikacjami nowej generacji, które wymagają wyjątkowo małych opóźnień, doprowadzi do zmian lokalizacji centrów przetwarzania danych. Będą one zdecentralizowane i zintegrowane ze społecznościami. Staną się odpornymi ekosystemami dostarczającymi moc przetwarzania, łączność, energię i ciepło.
W związku z większym naciskiem na zrównoważony rozwój coraz więcej infrastruktur centrów przetwarzania danych będzie opartych na otwartych standardach. Dotyczy to różnych obszarów, od projektowania i eksploatacji poprzez zarządzanie energią po ogniwa paliwowe i systemy chłodzenia nowej generacji. Trend ten przyspieszy wprowadzanie innowacji w centrach przetwarzania danych oraz ich dostosowanie do wymagań inteligentnych sieci energetycznych. Usunie bariery, które utrudniają dostawcom sprzętu tworzenie platform obsługujących centra o znaczeniu krytycznym.
Nastąpi szybki rozwój innowacyjnych technologii, częściowo za sprawą bardziej otwartych platform sprzętowych oraz większej zgodności operacyjnej między produktami różnych dostawców. Firmy będą przywiązywać jeszcze większą wagę do walki ze zmianami klimatycznymi, co spowoduje szersze zastosowanie odnawialnych źródeł energii oraz integrację zasobów z hurtowymi rynkami energii. Pojawią się nowe wyzwania w zakresie przechowywania danych, a nowe platformy będą wymagać coraz mniejszych opóźnień. Zasoby obliczeniowe i sieciowe przybliżą się do brzegu sieci. Wszystko to przyczyni się do powstania centrów przetwarzania danych nowej generacji, które będą dostosowane do inteligentnych sieci energetycznych.
Choć mamy nadzieję, że rok 2021 będzie bardziej przewidywalny i mniej zaskakujący niż 2020, wiemy, iż nie ma powrotu do tego, co było wcześniej. Transformacja cyfrowa będzie coraz szybsza, w związku z czym pojawi się zapotrzebowanie na liderów, którzy potrafią wykorzystać nowe technologie i trendy w sposób zapewniający firmom przewagę nad konkurencją. Zarówno w świecie biznesu, jak i technologii tacy liderzy lepiej poradzą sobie w warunkach ciągłych zmian, jakie czekają nas w przyszłości.
O autorze:
Justin Dustzadeh
Chief Technology Officer, Equinix, Inc.
