We tweeten meer, zetten steeds meer foto’s online en werken in de cloud. Over een jaar of tien is de hoeveelheid digitale data vijftig keer zo groot als nu. Kunnen de huidige datacenters dat aan?

Is het een tentamenhal? Een parkeergarage misschien? Van buiten zou je niet zeggen dat het nieuwste gebouw op het kenniscomplex Science Park in Amsterdam een datacenter is.

Vorige week opende de Amerikaanse datacenterverhuurder Equinix zijn derde datacenter in Amsterdam, AM3. Het met lamellen bedekte pand mocht van de gemeente niet uit de toon vallen op Science Park, waar onder meer ook de Universiteit van Amsterdam gevestigd is. Hoge hekken waren taboe, vandaar dat er een gracht gegraven is rondom dit fort vol gegevens. De koeltorens boven op het gebouw zijn aan het zicht onttrokken door het dak te verlagen.

Op de derde verdieping is 3200 vierkante meter beschikbaar voor serverkasten. De hal is nog nauwelijks gevuld; alleen de internetknooppunten AMS-IX, NL-IX zijn volledig geïnstalleerd. Zwarte kasten zoemen zacht en houden zo de temperatuur in de ruimte stabiel. Onder de verhoogde vloer stroomt koude lucht, die via roosters in de verschillende serverkasten worden gepompt.

Dataverbruik neemt enorm toe

Het datacenter van Equinix is zeker niet het laatste dat in het komende decennium zal worden gebouwd. De totale hoeveelheid digitale data blijft groeien en zal in 2020 het vijftigvoudige zijn van nu, voorspelt een rapport van marktonderzoeksbureau IDC. Om al onze e-mails, tweets en foto’s op te slaan, zijn er tienmaal zoveel servers nodig.

Maar al die rekenkracht heeft een prijs: datacenters verbruiken veel elektriciteit. Tussen 1,1 en 1,5 procent van het wereldwijde stroomverbruik kwam in 2010 voor rekening van datacentra, berekende professor Jonathan Koomey van Stanford University.

Zuinigere datacentra

De opslagindustrie zit echter niet stil. Datacentra gaan de afgelopen jaren steeds zuiniger met energie om. Die efficiëntie komt tot uiting in de power usage effectiveness (PUE). De waarde vertegenwoordigt het totale energieverbruik van een datacenter gedeeld door de hoeveelheid energie die de ict-systemen daadwerkelijk gebruiken. Hoe dichter bij 1, hoe efficiënter.

Een waarde van 1 kan nooit worden bereikt. Een datacenter heeft namelijk ook energie nodig voor bijvoorbeeld de verlichting, het koffiezetapparaat voor het personeel en – het allerbelangrijkst – de koeling van de computers.

Opslag van warmte in de grond

Op dat laatste is de grootste vooruitgang geboekt. Daarvan is AM3 van Equinix een voorbeeld met een PUE onder de 1,3. Het bijzondere aan het datacenter is de warmte- en koude-koeling.

In de winter wordt op 168 meter diepte koud water opgeslagen, dat in de zomer helpt met het koelen van de servers. Het verwarmen van het kantoorgebouw naast het datacenter gebeurt met de restwarmte, die ook onder de grond wordt bewaard. In de toekomst zullen daarmee ook de nabijgelegen universiteitsgebouwen worden verwarmd.

Virtualisatie

Hoe efficiënt het datacenter van Equinix ook is, de vraag is of er niet rigoureuzere stappen genomen moeten worden om de stortvloed aan gegevens op te slaan de komende jaren. “De hoeveelheid data groeit sneller dan de capaciteit van de dragers”, zegt Maurice Bouwhuis van SARA, dat diensten levert op het gebied van supercomputers en dataopslag.

Eén van de ontwikkelingen is virtualisatie: het draaien van meerdere virtuele servers op dezelfde fysieke server. Daardoor wordt de rekenkracht van de computer beter benut. Daarin valt nog veel te winnen, maar “niet meer ordes van grootte”, denkt Bouwhuis. “Men weet nu hoe het trucje moet, nu gaat het om het toepassen ervan.”

Wat sla je op op welk medium?

Er zijn nog wel grote stappen te maken op het gebied van data lifecycle management, meent Bouwhuis. Daarbij worden gegevens die vaak worden opgevraagd door gebruikers opgeslagen op snellere, duurdere opslagmedia. Minder belangrijke data wordt op goedkopere, langzamere media gezet.

Daar moeten volgens Bouwhuis nog scherpere keuzes in worden gemaakt, iets waar socialenetwerksite Facebook op dit moment ook over nadenkt. Gebruikers plaatsen op een feestdag als Halloween 1 tot 2 miljard foto's op de servers van Facebook, maar de plaatjes zijn slechts een paar dagen actueel. Enkele weken later bekijkt nauwelijks nog iemand de foto's. Maar Facebook heeft wel een afspraak met hun leden dat foto's altijd opgeslagen blijven. Daarom kijkt het bedrijf nu naar de bouw van nieuwe datacenters die op een efficiënte manier dat enorme archief op kunnen slaan.

Big data

Ook Jochem Steman van dataopslagbedrijf Datalogix meent dat de vraag voor de nabije toekomst is welk type data je opslaat op welk medium. Hij denkt niet dat één technologie als superieur uit de bus zal komen. “Elke techniek heeft z'n voor- en nadelen. Opslag draait om een combinatie van technologieën.”

Zo wordt de laatste jaren steeds meer opgeslagen op magnetische tape. Het grote voordeel daarvan ten opzichte van harde schijven is dat het energieverbruik aanzienlijk lager ligt. Maar tape-opslag botst met de big data-trend. “Bedrijven en onderzoekers willen steeds meer oude gegevens gebruiken en ook combineren. Ze willen een willekeurige vraag stellen over een willekeurige set data”, zegt Maurice Bouwhuis. Het oproepen van data op tape gaat daarvoor te langzaam.

Koude opslag op flashgeheugen

Een andere mogelijkheid om data op te slaan is flashgeheugen, dat ook te vinden is in mp3-spelers, smartphones en de nieuwste laptops. Facebook experimenteert daarmee, net als Dropbox en Amazon. Solid-state drives (ssd's) met flashgeheugen hebben geen bewegende onderdelen zoals traditionele harde schijven.

Ssd's verbruiken minder energie en de overdrachtssnelheid van data ligt hoger. Jochem Steman denkt dat flashgeheugen zeker voor bepaalde toepassingen geschikt is. Maar het is een redelijk nieuwe technologie. “Hoe betrouwbaar is het op lange termijn?” Die vraag is nog niet beantwoord.

Opslag op glas

Steman denkt dat we tegen de limiet aanlopen van wat we op kunnen slaan met de huidige technologieën. Nieuwe innovaties moeten de mogelijkheden drastisch verruimen. Hij noemt opslag op glas als mogelijkheid. Het Japanse concern Hitachi, waarmee Stemans bedrijf samenwerkt, liet onlangs een glasplaatje van 2 bij 2 centimer zien waarop met een laser zo'n 40 MB aan data is geschreven.

Het bedrijf claimt dat glas geschikt is om grote datasets miljoenen jaren lang te bewaren. “Je brandt het erin en het blijft staan”, aldus Steman. Het uitlezen van de data is vooralsnog een probleem. Hoelang het duurt voordat glasopslag in de praktijk wordt toegepast kan Steman niet zeggen. “Maar het is al getest in de labs.”