Datakeskukset tiedon vartijoina

Datakeskukset ovat kuin lentokoneita – no ei nyt sentään – mutta niillä on paljon yhteistä: turvallisuus on ehdoton edellytys, teknologia on monimutkaista, ne ovat energiasyöppöjä ja molemmat tarjoavat palveluja myös ”pilvessä”.

Vuonna 2015 noin 80 % datakeskustiloista oli käyttäjien omistamia palvelinhuoneita, kun vuonna 2020 niiden osuus on enää noin 72 %. Suurin syy muutokseen on tiettyjen työkuormien siirto kapasiteetiltaan suurempiin, kustannus- ja energiatehokkaampiin datakeskuksiin. Pilvi- ja konesalipalveluja tarjoavien datakeskusten kautta kulkevan tietoliikenteen ja niihin varastoidun tiedon määrä kasvaa eksponentiaalisesti.

Rakennukset kuluttavat paljon energiaa ja datakeskukset erityisesti. Toimivatko kaikki vastuullisesti, kun kilpailu digitalisoitumisen myötä kiihtyy? Datakeskussektorin arvioidaan kuluttavan viidesosan maapallon sähköstä vuoteen 2025 mennessä. Uusiutuvan energian saatavuus on tärkeä kilpailutekijä varsinkin isojen toimijoiden sijoituspäätöksille. Pohjoismaat ovat pärjänneet hyvin kilpailussa, tosin viime aikoina Suomi on jäänyt nuolemaan näppejään, kun Ruotsi, Tanska ja Norja ovat napsineet niin Amazonin, Facebookin, Applen, Microsoftin kuin Googlenkin uudet hyperdatakeskukset. Energiaverohelpotukset ja uusiutuvan energian saatavuus ovat kasvattaneet etumatkaa Suomeen. Äskettäin mediassa on huhuttu amerikkalaisen Silent Partner Groupin suunnitelmista rakentaa Suomeen kolme massiivista datakeskusta.

Kilpailu pilvipalveluiden herruudesta kiristyy, kun kiinalainen verkkokauppajätti Alibaba avasi juuri kaksi ensimmäistä datakeskustaan Lontooseen. IBM, pilvipalveluiden kolmonen, puolestaan shokeerasi markkinaa ostettuaan Linux-kehittäjänä tunnetun Red Hatin peräti 33,4 mrd. dollarilla. Pilvipalvelujen rinnalla kasvaa myös datakeskuskiinteistöjen kysyntä. Niihin sijoitettiin globaalisti ennätykselliset 25 mrd. dollaria vuonna 2017. Sijoittajien kiinnostus datakeskuksiin kasvaa myös Pohjoismaissa, vaikka isot pilvipalvelutoimijat omistavat useimmiten omat palvelinkeskuksensa. Viimeisin transaktio Suomessa oli Patrizian alkuvuonna 2018 myymä datakeskuskiinteistö Espoossa.

Kesällä 2018 Realia Groupin naapuriin Pitäjänmäelle avattiin Telian Euroopan moderneimmaksi kutsuttu avoin datakeskus, jossa on käytetty maailman edistyksellisintä tekniikkaa. Se täyttää tiukat turvallisuusvaatimukset, käyttää uusiutuvana energialähteenä vesivoimaa ja kierrättää kaiken jäähdytyksen tuottaman lämpöenergian. Palvelujen jatkuvuuden turvaaminen ja häiriötilanteisiin varautuminen on tärkeää.

Yritysten tuotelähtöiset liiketoimintamallit muuttuvat asiakas- ja palvelulähtöisiksi teknologiaa hyödyntäviksi toiminnoiksi. Reaaliaikaisuuden vaatimus korostuu IoT:n ja uusien sovellusten maailmassa. Reaaliaikaista tietoa jaetaan datakeskusliiketoiminnan ympärille muodostuvissa ekosysteemeissä, joissa syntyy uusia innovaatioita ja palveluja. Vasteaika keskitetyssä ”pilvessä” voi olla liian pitkä, jolloin edge, ”pilven reunalla” eli lähipalvelukeskuksissa tapahtuva reaaliaikainen palvelu sopii ratkaisuksi paremmin.

Uusien teknologioiden ja palveluiden kehitys on riippuvainen datakeskuksista

Datakeskusten merkitys osana digitalisaatiota ja modernia digitaalista taloutta kasvaa vauhdilla. Niissä säilytetään ja prosessoidaan dataa asiakkaiden puolesta turvallisesti ja tehokkaasti käyttämällä hyväksi pilvipalveluita ja muita tietoteknisiä ratkaisuja. Datakeskukset antavat myös mahdollisuuden uudenlaisten palveluiden, kuten esineiden internetin (IoT), tekoälyn, virtuaalitodellisuuden, big datan ja dataan perustuvien uusien tuotantotapojen kehittämiseen.

 

Kuva: Pilvi- ja dataan perustuvien palveluiden määrä kasvaa jatkuvasti, mikä puolestaan lisää datakeskusten tarvetta. Isot toimijat, Amazon etunenässä, haukkaavat jo leijonanosan koko markkinasta. (Lähde: Synergy Research Group)

Datakeskusten sijoittumisesta käydään kovaa maailmanlaajuista kilpailua. Suomen vahvuuksina kilpailussa ovat hyvät kansainväliset tietoliikenneyhteydet, vakaa sääntely-ympäristö, korkea koulutustaso sekä suotuisat rakenteelliset olosuhteet, kuten viileä ilmasto, hyvä kohtuuhintaisen energian saatavuus ja maantieteellisesti turvallinen sijainti. Lisäksi maan hallitus erillisessä strategiassaan edistää datakeskuksiin liittyviä investointeja. Haittapuolena Suomeen sijoittumiselle pidetään syrjäistä sijaintia etäällä markkinoista. Kehityspanostukset datakeskusten infrastruktuuriin vahvistaisivat datakeskusteollisuuttamme, jonka vuositason kokonaisvaikutukset kasvuun ja työllisyyteen Suomessa vastaisivat parhaimmillaan 2,3 miljardia euroa ja 33 000 työpaikkaa.

Datakeskukset kuluttavat 1/5 maapallon sähköstä vuoteen 2025 mennessä

Paljon dataa käyttävien laitteiden ja palvelujen nopea yleistyminen vaatii yhä enemmän energiaa pitämään maailman kaikki datakeskukset käynnissä. Datan pyörittäminen ja varastointi synnyttää paljon lämpöä. Datakeskukset tarvitsevat intensiivistä jäähdytystä, johon liittyy suuret energiakulut.

Hälyttävät uudet tutkimukset viittaavat siihen, että mikäli uusiutuvan energian hankinta laiminlyödään tai siinä epäonnistutaan, voi datakeskuksista tulla yksi suurimmista saastuttajista vain seitsemässä vuodessa. Jopa 50 miljardia laitetta arvioidaan liitettävän datakeskuspalveluverkostoon vuoteen 2020 mennessä, ja joidenkin ennusteiden mukaan vielä yli 100 miljardia laitetta seuraavan viiden vuoden aikana.

Tutkijat ovat arvioineet, että datakeskussektori voisi käyttää 20 % kaikesta käytettävissä olevasta sähköstä maailmassa vuoteen 2025 mennessä. Arvio perustuu siihen, että maailmassa syntyvän datan määrä kasvaa kautta aikain nopeinta vauhtia.  Mikäli tehokkaampien energialähteiden käyttöönotto ei kehity nopeasti, niiden hiilijalanjälki olisi 5,5 % globaalista kakusta.

Energia voi muodostaa yli puolet datakeskuksen kokonaiskustannuksista sen elinaikana. Tehokkaammalla energian käytöllä ja käytön hallinnalla voitaisiin kustannuksia ja ympäristövaikutuksia pienentää huomattavasti. Pohjoismaissa jäähdytykseen tarvittavan energian määrä on huomattavasti pienempi mm. viileän ilmaston ja runsaiden vesivarantojen ansiosta. Jäähdytyksestä syntyvän hukkalämmön talteenotto ja kierrätys ovat tärkeitä. Uusituvasta energiasta on tullut jo monelle datakeskustoimijalle ehdoton edellytys. Google teki juuri sopimuksen kolmen uuden tuulipuiston tuotannon ostosta 10 vuodeksi Haminan datakeskukselle. Riittääkö Suomessa kaikille halukkaille toimijoille uusiutuvaa energiaa, kun entisestään kiristyvät ympäristövaatimukset ilmastonmuutoksen torjumiseksi on täytettävä?

Turvallisuus ja luotettavuus ehdottoman tärkeää

Datakeskusten sijainti on valittava huolella, jotta riski asiattomien tunkeutumisesta laitokseen tai sen alueelle voidaan minimoida. Myös riskit luonnonkatastrofeista, kuten tulvista, ja muut ulkoiset uhat on huomioitava. Asianmukainen datakeskusten suunnittelu, sitoutunut johtaminen, osaava henkilöstö, kehittyneet hallintatyökalut ja ylläpito liittyvät saumattomasti turvajärjestelyihin. Niin ympäristöön kuin menetelmiinkin liittyviä vaatimuksia datakeskusten turvallisuuden vahvistamiseksi maailmanlaajuisesti tulisi edelleen tiukentaa. Varautuminen erilaisiin häiriötilanteisiin on otettava jo suunnittelussa huomioon ja varmistettava erilaisin testein.

Suomen geologinen sijainti on turvallinen, ja sen ikivanha peruskallio vähentää luonnonkatastrofien vaaraa. Riski-indeksin (The Data Center Risk Index) mukaan Suomi on turvallisin datakeskuksen sijaintipaikka maailmassa. Palvelun luotettavuus ja jatkuvuus ovat tärkeitä kriteereitä valinnoissa. Suomen kansallinen sähköverkko voi olla ylpeä keskimäärin 99,9998 %:n siirtovarmuudesta.

Telia Helsinki Data Centerin turvajärjestelyt ja energiatehokkuus huippuluokkaa

Telian kesällä 2018 Helsingin Pitäjänmäkeen avaama datakeskus on Pohjoismaiden toiseksi suurin avoin eli kaikille palveluja tarjoava keskus, jonka suunnittelua ja työtä ohjasi läpi koko rakennusprojektin turvallisuuteen, ympäristöön ja energiatehokkuuteen liittyvät vaatimukset.

Suunnittelussa oli tärkeää huomioida sekä rakennuksen turvallisuus että tietoturva. Rakennukseen tunkeutuminen on miltei mahdotonta, sillä sisäänkäynti on suojattu pollareilla, ovissa on sähkölukot ja ennen toimistotiloja vastassa on vielä vartija ja lasiset sulkuportit. Rakennuksen uumenissa, osittain maan alla, sijaitsee neljässä kerroksessa 7 metrin korkeuteen ulottuvia konesalihuoneita, joiden alapuolella on metrin syvyydeltä teknisiä tiloja.

Kuva: Telia Data Center, Pitäjänmäki, Helsinki. (Lähde: Realia Group)

Luotettavuus on kaiken A ja O tiedon varastoinnissa, siksi turvajärjestelyissä kaikkia toimintoja on vähintään tuplasti. Laitoksessa on käytetty uusinta tekniikkaa, mm. tieto-, sähkö- ja sammutusjärjestelmät ovat maailman edistyksellisimpiä. Automatisoinnilla pyritään minimoimaan manuaaliset tehtävät. Tieto sijaitsee konesalin lasisin liukuovin suljetuissa osastoissa 5 000 laitekaapissa, jossa kussakin on n. 50 palvelinta. Todistuksena tietoturvallisuudesta ja luotettavuudesta Telia on hankkinut ISO 27001 -tieto-turvasertifikaatin ja liiketoiminnan jatkuvuuden hallintaan ISO 22301 -sertifikaatin, joka on kategoriassaan ensimmäisiä Suomessa. Datakeskus täyttää myös valtionhallinnon tietoturvan Vahti-standardin.

Uutta datakeskusta on verrattu moderniin kustannustehokkaaseen tehtaaseen, jossa automatisointi sekä energiankäytön ja lämmönsäätelyn hallinta on viety mahdollisimman pitkälle. Datakeskus on saanut LEED-, CEEDA- (Certified Energy Efficient Data Center Award) ja ISO 14001 -sertifikaatit. Sillä on oma 50 megawatin sähkölaitos, joka tuottaa sähköä laitoksen omiin tarpeisiin. Laitos pystyy vastaanottamaan energiaa parhaimmillaan 24 megawattia ja luovuttamaan sitä lämpöenergiana ulos 20 megawattia. Valtaosa energiasta menee palvelinten jäähdyttämiseen. Toiminnassaan datakeskus käyttää uusiutuvaa, vesivoimaan perustuvaa energiaa ja kierrättää kaiken jäähdytyksen tuottaman lämpöenergian Fortumin kaukolämpöverkkoon. Sieltä energia ohjataan Espooseen, jonka kaukolämpötarpeesta se kattaa n. 10 %. Palvelinten hukkalämmöllä voidaan lämmittää jopa 20 000 asuntoa.

Datakeskuksen ylläpito vaatii saumatonta yhteistyötä ja erityisosaamista

Ylläpito liittyy taloudellisuuteen, turvallisuuteen ja vastuullisuuteen. Erot datakeskuksen ja tavallisen toimisto- tai tehdasrakennuksen hallinnoinnissa ja ylläpidossa ovat suuria. Datakeskukset ovat monimutkaisempia ja muutosvauhti on paljon kovempi kuin useimmissa muissa tilatyypeissä. Ne vaativat ympärivuorokautista valvontaa vuoden jokaisena päivänä, koska toimintakatkoksiin, epäonnistumisiin saati laiminlyönteihin ei ole varaa. Jotkut ovat verranneet datakeskusten vaatimuksia lentokoneen ohjaamiseen. Datakeskuksen ylläpito on prosessi, jolla valvotaan keskuksen tai palvelinhuoneen operatiivisia ja teknisiä toimintoja. Se kattaa ympäristön valvonnan, fyysisen turvallisuuden, palvelintoiminnan, tietojenkäsittelypalveluiden ja sovellusten hallinnan. Oikein suunniteltu, toteutettu ja varmistettu toiminta- ja huolto-ohjelma minimoi riskit, alentaa kustannuksia ja jopa antaa kilpailuetua datakeskuksen palveluiden käyttäjille.

”Datakeskuksen palveluntuottajilta vaaditaan saumatonta yhteistyötä ja edellytyksiä häiriöttömän ja turvallisen toimintaympäristön takaamiseksi niin, että asiakas voi täysin keskittyä omaan liiketoimintaansa ja luottaa yhteistyökumppanin hoitavan oman vastuualueensa”, Realia Managementin kiinteistöjohtamispalveluista vastaava johtaja Heidi Joutsenkunnas toteaa.

Reaaliaikaisen tiedon tarve kasvaa – palvelut pilvestä vai pilven reunalta

Digitaalinen vallankumous, joka muuttaa koko maailman, on alkanut. Siirtyminen IT-maailmasta digimaailmaan tuo teknologiat osaksi liiketoimintaa. Tämä muutos luo valtavasti tietoa, jota tarvitaan reaaliaikaisesti. Teollinen/esineiden internet (IoT), sekä lukuisat uudet sovellukset kasvattavat dataa hyödyntävää liiketoimintaa. Liian etäällä käyttäjästä sijaitsevat konesalit eivät pysty vastaamaan reaaliaikaisesti, koska niiden ”pilvessä” tiedon analysointiin käyttämä vasteaika on vielä liian pitkä. Jotta reaaliaikaisuuden vaatimus täyttyy, on tieto analysoitava itse datan synty- ja käyttöpaikan lähellä eli ”pilven reunalla”. Tätä lähipalvelukeskusta kutsutaan edgeksi, joka sopii alhaista latenssia eli lyhyttä vasteaikaa vaativiin tarpeisiin.

Kuva. Lähde: 451 Research, Datacenters and Critical Infrastructure, 2017

Teknologiaa edgen toteuttamiseksi on jo käytössä, esimerkiksi pankki- ja finanssialaa myllertänyt blockchain edustaa edge-ratkaisua. Helsingin kaupungin liikennelaitos (HKL) on esimerkki edge-edelläkävijöistä hyödyntäessään dataa, jota kerätään metrojen ovista, raiteilta sekä asemalaitureilta ja analysoidaan paikan päällä. Tuloksia käytetään metron palvelutason, aikataulussa pysymisen ja asiakastyytyväisyyden parantamiseksi.

Pian huippunopeat 5G-verkot, joiden avulla pystytään kerralla siirtämään dataa, esim. videoanalytiikkaa, suuria määriä tuovat helpotusta reaaliaikaisuuden vaatimukseen. Datakeskusliiketoiminnan ympärille syntyy ekosysteemejä, joissa jaetaan reaaliaikaista tietoa. Digitalous ja uudet sovellukset vaativat toimiakseen datakeskuksia, joiden tarve kasvaa entisestään. Datakeskusinvestointien merkitystä palvelusektorille ja Suomen kilpailukyvylle pidetään erittäin tärkeinä.

Lähteet:

“Finland’s economic opportunities from data centre investments” Copenhagen Economics, 2017
“Total Consumer Power Consumption Forecast”, Anders Andrae/Huawei, 2016
“Data centres of the world will consume 1/5 of Earth’s power by 2025” by João Marques Lima, 2017
“Datacenters of the future” 451 Research’s Datacenter Monitor/2017
“Essential Elements of Data Center Facility Operations” by Robert Woolley and Patrick Donovan
Helsingin Uutiset 8.5.2018/J Hämäläinen
Pasi Sutinen, datakeskusliiketoiminnan johtaja, Telia, puhelinhaastattelu
DCD October 11, 2018 by Max Smolaks
“Discover the Edge, Helsinki”, Rittal Oy/H Persson/M Aho