OCP wil digital twins tot vast onderdeel van datacenterbeheer maken

Digital twins moeten een veel grotere rol gaan spelen bij het ontwerpen, bouwen en beheren van datacenters. Het Open Compute Project (OCP) werkt daarom aan een open ecosysteem waarin digitale modellen van datacenters, IT-hardware en technische infrastructuur onderling gegevens kunnen uitwisselen.

Daarmee wil de organisatie onder meer energiegebruik en koeling optimaliseren, storingen beter voorspellen en de steeds complexere infrastructuur voor AI-workloads beheersbaar houden. Dat blijkt uit een onlangs gepubliceerde whitepaper over dit onderwerp.

Een digital twin is veel meer dan een driedimensionaal model van een datacenter. Het gaat om een digitale representatie die wordt gevoed met gegevens uit de fysieke omgeving. Daardoor kan bijvoorbeeld worden nagegaan wat er gebeurt wanneer nieuwe racks worden geplaatst, het energiegebruik sterk stijgt of aanpassingen aan de koeling worden doorgevoerd.

OCP ziet digital twins uiteindelijk als een technologie die gedurende vrijwel de volledige levenscyclus van een datacenter kan worden ingezet: vanaf ontwerp en implementatie tot dagelijks beheer en verdere optimalisatie.

Dat wordt vooral relevant nu datacenters steeds hogere vermogensdichtheden moeten ondersteunen. AI- en machine-learningomgevingen stellen andere eisen aan stroomvoorziening en koeling dan traditionele IT-infrastructuur. OCP noemt hyperscale-, edge- en AI/ML-datacenters dan ook expliciet als omgevingen waarvoor digital twins meer nauwkeurigheid en snelheid moeten bieden bij ontwerp, implementatie en beheer.

Met een voldoende nauwkeurige digital twin kan een beheerder veranderingen eerst digitaal doorrekenen. Denk bijvoorbeeld aan het toevoegen van een cluster met GPU-servers. Het model kan helpen inzichtelijk te maken wat dit betekent voor elektrisch vermogen, warmteontwikkeling, lucht- of vloeistofkoeling en beschikbare capaciteit. Daarmee ontstaat in feite een digitale testomgeving naast het fysieke datacenter.

Stroom, koeling en ruimte in één model

Een belangrijk doel van het OCP-initiatief is het samenbrengen van verschillende onderdelen van het datacenter. Digital twins moeten volgens OCP simulatie, analyse en voorspellende modellen mogelijk maken voor onder meer elektriciteit, koeling, ruimtegebruik en de prestaties van IT-apparatuur.

Dat is belangrijk omdat deze onderdelen steeds sterker met elkaar verbonden raken. Een verandering in IT-belasting heeft onmiddellijk gevolgen voor het stroomverbruik en de warmteproductie. Dat beïnvloedt vervolgens de koelinstallatie en mogelijk ook andere technische systemen.

Traditioneel worden veel van deze omgevingen nog afzonderlijk gemonitord. Een digital twin kan gegevens uit die verschillende domeinen combineren en relaties zichtbaar maken die met afzonderlijke dashboards moeilijker zijn te ontdekken.

Op termijn moet dat volgens de visie van OCP zelfs realtime-optimalisatie mogelijk maken. Gegevens uit fysieke systemen worden dan continu teruggevoerd naar digitale modellen waarmee onder andere operationele efficiëntie, energiegebruik en benutting van infrastructuur kunnen worden geoptimaliseerd.

Eerst simuleren, daarna aanpassen

Een ander belangrijk toepassingsgebied is resilience. Operators kunnen in een digitale omgeving scenario's testen die zij in een draaiend datacenter liever niet uitproberen. Wat gebeurt er bijvoorbeeld wanneer een koelinstallatie uitvalt? Welke racks worden vervolgens als eerste te warm? Wat zijn de gevolgen als een deel van de elektrische infrastructuur niet beschikbaar is? En hoeveel tijd resteert voordat workloads moeten worden verplaatst?

OCP wil digital twins onder andere inzetten voor het voorspellen van storingen, het virtueel testen van failure-scenario's en het verbeteren van disaster-recoveryplanning. Hiermee kan de digital twin zich ontwikkelen van een hulpmiddel voor ontwerpers tot een operationeel instrument voor datacenterteams.

Duurzaamheid moet beter meetbaar worden

De technologie kan daarnaast worden gebruikt om de milieuprestaties van datacenters verder te analyseren. OCP noemt expliciet energie- en watergebruik, lifecycle assessments en het hergebruik van restwarmte. Digital twins zouden ook moeten helpen bij het modelleren en valideren van ontwerpprincipes rond circulariteit.

Dat biedt een belangrijk verschil met uitsluitend traditionele monitoring. Monitoring laat vooral zien wat er op dit moment gebeurt of in het verleden is gebeurd. Met een goed digitaal model kan ook worden onderzocht wat de gevolgen van toekomstige maatregelen waarschijnlijk zijn.

Een datacenteroperator kan daardoor bijvoorbeeld verschillende koelconcepten of configuraties naast elkaar simuleren voordat daadwerkelijk installaties worden aangepast.

Een belangrijke uitdaging is echter dat er momenteel veel verschillende definities, modellen en softwareplatformen voor digital twins bestaan. Ook gegevens uit gebouwbeheersystemen, DCIM-software, IT-managementplatformen en technische installaties bevinden zich vaak in afzonderlijke systemen.

Juist daarom legt OCP veel nadruk op standaardisatie en interoperabiliteit. De organisatie wil open standaarden ontwikkelen voor data-uitwisseling, datamodellen, interfaces en communicatieprotocollen. Modellen moeten volgens OCP bovendien vrij kunnen worden uitgewisseld tussen verschillende digital-twinapplicaties. Daarmee moet worden voorkomen dat operators voor hun digitale infrastructuur volledig afhankelijk raken van één softwareleverancier.

Dat kan uiteindelijk minstens zo belangrijk blijken als de modellering zelf. Een werkelijk bruikbare digital twin van een datacenter moet informatie kunnen combineren uit zeer uiteenlopende systemen van meerdere leveranciers.

Geen losse modellen

OCP richt zich daarom niet alleen op één grote digitale kopie van een complete faciliteit. Binnen het initiatief worden verschillende soorten twins onderscheiden. De eerste aandachtsgebieden zijn digital twins van datacenterfaciliteiten, IT-hardware en modellen gericht op milieu en duurzaamheid.

Het uiteindelijke beeld is daarmee eerder een ecosysteem van digitale modellen die gegevens met elkaar kunnen uitwisselen. Dat sluit aan bij de ontwikkeling van moderne datacenters, waarin gebouwtechniek, elektriciteitsvoorziening, koeling, IT-hardware en software steeds minder als afzonderlijke werelden kunnen worden beheerd.

OCP wil leveranciers van hardware en software, datacenteroperators en onderzoeksinstellingen bij de ontwikkeling betrekken. Open reference designs, whitepapers, tools en methodieken moeten de drempel voor toepassing van digital twins vervolgens verder verlagen.

Daarmee hoopt men dat de digital twin zich de komende jaren zal ontwikkelen tot een belangrijke extra beheerslaag voor datacenters. Niet alleen om zichtbaar te maken wat er in een faciliteit gebeurt, maar vooral om vooraf te kunnen berekenen wat er gebeurt wanneer de infrastructuur verandert. In een datacenterwereld waarin AI de vermogensdichtheid en technische complexiteit snel opvoert, kan juist die voorspellende mogelijkheid steeds belangrijker worden.