На минувшей неделе в официальном корпоративном блоге софтверного гиганта Microsoft появился пост на тему подводного центра обработки данных Project Natick. На этот раз речь шла об успешном извлечении этой необычной серверной фермы на сушу.

На первый взгляд, идея поместить центр обработки данных на дно океана или моря может показаться странной, но команда Microsoft предположила, что размещение критически важного оборудования в такой среде позволит создать более надежные и энергоэффективные ЦОД.

При эксплуатации оборудования на суше операторы ЦОД центры сталкиваются с такими проблемами как коррозия из-за кислорода и влажности, а также необходимость контролировать перепады температуры. В случае размещения под водой герметичного резервуара с жестким контролем внутренней температуры возникает гораздо меньше проблем подобного плана.

В блоге отмечается, что серверы, размещенные на дне океана в течение двух лет, показали себя гораздо лучше с точки зрения эксплуатационной надежности, чем машины внутри традиционных центров обработки данных на суше. В частности, уровень отказов был почти на 90 процентов ниже наблюдавшегося на суше.


Это открытие свидетельствует о том, что подводные дата-центры из серии Project Natick могут предложить удивительные преимущества. В частности, можно говорить о более длительном сроке службы серверов, что может компенсировать затраты на развертывание таких машин в подводном модуле.

Команда Microsoft предполагает, что использование азотной атмосферы, которая менее агрессивна, чем кислород, и отсутствие людей, которые могли бы толкать или иным образом воздействовать на критически важные компоненты IT-инфраструктуры, являются основными причинами возникновения подобной разницы.

Если более глубокий анализ подтвердит корректность этого утверждения, команда корпорации сможет экстраполировать свои идеи на наземные центры обработки данных. Полученные результаты могут служить ориентиром для будущих проектов развертывания серверов, в которых может использоваться азотная среда. Речь, например, может идти о периферийных краевых центрах обработки данных без персонала или объектах, использующие робототехнику для управления IT-оборудованием.

Недавно поднятый из воды инженерами Microsoft модуль Project Natick представляет собой 12-метровый цилиндрический контейнер, в котором размещаются 864 сервера и хранилище на 27,6 петабайта (достаточно для хранения 5 миллионов фильмов) в 12 стойках. Модуль и его содержимое с мощностью нагрузки в 240 кВт провели два года на морском дне на глубине без малого 36 метров ниже поверхности океана у побережья Оркнейских островов в Шотландии.

В корпорации отмечают, что ориентировочное время развертывания таких модулей находится на уровне 90 дней (от завода до эксплуатации), а ожидаемая продолжительность эксплуатации без обслуживания составляет до 5 лет.

Инициатива Project Natick представляет собой радикально новый подход к развертыванию вычислительных мощностей и центров обработки данных, который может позволить Microsoft перенести свои модульные конструкции заводского изготовления с земли на море.

Он связывает воедино сразу три перспективные тенденции в индустрии центров обработки данных, которые в последнее время привлекают повышенное внимание: морские дата-центры, краевые ЦОД и автономные центры обработки данных.

Когда Microsoft развернула предыдущий прототип модуля Project Natick в 2015 году у побережья американской Калифорнии, многие специалисты в сфере центров обработки данных отвергли эту идею и назвали инициативу просто научным экспериментом. Они признали Project Natick впечатляющим достижением, но предположили, что концепция подводного ЦОД не сможет быть подвергнута коммерциализации и использована для обслуживания масштабных рабочих нагрузок.

Состоявшееся в 2018 году развертывание подводного ЦОД в Шотландии показало, что инженеры Microsoft настроены серьезно и изучают возможности для наращивания флотилии подводных центров обработки данных в рамках своей стратегии краевых вычислений. Согласно этой стратегии, облачную инфраструктуру можно будет приблизить к населенным пунктам, сосредоточенным вдоль береговых линий по всему миру.

Конструкторы модуля, спущенного в воду у побережья Оркнейских островов, адаптировали техпроцесс теплообмена, обычно используемый для охлаждения подводных лодок и предполагающий прокачку забортной воды непосредственно через радиаторы на задней стороне каждой из 12 серверных стоек с последующим выбросом жидкости обратно за пределы корпуса ЦОД в море или океан.

Охлаждение, на долю которого приходится значительная часть энергетического бюджета наземных центров обработки данных, является очевидным преимуществом подводных ЦОД. Ниже 100 метров температура воды может колебаться чуть выше нуля.

Машзал подводной серверной фермы был заполнен азотом, и после того, как модуль был поднят со дна океана, исследователи Microsoft вставили пробирки через клапан в верхней части корпуса, чтобы собрать образцы воздуха для анализа. Один из вопросов заключается в том, могли ли газы, которые обычно выделяются из кабелей и другого оборудования, изменить состав атмосферы внутри машзала и тем самым повлиять на IT-оборудование.

Очищенный от водорослей центр обработки данных после взятия проб воздуха был загружен на грузовик и доставлен на объект Nigg Energy Park Global Energy Group на севере Шотландии. Там специалисты демонтировали крышку и выдвинули серверные стойки, после чего команда Microsoft провела проверки работоспособности и собрала компоненты, чтобы отправить их в штаб-квартиру компании в Редмонде, штат Вашингтон, для дальнейшего анализа.

Среди компонентов, собранных и отправленных в Редмонд, есть несколько отказавших серверов и подключенных к ним кабелей. Исследователи считают, что это оборудование поможет им понять, почему серверы в подводном центре обработки данных демонстрируют более высокий уровень надежности, чем машины на суше.

Следующим шагом для команды Microsoft, реализующей инициативу Project Natick, будет демонстрация того, что серверы могут быть легко извлечены из подводного ЦОД и переработаны, как только они достигнут конца своего срока службы.

Независимо от того, будут ли результаты исследовательского проекта способствовать массовому развертыванию серверных ферм под водой или нет, инициатива Project Natick, определенно, ускорит внедрение новых технологий проектирования и строительства неукомплектованных персоналом центров обработки данных «без света».

По мере того как человечество наполняет земной шар подключенными к интернету устройствами, большими и малым, растут потребности в инфраструктуре центров обработки данных, которая необходима для обслуживания этих устройств. При этом квалифицированных операторов ЦОД уже сейчас катастрофически не хватает. Как следствие, инженеры стремятся сделать дата-центры достаточно надежными, чтобы они могли функционировать в течение длительного времени, не требуя вмешательства со стороны человека.