Корпорация Microsoft продолжит развивать концепцию подводного дата-центра. Специалистов софтверного гиганта заинтриговали преимущества размещения серверных ферм на дне океана. Поэтому американская корпорация вскоре может развернуть под водой относительно крупный ЦОД для дальнейшей доработки этой концепции. Ввод этой серверной фермы в эксплуатацию состоится в ближайшем будущем.

Такой информацией поделился представитель Microsoft Бен Катлер в ходе выступления на конференции DatacenterDynamics Enterprise 2016. Топ-менеджер напомнил собравшимся о том, что ранее софтверный гигант успешно испытал компактный прототип подводного дата-центра Project Natick, причем испытание прошло без каких-либо сбоев в работе оборудования и позволило достичь исключительно высокого уровня энергоэффективности.

Герметичный контейнерный ЦОД был развернут осенью прошлого года у берегов Калифорнии. Команда инженеров Microsoft разместила серверы внутри контейнера и управляла ими удаленно, пока машины находились на дне океана в течение 105 дней. Затем подводный ЦОД был поднят на сушу, и начался анализ результатов.

Катлер сказал, что этот тест дал обнадеживающие результаты. По его словам, специалисты Microsoft пока еще находятся на достаточно раннем этапе развития этой концепции, но уже сейчас совершенно ясно, что корпорация не ограничится одним экспериментом.

Высока вероятность развертывания более крупных и мощных подводных ЦОД

Софтверный гигант готовится сделать следующий шаг и развернуть новый подводный ЦОД. Этот дата-центр может быть примерно в четыре раза более крупным по сравнению с предыдущим контейнером, тогда как мощность размещенного внутри него IT-оборудования может достичь половины мегаватта.

Эскиз-проект, демонстрирующий возможное воплощение следующего подводного дата-центра Microsoft

Катлер сказал, что отдельные модули могут быть объединены для создания серверной фермы мощность в 20 мегаватт или более. Такая серверная ферма может быть размещена рядом с побережем крупного мегаполиса, обеспечивая минимальные задержки при предоставлении доступа к облачным сервисам большому количеству живущих и/или работающих поблизости пользователей.

Это будет дешевле, чем развертывание ЦОД на суше в черте такого мегаполиса. Кроме того, подводная серверная ферма сможет обладать такой важной чертой как мобильность: при необходимости ее можно будет достаточно быстро переместить в нужный регион.

Подводные контейнерные дата-центры могут быть сгруппированы вместе и погружены на дно океана.

Подготовленный инженерами американской корпорации проект предполагает комплектацию подводных ЦОД турбинам, которые могут быть использованы для выработки электроэнергии с помощью механической энергии океанских волн и течений.

Каким инженеры Microsoft видят будущее индустрии ЦОД

Планы Microsoft на долгосрочную перспективу предполагают создание больших и мощных дата-центров в нескольких километрах от побережья. Эти ЦОД будут работать на глубине в 200 метров под поверхностью океана. С сушей их будут соединять только телекоммуникационные кабели. Необходимое инфраструктуру электричество будет генерироваться с помощью океанских течений или энергии ветра. Эти дата-центры будут состоять из множества отдельных модулей, представляющих собой более крупные версии первого прототипа, развернутого в рамках инициативы Project Natick.

Исследовательский проект Natick является частью непрекращающихся усилий инженеров Microsoft по поиску доступных способов развертывания экологически устойчивых облачных дата-центров. Первый прототип цилиндрической формы с габаритами в 10 на 7 футов (примерно 3 на 2 метра) был развернут 15 августа прошлого года на глубине в 10 метров и в течение 105 дней функционировал на дне океана. Он был поднят в ноябре и перевезен на грузовике в штаб-квартиру Microsoft в Редмонде, штат Вашингтон (США), для дальнейшего анализа.

Руководитель запущенного Microsoft проекта Project Natick Бен Катлер во время выступления на конференции Datacenter Dynamics Enterprise 2016 в Нью-Йорке

Катлер сказал, что в ходе этого трехмесячного текста инженерами не было зафиксировано никаких аппаратных сбоев. Система охлаждения работала хорошо и превзошла некоторые из целевых параметров в области эффективности. По словам топ-менеджера, этот результат придал инженерами Microsoft уверенности относительно того, что им следует разместить подводный ЦОД на еще большей глубине в еще более холодной среде.

Преимущества для экологии и экономики

Топ-менеджер отметил, что одним из ключевых  преимуществ подводного дата-центра является возможность сократить расходы за счет использования воды для организации электропитания и/или охлаждения серверов и вспомогательного оборудования внутри дата-центра. Такой подход также позволяет избежать затрат на приобретение / строительство недвижимости и последующей уплаты налога на имущество.

Все вышеперечисленные идеи и тезисы опираются на опыт многочисленных инженеров в области развертывания и эксплуатации вычислительной инфраструктуры, полученный этими специалистами во время службы в военно-морском флоте США и работы на крупных круизных лайнерах на протяжении десятилетий. Специалисты Microsoft хотят добавить к этому опыту свои наработки в области технологий организации электропитания инфраструктуры ЦОД и охлаждения серверов, которые могут дополнительно сократить эксплуатационные затраты.

Инженеры Microsoft также изучают целесообразность использования подводных генерирующих мощностей, находящиеся в составе  которых турбины генерируют электричество с использованием движения воды под поверхностью океана (океанических течений) либо волн на его поверхности. Иными словами, они хотят обратить себе на пользу мощнейшие силы природы вроде течения Гольфстрим.

У предложенной концепции есть и другие преимущества с точки зрения экологической устойчивости. Так, новые прототипы Project Natick, скорее всего, вполне смогут демонстрировать близкий к нулю углеродный след, а также не будут нуждаться в заборе воды извне для охлаждения серверов. Кроме того, используемые при их изготовлении материалы будут полностью подлежать вторичной переработке.

С преимуществами в области экологической устойчивости все более-менее понятно. Теперь рассмотрим бонусы для бизнеса Microsoft. По словам Катлера, к таким бонусам относится следующее:

• Повышение гибкости и масштабируемости вычислительной инфраструктуры за счет возможности развертывания дополнительных модулей в течение 90 дней.
• Более низкая совокупная стоимость владения, чем в случае наземных дата-центров.
• Снижение задержек при получении клиентами доступа к облачным сервисам за счет размещения подводных ЦОД вдоль набережных городов с большим населением.
• Повышение физической безопасности по сравнению с дата-центрами на суше.
• Способность физической вычислительной инфраструктуры в течение продолжительных периодов времени работать автономно – без активного участия операторов ЦОД. Это особенно актуально в свете замедления циклов обновления серверной инфраструктуры на фоне снижения актуальности закона Мура.

Новые форм-факторы

Специалисты американской корпорации также рассматривают новый проект подводного ЦОД как возможность переосмыслить некоторые форм-факторы, которые традиционно используются при развертывании серверов и систем хранения данных. Стандартные форм-факторы создавались, принимая во внимание необходимость обеспечения операторам быстрого доступа к оборудованию для замены компонентов, техобслуживания или обновления серверов / СХД. Работая над автономным подводным ЦОД, специалисты Microsoft получили возможность создать новые форм-факторы, при подготовке которых не нужно делать поправку на необходимость обеспечения операторам ЦОД быстрого доступа к монтажным стойкам. При таком подходе необходимо учитывать только удаление тепла.

И работа в этом направлении уже началась. К примеру, первый модуль Natick был заполнен азотом ради повышения эффективности удаления тепла и продления срока службы компонентов. Данный шаг также позволил избежать накопления пыли на компонентах вычислительных систем. При этом система охлаждения первого прототипа Natick использовала внутренний контур охлаждения и внешний теплообменник на базе килевого охладителя и ряда нестандартных конструкций от Microsoft.

Дальнейшие перспективы

Представитель Microsoft заявил, что первый прототип подводного ЦОД, развёрнутый в рамках инициативы Project Natick, не оказал негативного влияния на окружающую среду океана. Модуль генерировал очень мало тепла, при этом крабы и другие представители морской фауны быстро собрались на внешней стороне подводного ЦОД.

Катлер сказал, что Microsoft исследует методы развертывания вычислительной инфраструктуры, позволяющие гарантировать, что при размещении дата-центров на более серьезных глубинах они не окажут негативного влияния на окружающую среду в целом и близлежащие естественные рифы в частности. Чтобы не навредить экосистеме, специалисты Microsoft начали сотрудничать по этому вопросу со сторонними учеными.

По словам Катлера, инженеры Microsoft также изучают вопросы, связанные с правами на воду и нормативными требованиями в части развертывания дата-центров в акватории отдельных стран. Оказалось, что для этого требуются специальные разрешения. Но он также отметил, что с точки зрения расходов получение этих разрешений будет гораздо менее обременительным, чем в случае муниципальных разрешений, необходимых для строительства дата-центров на суше.

При этом Microsoft не собирается отказываться от ЦОД на суше. Софтверный гигант будет активно развертывать облачные серверы внутри традиционных дата-центров. В то же время американская корпорация будет уделять все меньше внимания фирменным модульным серверным фермам ITPAC, конструкция которых мешает развертывать стандартные комплектующие на базе открытых спецификаций Open Compute Project.