Proiectul Natick

Proiectul Natick este un proiect de cercetare realizat de Microsoft în colaborare cu Naval Group pentru a testa posibilitatea de a instala centre de date în fundul mării ^[1] .

În prezent, proiectul constă din două faze; primul a început în august 2015, timp în care primul centru de date a fost scufundat la aproximativ un kilometru distanță de coasta Pacificului din California ; al doilea în iunie 2018, când Microsoft a scufundat un nou centru de date în Marea Nordului, lângă Insulele Orkney, în Regatul Unit .

Domeniul de aplicare

Ideea din spatele proiectului este de a evita, sau cel puțin de a reduce, problemele asociate cu construirea și întreținerea centrelor de date terestre. Asamblarea acestora este, de fapt, un proces lung și costisitor: durează aproximativ doi ani și este influențat de variabile precum costul terenului pe care va fi așezat, costul energiei utilizate pentru a-l menține activ și pentru răcirea acestuia. Răcirea este un aspect critic al centrelor de date, care implică de obicei costuri semnificative pentru funcționarea sistemelor de refrigerare pentru a evita supraîncălzirea computerelor din interiorul acestora. În plus, temperaturile fluctuante, care variază într-o gamă de peste 38 ° C într-un singur an de-a lungul anotimpurilor, ar putea duce la o reproiectare a sistemului de răcire ^[2] .

Un centru de date tipic consumă aproximativ mai mult de 2% din energia totală generată de o țară întreagă, iar costurile estimate de răcire (în principal răcirea cu aer ) sunt de aproximativ 1,4 trilioane de dolari. În plus, aceste structuri pot consuma multă apă. Acest lucru se datorează faptului că evaporarea este adesea utilizată pentru a răci aerul înainte de a fi introdus în servere. Aceasta poate fi o problemă în zonele predispuse la secetă, cum ar fi California, sau în cazul în care o populație în creștere epuizează acviferele locale, așa cum se întâmplă în multe țări în curs de dezvoltare. Deși apa este încă abundentă, adăugarea ei în aer face ca echipamentele electronice să fie mai susceptibile la coroziune ^[3] .

În plus, aproximativ 40% din populația lumii trăiește la mai puțin de 100 km de coastă; în consecință, proprietățile costiere sunt mult mai scumpe decât terenurile interioare; acesta este unul dintre principalele motive pentru care centrele de date sunt situate departe de centrele de populație. Acest lucru are ca rezultat și o încetinire a vitezei de transfer a datelor.

Ben Cutler, unul dintre membrii echipei de proiect Natick, susține că cel mai important aspect al unui centru de date subacvatic ar putea fi viteza de construcție și instalare care se dovedește a fi în jur de trei luni ^[2] .

Prezența unui centru de date în apropierea coastei poate fi, de asemenea, un avantaj pentru clienți, deoarece reducerea distanței de la cei care îl utilizează reduce și latența (timpul necesar unui pachet pentru a se deplasa de la sursă la destinație).

În ceea ce privește răcirea, Natick folosește două schimbătoare de căldură diferite care folosesc apă rece ca agent de răcire. Evident, cu cât este mai rece apa oceanului din jur, cu atât sistemul va funcționa mai bine. Pentru a avea acces la apă rece în timpul verii sau la tropice, este suficient să instalați centrul de date la o adâncime adecvată. De exemplu, la o adâncime de 200 m pe coasta de est a Floridei, apa rămâne constant la 15 ° C pe tot parcursul anului ^[3] .

Sean James, directorul departamentului de cercetare energetică al Microsoft, spune că, pe lângă reducerea timpului și a costurilor de construcție, centrele de date subacvatice pot fi alimentate cu energie regenerabilă, precum energia mareelor, energia valurilor sau energia eoliană, care poate reduce infrastructura și funcționarea. costurile pe jumătate.

Nașterea proiectului

Totul a început în 2013, când Sean James, angajat Microsoft și veteran al marinei SUA, a prezentat o lucrare în timpul ThinkWeek (o săptămână în care echipele Microsoft pot propune idei și opinii despre viitorul tehnologiei) unde a descris un centru de date subacvatic, alimentat de energie regenerabilă generată de ocean.

Norm Whitaker a citit articolul și a creat o echipă pentru a investiga ideea. Prima întâlnire a echipei a fost la Redmond , statul Washington. Echipa de cercetare a fost formată din Eric Peterson, Spencer Fower, Norm Whitaker, Ben Cutler și Jeff Kramer.

La sfârșitul anului 2014, Microsoft a decis să înceapă proiectul Natick ^[1] .

Faza 1

Faza 1 a început în august 2015 odată cu construirea prototipului capsulei care conține centrul de date, numit Leona Philpot (numele unui personaj din saga Halo pentru Xbox ). Echipa a lăsat-o pe Leona pe fundul mării timp de 105 zile la doar 11 metri adâncime în Oceanul Pacific lângă San Luis Obispo , California, unde temperatura apei fluctuează între 14 și 18 ° C.

Cu o greutate de 17 tone, forma și structura sa se inspiră din submarine. Capsula este ovală cu colțurile și marginile reduse la minimum pentru a evita deteriorarea cauzată de apă. Această formă evită, de asemenea, problemele legate de deformarea și deteriorarea echipamentelor cauzate de presiune.

S-a observat că și ecosistemul marin s-a adaptat rapid la prezența centrului de date și chiar a început să-l locuiască.

Centrul de date include servere, un schimbător de căldură, un sistem de răcire și senzori de monitorizare. Eric Peterson precizează că serverele utilizate sunt standard cu unele modificări minore pentru a se potrivi mediului subacvatic. Serverele sunt conținute în rafturi , înconjurate de sistemul de răcire pentru a preveni supraîncălzirea computerelor ^[4] . Întregul este plasat în interiorul capsulei închise ermetic, cu dimensiunea de 3m x 2m. Atmosfera din interior este lipsită de oxigen, fără apă și fără praf, un mediu benign pentru echipamente electronice care minimizează problemele de coroziune ale conectorilor. În exterior, este instalat schimbătorul de căldură, care disipă căldura în interiorul centrului de date și este răcit simultan de apa oceanului ^[3] .

S-a demonstrat că este posibil să mențineți computerele scufundate în apă la aceleași temperaturi scăzute care se obțin cu sistemele de răcire utilizate în mod obișnuit, dar cu o utilizare mult mai redusă a energiei și s-a constatat că consumul de energie este mai mic decât orice alt tip de centru de date .

Centrul de date a fost monitorizat de la biroul din campusul Microsoft de la Redmond, în timp ce un subcomponent lunar l-a monitorizat la fața locului. Folosind camere video și mulți alți senzori, s-au înregistrat date legate de temperatură, umiditate, cantitatea de energie consumată și rata de transfer a datelor pentru a studia dacă și cum s-a schimbat mediul în locul în care a fost instalată capsula.

După o serie de teste reușite, Leona Philpot a fost recuperată și returnată la Redmond pentru analize și întreținere suplimentare.

În această primă fază, cercetătorii Microsoft au declarat că au studiat impactul pe care centrul de date l-ar fi putut avea asupra mediului marin fragil din jurul său; folosind senzori acustici au monitorizat dacă sunetul emis de funcționarea centrului de date putea fi auzit în afara containerului, dar au demonstrat că acest zgomot era mai mic decât cel emis de mersul crabilor în vecinătatea acestuia.

Un aspect fundamental al proiectului a fost, de asemenea, de a evidenția modul în care colectarea de energie creată de mișcarea valurilor permite să nu adauge energie nouă oceanului, prin urmare, nu provoacă încălzirea apei din jur, dacă nu într-un grad nesemnificativ ^{[5]. ]} .

Datorită faptului că rezultatele proiectului au fost promițătoare, sa decis continuarea experimentelor și începerea construirii unui nou centru de date mai mare.

Faza 2

Pentru a doua fază a acestui proiect, Microsoft s-a bazat pe pionieri în domeniul energiei regenerabile, iar noile tehnologii subacvatice au fost utilizate cu scopul construirii unui centru de date subacvatic autosuficient. Naval Group a fost partenerul selectat pentru a defini proiectarea, fabricarea și asamblarea.

La 1 iunie 2018, capsula Northern Isles a fost inaugurată la Centrul European pentru Energie Marină (EMEC), din Insulele Orkney. EMEC este un loc de testare pentru turbine experimentale de maree și convertoare de energie de undă, producând suficientă energie electrică pentru a oferi locuitorilor insulei energie 100% regenerabilă. Noul centru de date primește electricitate de la un cablu care necesită aproximativ un sfert de megawatt-oră de energie atunci când funcționează la capacitate maximă. Microsoft și EMEC sunt aproape de a construi un centru de date autosuficient din punct de vedere energetic; acest lucru vă permite să aduceți servicii cloud în locuri cu electricitate nesigură, să creați centre de date care să răspundă rapid cererii pieței (cum ar fi în timpul unui dezastru natural sau al unor evenimente speciale) și, în plus, posibilitatea de a elimina generatoarele scumpe de rezervă ^[6] .

Acest nou centru de date, format din douăsprezece rafturi pentru un total de 864 de servere, este mai mare decât cel anterior și măsoară 12,2 m x 3,2 m. A fost asamblat și testat în nordul Franței, la Brest . Ulterior a fost transferat în Scoția cu un camion cu platformă joasă. Înainte de a fi instalat pe fundul mării, acesta a fost fixat pe o bază triunghiulară, pentru a fi mai stabil. Sarcina cea mai complexă a fost aceea de a scufunda capsula, de fapt au fost utilizate zece trolii , o macara, o barjă portică și un vehicul care funcționează de la distanță, s-a folosit cablarea cablurilor optice și de alimentare.

La 8 iunie 2018, odată ce capsula este scufundată, comanda operațională este mutată la stația de sol EMEC ^[6] .

Northern Isles este considerat un centru de date care operează și oferă aceleași servicii ca orice alt centru de date terestru Microsoft.

Intenția Microsoft este să mențină funcționarea centrului de date timp de cel puțin cinci ani, care este practic durata de viață așteptată a computerelor din interior. După fiecare ciclu de desfășurare de 5 ani, centrul de date subacvatic va fi recuperat, reîncărcat cu computere noi și reatribuit.

Durata de viață a Insulelor de Nord ar trebui să fie de cel puțin 20 de ani. Centrul de date este conceput pentru a fi recuperat și reciclat după ciclul său de viață ^[1] .

Notă

Portal IT

Portal de știință și tehnologie