Introduzzjoni
Ftit huma konxji li l-kunċett ta’ ċentri tad-dejta taħt l-ilma oriġina matul il-Microsoft ThinkWeek tal-2014, sessjoni interna ta’ brainstorming. Ġie propost minn impjegat b'esperjenza li jopera sottomarini tan-Navy. Microsoft wettqet esperimenti inizjali, u daħħlet ċentru tad-dejta taħt l-ilma għal ħames xhur b'riżultati promettenti.
L-aktar reċentement, fl-2018, Microsoft bagħtet sottomarin ippakkjat b'864 servers u kapaċi jaħżen 27.6 petabytes ta' dejta fil-qiegħ tal-Gżejjer Orkney, fil-grigal tal-Iskozja. Sentejn wara, f'Ġunju 2020, Microsoft ġabu l-art għall-evalwazzjoni. Ir-riżultati juru li ċ-ċentru tad-dejta taħt il-baħar jaħdem aħjar minn ċentri tad-dejta tradizzjonali fl-aspetti kollha, u r-rata ta 'falliment fl-ilma hija waħda minn tmienja dik fuq l-art.
Għaliex Microsoft qed tpoġġi ċ-ċentru tad-dejta tagħha taħt il-baħar? Wara l-pilota, il-kostruzzjoni ta 'ċentri tad-dejta sottomarini tista' tiġi promossa fuq skala kbira?
Għaliex Microsoft Tagħżel Ċentri tad-Data taħt l-ilma
It-tweġiba hija sempliċi: timmassimizza r-riżorsi disponibbli. Fl-istess ħin, issolvi ħafna nuqqasijiet taċ-ċentri tad-dejta tal-art.
L-ewwel, iċ-ċentri tad-dejta taħt il-baħar huma aktar sikuri u aktar stabbli: iċ-ċentri tad-dejta huma delikati u mimlija b'komponenti sofistikati ħafna li jistgħu jiġu mħassra minn bidliet fit-temperatura, korrużjoni tal-ossiġnu, u anke ħabtiet meta jissostitwixxu partijiet bil-ħsara. Iżda f'ambjent vakwu fejn it-temperatura tista 'tiġi kkontrollata, l-ossiġnu u l-fwar tal-ilma jistgħu jiġu estratti, u l-interferenza tal-bniedem tista' tiġi iżolata, is-sigurtà u l-istabbiltà taċ-ċentru tad-dejta se jitjiebu ħafna.
Taħt il-baħar hija bla dubju sors ta 'dejta ideali - mhux biss iżolati mill-ossiġnu tal-art, fwar tal-ilma, u jtemmu l-interferenza tal-bniedem.
It-tieni, u l-aktar importanti, is-servers imkessħa bl-ilma baħar għandhom vantaġġ uniku, u t-tkessiħ huwa spiża kbira għaċ-ċentri tad-dejta bbażati fuq l-art. Skont id-dejta pubblika, 41% tal-ispiża annwali tal-elettriku ta 'ċentru tad-dejta tintuża għat-tkessiħ, u l-konsum annwali tal-elettriku taċ-ċentri tad-dejta madwar id-dinja jammonta għal madwar 2% tal-elettriku totali tad-dinja. Fosthom, l-ispiża tal-konsum tal-enerġija tammonta għal 30% sa 50% tal-industrija kollha tal-IT.
Għaliex it-tkessiħ jiswa daqshekk? Fil-fatt, fiċ-ċentri tad-dejta tal-art, ġeneralment ikun hemm żewġ modi biex tkessaħ id-dejta, wieħed huwa li tuża tkessiħ mekkaniku, jiġifieri li tkessaħ is-server b'sistema ta 'arja kondizzjonata tqila, iżda dan il-metodu ta' tkessiħ jeħtieġ li jikkonsma ħafna elettriku kull jum, u l-ispiża kienet għolja.
L-ieħor huwa li tkessaħ is-server bl-evaporazzjoni tal-arja u tal-ilma. Dan il-metodu b'don naturali huwa ħafna inqas fl-ispiża minn dak ta 'qabel, iżda għandu wkoll in-nuqqasijiet tiegħu stess: il-grad ta' tlestija u l-kwalità tat-tkessiħ huma determinati mit-temperatura tal-arja esterna u l-kundizzjonijiet tal-ilma, u l-manuvrabbiltà tal-bniedem hija baxxa wisq.
L-ilma baħar b'kapaċità ta 'sħana ogħla jista' jaħżen sħana żejda ġġenerata miċ-ċentru tad-dejta: huwa meħtieġ skambjatur tas-sħana biss biex tittrasferixxi s-sħana taċ-ċentru tad-dejta għall-ilma baħar tal-madwar, biex ngħidu hekk, hija taħlita ta 'żewġ metodi tradizzjonali ta' tkessiħ: stabbli u l-użu ħieles tar-riżorsi naturali.
It-tielet, id-densità tal-popolazzjoni kostali hija għolja, it-trażmissjoni tad-dejta hija mgħaġġla, u l-effiċjenza tal-cloud computing hija ogħla: sabiex jiġu ffrankati l-art u l-ispejjeż operattivi, iċ-ċentri tad-dejta tradizzjonali ġeneralment jagħżlu żoni remoti b'popolazzjoni baxxa, li twassal direttament għal trażmissjoni tad-dejta bil-mod wisq u wisq ħafna dewmien. Iċ-ċentri tad-dejta taħt il-baħar huma differenti:
Madwar 50 fil-mija tal-popolazzjoni tad-dinja tgħix sa 150 kilometru minn kosta. Il-bini taċ-ċentru tad-dejta taħt il-baħar jiffranka l-ispejjeż u huwa qrib iż-żoni residenzjali, u joqtol żewġ għasafar b'ġebla waħda.
Barra minn hekk, hemm ħafna vantaġġi oħra:
Pereżempju, nistgħu nużaw l-enerġija tal-marea tal-oċean biex niksbu elettriku newtrali għall-karbonju fl-oċean; Il-bandwidth ta 'taħt il-baħar jista' jiġi konness permezz ta 'pipelines biex titħaffef it-trażmissjoni tad-dejta; Il-burokrazija tradizzjonali tista 'tiġi evitata meta jinbena ċentru tad-dejta taħt il-baħar: is-servers jistgħu jinbnew f'silos li ma jgħaddix ilma minnu fuq linji ta' assemblaġġ u jintbagħtu l-baħar b'vapur tal-merkanzija għall-iskjerament. Kif tgħid Microsoft, dawn is-server pods jistgħu jiġu skjerati fi żmien 90 jum; billi ċ-ċentri tad-dejta raddjonali jieħdu minn sena jew sentejn biex jinbnew.
Teoretikament, iċ-ċentri tad-dejta taħt il-baħar għandhom ħafna vantaġġi, allura kemm huwa diffiċli li jinkiseb? -- Microsoft għandha l-ewwel tweġiba.
Microsoft Project Natick u Actual Construction
Fil-fatt, sa mill-2015, Microsoft bdiet tistudja l-fattibilità tal-bini ta 'ċentri tad-dejta taħt l-ilma, u mbagħad nediet il-Proġett Natick.
Fl-ewwel fażi tal-proġett Natick, fl-2015, it-tim tar-riċerka ta 'Microsoft wettaq esperiment ta' 105-jum biex jimmassimizza l-protezzjoni kontra t-tnixxija, u żgura li ċ-ċentru tad-dejta jitqiegħed f'kontenitur li ma jgħaddix ilma minnu. L-esperiment kien suċċess: Microsoft sabet li r-reżistenza għall-ilma tal-modulu tas-servizz setgħet tkun garantita fl-ilma baħar.
Allura fit-tieni fażi, Microsoft qed tipprova timbotta l-esperiment 'il quddiem u l-art il-proġett: "ibgħat id-dejta fil-qiegħ tal-oċean" biex tara jekk id-dejta tistax tiġi ppreservata f'kundizzjoni tajba wara ftit snin. Microsoft poġġiet ċentru tad-dejta f'kontenitur tal-azzar issiġillat, imlietha bin-nitroġenu, u mbagħad uża sottomarin biex tittrasporta l-kontenitur fil-baħar.
L-esperiment kien appoġġjat miċ-Ċentru Ewropew tal-Enerġija Marittima (EMEC): EMEC mhux biss ipprovda għarfien espert fl-appoġġ tal-enerġija rinnovabbli, iżda aġixxa wkoll bħala konsulent ġeografiku madwar Orkney - EMEC saħansitra pprovda l-kejbil taħt il-baħar li jgħaqqad iċ-ċentru tad-dejta mal-kosta.
Is-sottomarin li jġorr is-server fil-baħar fond jissejjaħ Leona Philpot, karattru mill-logħba Halo. Baħħar fid-dlam tal-Baħar tat-Tramuntana qrib Ornik, l-Iskozja.
Għaliex Orkney? Min-naħa waħda, minħabba li l-Orkney huwa ċentru ewlieni għar-riċerka dwar l-enerġija rinnovabbli, iċ-Ċentru Ewropew għall-Enerġija Marittima (EMEC) ilu jesperimenta bl-enerġija tal-marea u tal-mewġ hawn għal 14-il sena. Min-naħa l-oħra, Orkney għandha klima kiesħa, li tgħin biex jitnaqqsu l-ispejjeż tat-tkessiħ għaċ-ċentri tad-dejta.
Microsoft poġġiet iċ-ċentru tad-dejta inqas minn kilometru 'l bogħod minn qiegħ il-baħar u wżat sensuri ambjentali ġewwa kompartimenti bojod ta' pressjoni għolja biex jimmonitorjaw l-istatus tiegħu f'ħin reali. Iċ-ċentru tad-dejta u l-oċean huma "bla xkiel": il-ħtiġijiet tal-enerġija tagħhom jinqabdu permezz ta 'kejbils taħt il-baħar, u d-dejta tiġi trażmessa faċilment lid-dinja usa' 'l barra mill-kosta. Fl-2018, iċ-ċentru tad-dejta tal-Baħar tat-Tramuntana ta 'Microsoft tlesta: total ta' 864 servers, 27.6PB ta 'memorja, sabiex tiġi ttestjata l-prestazzjoni, għadsa fil-fond għal sentejn.
Fil-fatt, ir-riċerkaturi huma l-aktar imħassba dwar il-ħsara taċ-ċentru tad-dejta: ladarba l-kompjuters fiċ-ċentru tad-dejta taħt l-ilma jfallu, ma jistgħux jissewwew. Fortunatament, ħadmet tajjeb. Sa Awwissu 2020, il-kompjuters kollha kellhom salvataġġ biss tmienja minn aktar minn 800 fallew, rata ta 'falliment aktar baxxa milli f'ċentri tad-dejta bbażati fuq l-art.
Kif tikseb telf baxx? Ir-riċerkaturi tal-proġett jispekulaw li, minn naħa, it-temp kiesaħ aġixxa bħala buffer; Min-naħa l-oħra, in-nitroġenu għandu wkoll rwol protettiv. Fil-qosor, dan it-test fuq skala żgħira jkompli jivvalida l-possibbiltà u l-valur tal-ħażna taħt il-baħar. Ir-riċerkaturi tal-proġett qalu li l-proġett mhux biss għandu rata baxxa ta 'falliment, iżda l-provvista kollha tal-enerġija taċ-ċentru tad-dejta ġejja mill-enerġija mir-riħ u mix-xemx, li tagħmel użu sħiħ mir-riżorsi naturali.
Barra minn hekk, li jikkorrispondu mat-teorija, l-ispiża tal-ġestjoni, l-ispiża tal-kostruzzjoni u t-telf quddiem diżastri naturali u emerġenzi oħra taċ-ċentru tad-dejta sottomarini huma kollha inqas minn dik taċ-ċentru tad-dejta tal-art.
Madankollu, din hija biss rebħa temporanja. Il-volum ta 'aktar minn 800 server huwa 'l bogħod minn dak ta' ċentri tad-dejta bbażati fuq l-art - wara kollox, ċentri tad-dejta bbażati fuq l-art għandhom għexieren ta 'eluf ta' servers. F'ċertu sens, dan iċ-ċentru tad-dejta huwa aktar sperimentali milli prattiku, u jista 'jingħad li huwa proġett pilota żgħir għal Microsoft. Il-Kap Eżekuttiv tal-Microsoft Satya Nadella qal li ċ-ċentru tad-dejta taħt l-ilma se jirreplika l-Proġett Natick madwar id-dinja.
Sfidi u Perspettivi futuri taċ-Ċentri tad-Data taħt l-ilma
Jekk Microsoft trid tippromwovi b'suċċess iċ-ċentru tad-dejta taħt il-baħar, ma tistax tagħmel mingħajr ma tkisser il-problema diffiċli f'dan l-istadju:
L-ewwel, l-esperiment ta 'Microsoft intlaħaq b'ħafna xettiċiżmu ambjentali. Ian Bitterlin, professur tal-istudji tad-dejta, jemmen li s-sħana ġġenerata miċ-ċentri tad-dejta tista 'taffettwa t-temperaturi tal-ilma tal-oċeani. Kif tipprova li ċ-ċentru tad-dejta taħt il-baħar mhux se jikkawża tniġġis akbar għall-ambjent tal-Baħar u kif jiġu evitati riskji ta 'tniġġis possibbli jeħtieġ li jiġi solvut mit-tim ta' Microsoft.
It-tieni, il-ħsara ta '8 servers f'aktar minn 800 server ma tidhirx li hija numru kbir, iżda ladarba jiġi promoss iċ-ċentru tad-dejta sottomarini, it-telf x'aktarx ikun mijiet ta' eluf ta 'unitajiet, allura l-ħtieġa li tinbena l-taħt l-ilma korrispondenti stazzjon ta 'servizz ta' manutenzjoni, kif ukoll soluzzjonijiet kompluti ta 'manutenzjoni ta' tagħmir.
It-tielet, kif jindika Ian Bitlin, il-kosta mhix l-aħjar post biex jinbena ċentru tad-dejta - minkejja li t-traffiku fuq il-kosta huwa ħafna ogħla milli fid-deżert, għadu mhux daqshekk estensiv daqs iċ-ċentru tad-dejta fil-belt kbira. .
Naturalment, il-proġett Natick mhuwiex biss spinta għall-kostruzzjoni taċ-ċentru tad-dejta taħt il-baħar. Anke jekk iċ-ċentri tad-dejta taħt il-baħar ma jegħlbux, dawn l-esperimenti kreattivi joffru lezzjonijiet siewja għall-industrija taċ-ċentru tad-dejta.
Pereżempju, meta jibni ċentru tad-dejta taħt l-ilma fil-Gżejjer Ornik, it-tim kien ispirat mill-elettriku pprovdut mill-enerġija mir-riħ u mix-xemx - ir-riċerkaturi qalu li fil-futur, jistgħu jikkunsidraw l-iskjerament ta' ċentri tad-dejta taħt l-ilma b'farms tar-riħ offshore, jissellfu r-riħ enerġija biex iħaddem iċ-ċentru tad-dejta, joqtol żewġ għasafar b'ġebla waħda, jew saħansitra torbot linji tal-enerġija fuq l-art mal-kejbils ottiċi meħtieġa biex tittrasmetti d-dejta.
Bħala riżultat, Microsoft qed tfittex modi biex tirreplika l-benefiċċji tal-mudell taħt il-baħar f'ċentri tad-dejta bbażati fuq l-art - bħal użu baxx tas-server u sigurtà għolja.
Konklużjoni
Proġett Natick għandu l-potenzjal li jirrevoluzzjona l-iskjerament taċ-ċentru tad-dejta, billi jipprovdi flessibilità, kostruzzjoni rapida, u skalar effiċjenti. Filwaqt li Microsoft tipprevedi li tirreplika s-suċċess tal-Proġett Natick globalment, l-isfidi jinkludu tħassib ambjentali u l-ħtieġa għal stazzjonijiet ta’ manutenzjoni taħt l-ilma fil-każ ta’ skjerament mifrux. L-esperimenti ta' Microsoft mhux biss jimbuttaw il-konfini tat-teknoloġija iżda joffru wkoll għarfien siewi għall-industrija kollha. L-approċċ innovattiv tal-Microsoft, sew jekk suċċess jew le, ifisser pass sinifikanti 'l quddiem fl-industrija taċ-ċentru tad-dejta.