微软报告了创建水下数据中心的成功实验

在2018年夏季,作为纳迪克(Natick)项目第二阶段一部分,该项目旨在构建和运行绿色且自包含的网格系统,一组工程师在苏格兰沿海水域内向一个装有小型数据中心的集装箱注入了水。







该实验的目标非常简单:是否可以创建一个完全自治的硬件集群,如果可以,那么可以创建多长时间以及在什么条件下运行。



Microsoft Project Natick是一项为期多年的研究,旨在研究如何以标准化的格式和大小来制造和运营具有环境可持续性的预制数据中心,该数据中心可以快速部署并在海床上熄灭多年。



-该项目的官方博客


两年后,项目团队从奥克尼群岛的底部举起了一个装有数据中心的容器,并报告了结果:实验取得了巨大成功。



Natick项目于2015年开始。然后,一组Microsoft工程师开发了一个充满水的容器中的数据中心的概念,并测试了第一个原型“ Leona Philpot”。





“ Leona Philpot”-一个Microsoft开发容器中的试验数据中心,2015



8月正是在“ Leona Philpot”上,Microsoft工程师测试了使用自然环境-海水的设备的冷却系统。测试是在距美国海岸1公里的太平洋上进行的。没有提到具体位置,但是从照片中的景观来看,工程师当时并没有向北爬得太远:很可能第一次测试是在加利福尼亚海岸附近进行的。



环保的移动水下数据中心的构想不仅是对绿色技术的参考,而且不仅仅是一种实用的解决方案。根据开发商的说法,世界人口的一半生活在约200公里的沿海地区。这使数据中心在水下的放置成为一种有吸引力的解决方案,因为消除了许多有关建筑,租金,在外国领土上的通讯等问题。此外,使用海水作为冷却系统的冷却剂也比在常规数据中心中建立相同的系统要好得多,而且当然便宜。





潜水前在岸上组装Leona Philpot



此外,这几乎节省了两倍的能源:在传统数据中心中,冷却所花费的功率几乎与设备本身的运行所消耗的功率一样多,这就是热力学。因此,从这个角度来看,充满数据的数据中心看起来很有吸引力。



测试从2015年8月持续到2015年10月,历时105天,结果表明,该概念总体上可行并且可以开发:组装和安装容器数据中心需要三个月,而构建数据中心队列则需要一年,部署不会造成任何特殊困难,因为人类长期以来一直在使用潜水器,因此只需很少检查外壳的外部状态就可以远程控制数据中心。容器中的数据中心本身是一种典型的解决方案,可以预先组装出售。



在2018年,重复了该实验。这次,工程师们组装了一种接近于商用的配置:集装箱内的服务器数量增加了,集装箱本身变得更像是一个铁路储罐而不是桶。确切地说,这是坦克。船体基于修改后的ISO标准运输集装箱,该集装箱在全球范围内广泛用于货物运输中。该决定不仅消除了数据中心机箱生产的问题,而且消除了通过标准物流将其运输到潜水地点的问题。最终产品不间断运行的计划资源是在水下五年。原型被命名为“北岛”-“北岛”。





重点纳提克项目开发商,从左至右依次为:迈克Shepperd,高级R&d工程师,萨姆·奥格登,高级软件工程师,斯宾塞Fowers,高级技术官员,埃里克·彼得森,研究员,和Ben卡特勒,项目经理



的数据中心现在充斥在冷奥克尼群岛附近的苏格兰水域。该集装箱下降到海底,深达35米,并通过电力电缆和光纤电缆连接到“地面”。



作为纳蒂克实验第二阶段的一部分,研究人员希望了解它们在经济上是否可行。存在许多问题:设备将在很深的地方运行,电源和数据传输是否会出现问题,因为服务器位于活跃的沿海地区,而同一条水下Internet电缆也对海洋生物和渔船锚产生了问题。最后,如果没有持续的物理监视和维护,将会有多少设备发生故障。



工程师意识到后者-容器内设备的故障-对他们的设计的商业使用是最大的威胁,因此做出了明智的决定。密闭容器内部组织了无氧环境。廉价,安全的氮气代替常规的空气注入北岛的空腔,湿度降低至零。







此技术解决方案一次消除了几个问题。首先,在操作过程中,氧气的缺乏排除了容器内部的火灾。仍可能熔化单个元素,但不能将其转移到其他设备并破坏整个数据中心的明火。另外,氮作为介质的侵蚀性较小,这降低了计算机技术金属元素上的应力,该应力容易受到腐蚀。





一个装有12个服务器机架的巨型机架的照片,一个容器中总共装载了864台服务器,2018年。



在这种配置下,北部小岛被淹没在苏格兰沿海,并在水下呆了两年。





在海底呆了两年的数据中心



现在,昨天,9月14日,微软报告了数据中心兴起后的实验结果



首先,在操作过程中,发生故障的服务器数量是地表数据中心中类似配置的服务器数量的八倍。不幸的是,没有显示确切的数字,但是很明显它们并不太大。研究人员用两件事解释了这一出色的结果:氮气环境对设备没有侵略性,加上人为因素使员工无所事事地徘徊在服务器旁,这是不合理的。后者从字面上说明了众所周知的规则“行之有效”。



研究人员已经收集了所有不工作的设备,包括有故障的电缆,并对其进行了全面分析,以了解发生故障的原因。







集装箱本身几乎不因在海床上而受到损坏。如上图所示,尽管海洋环境对金属的腐蚀性极强,但使用水刀清洗后,其表面未发现严重损坏或腐蚀。







两年前,Azure的同事对Natick项目团队的发展非常感兴趣。正如他们的主管所承认的那样,部署不需要人工干预的移动和自治数据中心的能力是“梦想”。东南亚,非洲和许多欧洲地区肯定需要这种解决方案。



另外,微软的发展可以刺激“绿色”能源的发展,即造成级联效应。尽管工程师不得不将电力和光纤电缆从陆地上拖走,但是随着自动潮汐发电站的发展,纳蒂克项目数据中心可以由它们供电。这不仅符合“绿色DC”的概念,而且还大大提高了数据中心的自治性,使其在功率方面几乎与海岸上发生的事情无关。






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