Как будет работать подводный дата-центр Microsoft

В феврале прошлого года корпорация Microsoft анонсировала проект Project Natick — это фактически дата-центр, расположенный под водой. В обычных наземных дата-центрах серверы при работе очень нагреваются и требуют дорогих систем кондиционирования. Другие компании с большим серверным парком также творчески подходят к решению этой проблемы. К примеру, теплом от дата-центра «Яндекса» обогревается город в Финляндии. А один из дата-центров Facebook поместили за Северный полярный круг, так что его охлаждением занимается сама природа.

Перед Microsoft стоит достаточно сложная с технический точки зрения задача, зато результат обеспечит множество плюсов: кроме природного охлаждения, такая модель позволит размещать дата-центры ближе к пользователям, то есть, сократит время обработки запросов (по оценке компании, почти половина населения мира живет в пределах 100 км от побережья). Да и строить такие дата-центры можно быстрее: за 90 дней вместо пары лет. Еще одно преимущество: подводные дата-центры строить легче, в плане получения разрешений, переговоров с электрокомпаниями, налогов и прочих регуляторных вопросов.

Как будут устроены такие дата-центры, если проект выйдет из тестовой стадии?

Чтобы строить подобные структуры, компании нужно решить несколько проблем:

• Контейнеры должны оставаться сухими.
• Морская вода должна эффективно охлаждать серверы.

Чтобы серверы оставались вне доступности воды, их помещают в специальные стальные контейнеры размером примерно 3х2 м. На вопрос о том, как уберечь электронику от морской воды, в компании отвечают, что соответствующие технологии были разработаны в судостроении задолго до того, как появились компьютеры.

Они цилиндрические, чтобы проще выдерживать давление на глубине. Мощность серверов, установленных в одной капсуле, равняется примерно 300 обычным пользовательским ПК.

Система охлаждения для серии таких капсул устроена следующим образом. Внутри капсулы расположены теплообменные устройства, которые проводят тепло из воздуха в жидкость, а затем нагретая жидкость выбрасывается во внешние теплообменники, которые и выводят тепло в окружающую океанскую воду. Охлажденная жидкость (обычная вода) возвращается в цикл.

Инженеры компании отмечают, что для более мощной инфраструктуры могут понадобиться более экзотические подходы (вроде использования жидких диэлектриков или же гелия под высоким давлением). Более того, контейнеры не должны зарастать ракушками и другой морской живностью, которая бы мешала процессу охлаждения.

К примеру, во время тестирования прототипа крабы и рыбки начали собираться вокруг капсулы уже через сутки. Биологическое обрастание может быть проблемой для таких дата-центров, самый простой, но не самый эффективный способ — обычное механическое очищение. В компании изучают различные материалы и средства, предохраняющие от обрастания, в том числе — звуки или ультрафиолетовый свет.

Что же касается охлаждения, даже на средней глубине, от 10 до 200 метров, морская вода дает температуру 10–18 °C, что подходит для дата-центра. Microsoft уже протестировала одну такую капсулу, названную «Леона Филпот», названную в честь героини Halo: во время тестирования оказалось, что охлаждающий эффект дает серверам работать нормально. В капсуле даже запускали ПО, с использованием Windows Azure. Капсулу тестировали с августа по ноябрь 2015 года у Тихоокеанского побережья на глубине 1 км.

В ходе тестов «Леона» работала от наземной энергосистемы, но в будущем компания планирует, что подводные дата-центры должны запитываться от возобновляемой энергии. Источниками для нее могут послужить береговые ветры, волны, приливы и течения. К береговым структурам дата-центр подключается с помощью волоконно-оптического кабеля.

Такой дата-центр, по оценке компании, может просуществовать до 5 лет, что является примерной продолжительностью эксплуатации для компьютеров внутри капсул. После каждого 5-летнего цикла капсулы будут подниматься, загружаться новыми компьютерами и вновь опускаться на дно. Такой дата-центр в среднем сможет прослужить до 20 лет, после чего его можно будет извлечь и переработать.

Проект пока что находится на очень ранней стадии развития, в компании не дают оценок того, когда подводные дата-центры смогут попасть в коммерческую эксплуатацию.

Напомним, недавно многие популярные сервисы вроде Slack, Trello или Medium работали с перебоями из-за неполадок хранилища Amazon.