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微软水下实验取得成功,或将对陆地数据中心产生重大影响

微软水下实验取得成功,或将对陆地数据中心产生重大影响

David Meyer 2020年09月17日
水下服务器的可靠性远高于陆地服务器。

数据中心能耗极高,由于服务器在运行的过程中会产生很多热量,因而在降温过程中所消耗的能量占总能耗40%之多。

微软大胆尝试的创新型解决方案——水下数据中心Natick项目(Project Natick)将设法解决众多问题,这一问题就是其中一个。2015年,微软将一个水下服务器原型部署在加州海岸线附近的水域中长达105天,以检验这一概念的可行性。2018年,微软启动了新一阶段项目实验,又在苏格兰奥克尼群岛海岸线附近的水域中部署了一个数据中心。

苏格兰实验旨在明确这一概念是否“在逻辑上、环境上以及经济上可行。”9月14日,微软报告称,这个数据中心已经被收回,长达两年的实验证实这一概念可行。

更重要的是,这家IT巨头认为,该实验也可能对陆地数据中心具有重大意义。

但水下数据中心应够放在首位。微软在9月14日发布的一篇博客文章中称,水下持续低温让其有可能使用类似潜艇所用的热交换管道系统。

研究团队还在一个可再生能源试验场部署了“北方群岛”(Northern Isles)数据中心,其动力来自实验用潮汐涡轮机和波浪能转换器以及当地电网提供的风能和太阳能。微软认为,未来有可能考虑将水下数据中心与海上风电场并置。

这一点相对可预测。位于芬兰哈米纳的谷歌数据中心可能不在水下,但使用冰冷的海水来降温并同时使用风能,则可以减少能源消耗。

“好得多”

但最近阶段的Natick项目有一个重大发现,即设计一个完全密封、安全的数据中心有很多好处。与标准数据中心不同,“北方群岛”数据中心不允许工程师入内修复损坏的组件。

微软在一篇博客文章中称,“海底密封容器可以提高数据中心整体可靠性。在陆地上,氧气、湿气的腐蚀、温度波动以及更换损坏部件人员的碰撞,都是导致设备故障的因素。”而“北方群岛”数据中心的部署证实了他们的假设,这可能会对陆地数据中心也具有重大意义。”

值得注意的是,事实证明,”北方群岛”数据中心服务器的可靠性是标准数据中心服务器的8倍。

项目负责人本•卡特勒在一篇博客文章中说:“我的一个经济模型显示,即使单位时间内损失如此多的服务器,水下数据中心至少也能够与陆地数据中心相媲美。而我们建立的水下数据中心比那要好得多。”

水下服务器的可靠性为何比陆地服务器高出如此之多,目前尚不完全清楚。研究团队认为,这是由于服务器充满的是干燥氮气,而不是腐蚀性氧气,再加上不会发生人员意外碰撞,但他们已经将一些出现故障的服务器和相关电缆以及一些空气样本送回了微软位于华盛顿州雷德蒙德的全球总部进行检测。

此模型的另一大优点在于:它可以促进微软发展“边缘计算”,即为了提高效率,数据中心的部署位置更靠近其服务的客户。微软在一篇博客文章中称,世界一半以上的人口生活在海岸线上或其附近,因此我们认为,水下数据中心可能会改善他们的在线体验。

微软Azure云服务团队的威廉•查佩尔在一篇博客文章中称,“我们正在全球推广各种尺寸的边缘设备。了解如何让数据中心足够可靠而无需人工干预,是我们的梦想。”

微软还在本周宣布与英国石油公司(BP)建立战略合作伙伴关系,这家正在尝试推广绿色环保理念的石油巨头将向微软提供可再生能源。

微软计划到2025年100%使用可再生能源。谷歌表示其将在2030年实现这一目标,但谷歌在9月14日宣称,该公司已经追溯抵消了自1998年成立以来产生的所有碳排放量。而Facebook表示,今年将实现100%使用可再生能源的目标。(188金宝搏 下载)

翻译:郝秀

审校:汪皓

数据中心能耗极高,由于服务器在运行的过程中会产生很多热量,因而在降温过程中所消耗的能量占总能耗40%之多。

微软大胆尝试的创新型解决方案——水下数据中心Natick项目(Project Natick)将设法解决众多问题,这一问题就是其中一个。2015年,微软将一个水下服务器原型部署在加州海岸线附近的水域中长达105天,以检验这一概念的可行性。2018年,微软启动了新一阶段项目实验,又在苏格兰奥克尼群岛海岸线附近的水域中部署了一个数据中心。

苏格兰实验旨在明确这一概念是否“在逻辑上、环境上以及经济上可行。”9月14日,微软报告称,这个数据中心已经被收回,长达两年的实验证实这一概念可行。

更重要的是,这家IT巨头认为,该实验也可能对陆地数据中心具有重大意义。

但水下数据中心应够放在首位。微软在9月14日发布的一篇博客文章中称,水下持续低温让其有可能使用类似潜艇所用的热交换管道系统。

研究团队还在一个可再生能源试验场部署了“北方群岛”(Northern Isles)数据中心,其动力来自实验用潮汐涡轮机和波浪能转换器以及当地电网提供的风能和太阳能。微软认为,未来有可能考虑将水下数据中心与海上风电场并置。

这一点相对可预测。位于芬兰哈米纳的谷歌数据中心可能不在水下,但使用冰冷的海水来降温并同时使用风能,则可以减少能源消耗。

“好得多”

但最近阶段的Natick项目有一个重大发现,即设计一个完全密封、安全的数据中心有很多好处。与标准数据中心不同,“北方群岛”数据中心不允许工程师入内修复损坏的组件。

微软在一篇博客文章中称,“海底密封容器可以提高数据中心整体可靠性。在陆地上,氧气、湿气的腐蚀、温度波动以及更换损坏部件人员的碰撞,都是导致设备故障的因素。”而“北方群岛”数据中心的部署证实了他们的假设,这可能会对陆地数据中心也具有重大意义。”

值得注意的是,事实证明,”北方群岛”数据中心服务器的可靠性是标准数据中心服务器的8倍。

项目负责人本•卡特勒在一篇博客文章中说:“我的一个经济模型显示,即使单位时间内损失如此多的服务器,水下数据中心至少也能够与陆地数据中心相媲美。而我们建立的水下数据中心比那要好得多。”

水下服务器的可靠性为何比陆地服务器高出如此之多,目前尚不完全清楚。研究团队认为,这是由于服务器充满的是干燥氮气,而不是腐蚀性氧气,再加上不会发生人员意外碰撞,但他们已经将一些出现故障的服务器和相关电缆以及一些空气样本送回了微软位于华盛顿州雷德蒙德的全球总部进行检测。

此模型的另一大优点在于:它可以促进微软发展“边缘计算”,即为了提高效率,数据中心的部署位置更靠近其服务的客户。微软在一篇博客文章中称,世界一半以上的人口生活在海岸线上或其附近,因此我们认为,水下数据中心可能会改善他们的在线体验。

微软Azure云服务团队的威廉•查佩尔在一篇博客文章中称,“我们正在全球推广各种尺寸的边缘设备。了解如何让数据中心足够可靠而无需人工干预,是我们的梦想。”

微软还在本周宣布与英国石油公司(BP)建立战略合作伙伴关系,这家正在尝试推广绿色环保理念的石油巨头将向微软提供可再生能源。

微软计划到2025年100%使用可再生能源。谷歌表示其将在2030年实现这一目标,但谷歌在9月14日宣称,该公司已经追溯抵消了自1998年成立以来产生的所有碳排放量。而Facebook表示,今年将实现100%使用可再生能源的目标。(188金宝搏 下载)

翻译:郝秀

审校:汪皓

Data centers are energy hogs, with their cooling needs—those servers give off a lot of heat—accounting for as much as 40% of consumption.

That's one of several problems Microsoft is attempting to solve in Project Natick, an audacious scheme that aims to make undersea data centers a thing. In 2015, the company dunked a prototype off the Californian coast for 105 days, to check the concept was feasible. Then, in 2018, it launched a new phase of the project by submerging a data center onto the seabed off Scotland's Orkney Islands.

The point of the Scottish experiment was to see if the concept was "logistically, environmentally and economically practical." On September 14, Microsoft reported back after two years to say the data center has been retrieved and yes, it is practical.

What's more, the IT giant reckons the experiment could have big implications for data centers on dry land, too.

Briny things first, though. According to a September 14 blog post from Microsoft, the consistently cool underwater temperatures made it possible to use similar heat-exchange plumbing to the kind found on submarines.

The team also placed the datacenter—dubbed "Northern Isles"—at a renewable-energy test site where it could be powered by experimental tidal turbines and wave energy converters, along with wind- and solar power from the local grid. In the future, Microsoft reckons it could make sense to co-locate such underwater data centers with offshore wind farms.

This much was relatively predictable. It may not be underwater, but Google's big data center in Hamina, Finland, also uses chilly seawater to cool down, and is also being powered by wind energy.

“Considerably better”

But the big revelation from this latest phase of Project Natick is about the advantages of designing a data center that is completely sealed and out of harm's way—Northern Isles is not made to be entered by engineers looking to fix broken components, as standard data centers are.

"The team hypothesized that a sealed container on the ocean floor could provide ways to improve the overall reliability of data centers. On land, corrosion from oxygen and humidity, temperature fluctuations and bumps and jostles from people who replace broken components are all variables that can contribute to equipment failure," Microsoft's post read. "The Northern Isles deployment confirmed their hypothesis, which could have implications for data centers on land."

Remarkably, it turned out that Northern Isles' servers were eight times more reliable than those in standard data centers.

“I have an economic model that says if I lose so many servers per unit of time, I’m at least at parity with land,” project lead Ben Cutler said in the post. “We are considerably better than that.”

It's not yet entirely clear why the underwater servers are quite so reliable, compared with their landbound alternatives. The team thinks it’s down to the use of dry nitrogen rather corrosive oxygen as the servers' atmosphere, plus the lack of people who bump into things accidentally, but they've sent some failed servers and related cables—and some air samples—back to Microsoft headquarters in Redmond, Washington, to check.

There's another major benefit to this model: it gives Microsoft a potential boost in the "edge computing" trend, where data centers are deployed closer to the customers they serve, for efficiency's sake. As the firm noted in its post, over half the world's population lives on or near coastlines, so undersea data centers might improve their online experience.

“We are populating the globe with edge devices, large and small,” William Chappell of Microsoft's Azure cloud team said in the post. “To learn how to make data centers reliable enough not to need human touch is a dream of ours.”

Also this week, Microsoft announced a strategic partnership with BP that will see the oil-giant-that's-trying-to-go-green supply Microsoft with renewable energy.

Microsoft plans to move to 100% renewable energy by 2025. Google says it will hit that same target by 2030, though it claimed on September 14 that it has already retroactively offset all its carbon emissions since the company's 1998 founding. Facebook says it will meet its 100%-renewable-energy target this year.

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