Как будет работать подводный дата-центр Microsoft

В феврале прошлого года корпорация Microsoft анонсировала свой новый проект Project Natick, который представляет собой дата-центр, расположенный под водой.

Как правило, в обычных наземных дата-центрах серверы в процессе своей работы очень сильно нагреваются, по причине чего требуют дорогих систем кондиционирования. Некоторые компании, имеющие большие серверные парки, подходят к решению этой проблемы творчески. Например, теплом от дата-центра «Яндекса» обогревается город в Финляндии, а один из дата-центров Facebook расположен за Северным полярным кругом, и его охлаждением занимается сама природа.

Корпорация Microsoft поставила перед собой достаточно сложную с технической точки зрения задачу, однако полученный результат должен обеспечить множество плюсов: помимо природного охлаждения, такая модель позволит размещать дата-центры ближе к пользователям, то есть, сократит время обработки запросов. Строить подводные дата-центры можно быстрее: вместо нескольких лет строительство будет занимать около 90 дней. Еще одним преимуществом подводных дата-центров является более легкое получение разрешений, более низкое налогообложение, и так далее.

Как будут устроены такие дата-центры?

Чтобы строить подобные структуры, компании Microsoft нужно решить несколько проблем:

Во-первых, контейнеры должны оставаться сухими, а во-вторых, морская вода должна эффективно охлаждать серверы.

Чтобы серверы оставались вне доступности воды, они помещаются 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.

Чтобы проще выдерживать давление на глубине, используются контейнеры цилиндрической формы. 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 переводят тепло из воздуха в жидкость, после чего нагретая жидкость выбрасывается во внешние теплообменники, которые и выводят тепло в окружающую океанскую воду. В свою очередь, охлажденная вода возвращается в цикл.

Инженеры компании отмечают, что для более мощной инфраструктуры могут понадобиться более экзотические подходы (например, использование жидких диэлектриков, либо гелия под высоким давлением). Кроме этого, контейнеры не должны зарастать ракушками и другой морской живностью, которая мешала бы процессу охлаждения.

Например, во время тестирования прототипа уже через сутки вокруг капсулы начали собираться крабы и рыбки. Биологическое обрастание может быть проблемой для таких дата-центров, и самым простым, хоть и не самым эффективным способом их очистки является обычная механическая очистка. В компании также изучают различные материалы и средства, предохраняющие от обрастания, в том числе — звуки или ультрафиолетовый свет.

Если говорить о качестве охлаждения, то 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, которая была названа «Леона Филпот» в честь героини Halo: во время тестирования оказалось, что охлаждающий эффект дает серверам работать нормально. Капсулу тестировали с августа по ноябрь 2015 года у Тихоокеанского побережья на глубине 1 км.

В ходе тестов питание «Леоны» осуществлялось от наземной энергосистемы, но в будущем компания планирует, что подводные дата-центры будут запитываться от возобновляемой энергии. Источниками для такой энергии могут быть волны, береговые ветры, приливы и течения. К береговым структурам подводный дата-центр будет подключаться при помощи волоконно-оптического кабеля.

Такие дата-центры, по оценке компании, могут работать до 5 лет, что является примерной продолжительностью эксплуатации для компьютеров внутри капсул. После каждого 5-летнего цикла капсулы будут подниматься, загружаться новыми серверами и вновь опускаться на дно.

В настоящее время проект Project Natick находится на очень ранней стадии развития, поэтому в компании не дают оценок того, когда подводные дата-центры смогут попасть в коммерческую эксплуатацию.