千里之行，始于足下，微軟一直以來(lái)都努力為達到目標而探索未知。而 Project Natick—— 一個(gè)被沉入海底2年的數據中心，是微軟向著(zhù)可持續發(fā)展的一次大膽嘗試。今天，小編就來(lái)向大家介紹一下這個(gè)傳奇數據中心！
2020年夏天，一個(gè)集裝箱大小的數據中心被緩緩從海底撈起。通過(guò)長(cháng)達數年的努力，微軟終于證實(shí)了海底數據中心這個(gè)想法的可行性。
時(shí)光回到2018年年初，微軟將這個(gè)數據中心沉入了117英尺（約36米）深的海底。并在之后的兩年中，持續測試并監控數據中心服務(wù)器的性能和可靠性。微軟希望能吸取從 Project Natick 得到的經(jīng)驗，為未來(lái)其他數據中心的可持續發(fā)展戰略提供參考。
一個(gè)全新的想法
“如果我們把數據中心放到海底，是不是就可以在自然降溫的同時(shí)，避免人類(lèi)及空氣的干擾？”
為了能更好的服務(wù)日益增進(jìn)的云服務(wù)需求，服務(wù)器的穩定運行成為了重中之重。數據中心一直以來(lái)都是耗能大戶(hù)。除了使用大量電能的服務(wù)器，持續更換因為損壞而需要更新服務(wù)器，還有為了服務(wù)器能正常運作而部署的散熱系統，都在無(wú)形中增加了能源的消耗。
微軟一直以來(lái)都在尋找更加環(huán)保的解決方案，以在服務(wù)客戶(hù)的同時(shí)滿(mǎn)足公司的可持續承諾。2014年微軟員工頭腦風(fēng)暴活動(dòng) ThinkWeek 期間，把數據中心放入海底這個(gè)大膽的突發(fā)奇想引起了大家的討論。
世界上超過(guò)一半的人口居住在距離海岸120英里的范圍內。如果數據中心能夠放置在沿海城市附近的海底，將會(huì )通過(guò)短距離傳輸有效提升網(wǎng)絡(luò )的速度和流暢度。這個(gè)全新的方法，也可以把數據中心內部變?yōu)橐粋�(gè)較為穩定且可控的環(huán)境，沒(méi)有人類(lèi)活動(dòng)、氣溫以及濕度波動(dòng)的干擾，更加適合服務(wù)器的運作。同時(shí)，把數據中心放置海底可以直接使用涼爽的海水進(jìn)行自然降溫，大大減少了使用空調進(jìn)行人工降溫而產(chǎn)生的碳排放和資源浪費。這個(gè)概念被認為是為沿海人口提供快速云服務(wù)并節省能源的一種潛在方式。
很快，微軟的 Project Natick 團隊于2015年在太平洋進(jìn)行了為期105天的研究及測試，并證明海底數據中心概念是可行的。接下來(lái)，就需要與物流、船只建造和可再生能源領(lǐng)域的海洋專(zhuān)家溝通，以表明該概念的實(shí)用性。
困難重重的實(shí)踐之路
“我們該如何在18米高的巨浪里安裝和收回我們的海底數據中心？”
Project Natick 海底數據中心采用了強大的“明星”陣容。數據中心的外殼由法國海軍集團 Naval Group [1]及其子公司 Naval Energies 的海軍防御和海洋可再生能源專(zhuān)家們制造。而奧克尼島高端游艇制造公司 Green Marine [2]在部署、維護、監控和回收方面也為其提供了支持。
為了更好的測試外部環(huán)境對于海底數據中心的影響，這個(gè)項目最終選址在位于蘇格蘭的微軟歐洲海洋能源中心 [3]進(jìn)行。項目團隊之所以選址在奧克尼群島，部分原因是這里的電網(wǎng)100%由風(fēng)能、太陽(yáng)能，以及其他實(shí)驗性綠色能源進(jìn)行電能供給。
但是在這里，微軟海底數據中心遇到了它的勁敵。海底數據中心的部署和收回需要長(cháng)時(shí)間平靜的海面，機器人和絞車(chē)才能在起重機以及它的浮筒中間精密運作。而這里的天然環(huán)境造就了一個(gè)極限的條件，海浪可以以最高每小時(shí)9英里（14.48千米）的速度快速流動(dòng)，在風(fēng)暴天氣時(shí)甚至可能引起60英尺（18.3米）高的巨浪，是一片完美的潮汐電能渦輪機和海浪電能轉換器“試驗田”。微軟海底數據中心的部署和收回可謂是困難重重。
經(jīng)過(guò)了這個(gè)艱難的“試煉”，令人期待的數據收集終于到來(lái)了。當海底數據中心從海底被拖上來(lái)后，我們可以明顯看到這兩年水下時(shí)光留下的清晰印記——承載并保護著(zhù)846個(gè)服務(wù)器的防水鋼管外殼被一層海藻和藤壺緊緊包裹在內。在通過(guò)強力清洗后，數據中心原本的白皙外殼漸漸顯露出來(lái)。
令人感嘆的新發(fā)現
“在海底運行所發(fā)生的故障率是在陸地上的八分之一！”
在2018年將數據中心送入海底之前，研究人員將整個(gè)數據中心都填滿(mǎn)了干燥的氮氣，使數據中心內部擁有十分穩定且溫和的環(huán)境。研究人員希望能從這次的試驗中，總結出電纜和其他設備釋放的氣體將如何改變計算機操作環(huán)境。因此在收回海底數據中心后第一時(shí)間，研究人員從數據中心頂部的閥門(mén)插入管道以收集空氣樣本并運回微軟總部進(jìn)行分析。同時(shí)，服務(wù)器從數據中心的尾部運出，一同被送往微軟總部進(jìn)行檢查。
而檢查的結果讓所有研究人員為之驚嘆。“我們發(fā)現，服務(wù)器在水下運行所發(fā)生的故障率是在陸地上相同款式服務(wù)器所發(fā)生故障率的八分之一！這太神奇了！” 微軟技術(shù)專(zhuān)家說(shuō)到。研究人員們推測，造成這種差異的主要原因是服務(wù)器所在的環(huán)境。氮氣的腐蝕性比氧氣小，且在沒(méi)有人誤觸部件的情況下，服務(wù)器將能更持久的為我們提供數據服務(wù)。微軟將持續分析、證明這個(gè)假設，并期待可以將最終的研究結果使用到陸地數據中心。
通過(guò) Project Natick 得到的實(shí)踐經(jīng)驗，研究人員已經(jīng)開(kāi)始討論如何使數據中心的能源更加可持續化。技術(shù)人員開(kāi)始考慮全新的解決方案——將海底數據中心與海岸風(fēng)電場(chǎng)同時(shí)部署在一個(gè)區域。這樣即使在微風(fēng)中，數據中心也可以有足夠的電力運行。微軟技術(shù)人員表示：“我們曾在大部分陸地數據中心不能使用的‘不穩定電網(wǎng)’下，完美的進(jìn)行了這個(gè)海底數據中心的運作。也許通過(guò)這次實(shí)驗，我們可以發(fā)現數據中心并不需要非常穩定可靠的電力和基礎設施。”
Project Natick 的這一次實(shí)驗也充分證明了數據中心可以在不利用對人類(lèi)、農業(yè)和野生動(dòng)物至關(guān)重要的淡水資源的情況下運行。
除此之外，微軟正在為陸地數據中心找到更加可持續的運行方式。微軟的陸地數據中心將來(lái)可能無(wú)需使用替換零件，而這一變化將直接減少制造業(yè)中的碳排放以及資源浪費。在一個(gè)完全黑暗無(wú)燈光的數據中心中，所有服務(wù)器僅需每五年全部更換一次，任何在此期間出現故障的服務(wù)器則只需直接關(guān)機停止使用即可。
從這里，我們展望無(wú)限未來(lái)
“也許我們可以將十幾艘船只連接在一起，做一個(gè)更大的海底數據中心！”
Project Natick 所證實(shí)的美好未來(lái)愿景，令人更加激動(dòng)。
隨著(zhù)需求從通用云計算逐漸轉向云計算和邊緣計算，數據中心將越來(lái)越有必要被放置在貼近客戶(hù)的地方。這就是 Microsoft Azure 云服務(wù)團隊持續關(guān)注著(zhù) Project Natick項目進(jìn)展的原因之一。微軟期待未來(lái)能擴展海底數據中心至可以支持全套 Microsoft Azure 云服務(wù)的大小。而為了滿(mǎn)足這一需求，可能需要將十幾艘或更多船只連接在一起！
保護數據的能力是 Azure 在多個(gè)行業(yè)中使命的核心。因此在未來(lái)，它還需要經(jīng)過(guò)一系列嚴苛的測試，充分證實(shí)它擁有保護敏感數據的后量子加密技術(shù) [4]，以及可以承 載Azure 云服務(wù)的能力。
微軟在積極地探索更多解決方案，努力實(shí)現2030年碳負排放和零廢棄物的承諾。不論是在海洋環(huán)保鼠標上的回收材料全新嘗試，還是像海底數據中心的大膽實(shí)踐，微軟會(huì )一直不斷努力，不斷探索！
