微软 海底数据中心_微软在海底建造数据中心有什么好处

如今,云计算已经成为一个熟悉的流行语。但这里先简单解释一下:云计算是指在远程服务器上在线完成计算和处理任务,而不是像以前那样在本地设备上完成。云计算可以说是非常“踏实”的:地面数据中心处理云计算。

然而,这种情况在不久的将来可能会改变。

科技巨头微软正在考虑将数据中心置于水下的可能性。乍一看,这种想法似乎很荒谬。然而,根据微软最近的内部研究,数据中心最完美的位置是在水下。当你深入了解后,你会发现这真的是一个具有伟大天才的革命性想法。

如果你曾经用过高端智能手机,或者最近升级过电脑,你大概会知道有一种东西叫液冷。液体冷却可以有效地冷却苦苦挣扎的处理器和其他电子设备。微软的想法是将这种液冷概念发挥到极致。——将带有数据中心的防水舱淹没在海水中。为什么?因为它可以更高效地执行云计算。

纳蒂克项目

2014年,微软开始研究将数据中心置于水下的可行性。为此,微软推出了Natick项目。在Natick项目的第一阶段,微软工程师的任务是了解如何将数据中心放在防水容器中,以防止任何可能的泄漏。他们发现,在海水中部署这些服务器防水舱似乎是安全的。

在项目的第二阶段,微软将设计转化为生产。微软已经成功制造了一个可以放在货船上的容器,然后船会把这个容器和服务器一起部署到海水中。

奥克尼附近的北海水域:微软水下数据中心的选址

现阶段,该项目位于Onek附近的北海水域。微软在北海的水下数据中心包含864台服务器,总内存27.6PB,这个数据中心被密封在一个钢制的容器里,容器里充满了干燥的氮气。整个集装箱于2018年部署在水下,沉入寒冷波涛汹涌的北海。

但是这个实验任务并没有使用实际的商业服务器,水下容器存储的是微软用于测试的数据。同样,对于一个数据中心来说,864台服务器的容量从专业的角度来看显然是不够的。例如,我们当前的数据中心在一个站点中有50,000多台服务器。然而,微软认为这种方法在未来是可扩展的。

2020年7月在北海取回了这个带有计算机服务器的实验性水下容器,实验结果令人兴奋。那么,水下服务器有什么优势呢?

水下数据中心的优势

更高的可靠性

电子设备不适合在人类生活的环境中工作。空气中的氧气和湿气不利于电子设备。这些物质会导致部件腐蚀,最终导致服务器故障。

将数据中心置于水下的一个基本原则是创造一个相对稳定的环境,以便计算机服务器能够更好地、更持久地工作。

作为Natick项目的一部分,微软工程师将防水舱设计成一个充满氮气的无氧、无湿气的容器。可以这样设计是因为集装箱里不会有人类。

既然没有人类的存在,就不会有粗心的人不小心撞到了什么东西,然后造成一次意外的失败。总之,这些预防措施都提高了设备的可靠性。根据微软的数据,水下数据中心的故障率低至12.5%。

水:天然冷却剂

传统的地面数据中心仅仅为了冷却服务器就要消耗大量的能源。老式的数据中心使用机械冷却和重型空调系统来冷却设备,这消耗了大量的电力。一些重型空调系统的功耗几乎赶上了服务器本身的功耗。新的数据中心稍微好一点,因为它们使用“免费空调”,即利用外部空气和水的蒸发来冷却服务器,而不会消耗太多能源。然而,这种冷却方法经常受到周围空气和供水温度的影响。

现在,水下数据中心可以利用周围流动的水带走服务器散发的热量。水有很高的热容量,这意味着水可以储存大量的热能,而不会显著改变水本身的温度。以游泳池为例。即使在炎热的夏天,游泳池里的水也比边上的水泥台阶凉多了。按照这种思路,水下数据中心只需要一个设计良好的热交换器,就可以很容易地将热量传递给周围的海水。这无疑可以节省大量用于冷却电子设备的能源。

在炎热的夏天,游泳池里的水总是很凉爽。

考虑到地球上有那么多海水可以用来吸热,扩充这些数据服务器的存储设备将会非常容易。另一个好处是海平面越低,温度越低。如果将服务器防水舱放置在海平面以下150米,即使在温暖的热带地区,它们也能达到非常惊人的散热效果。

更经济

传统的数据中心往往位于人口稀少的偏远地区。公司更喜欢选择这个地点,因为土地和后续运营成本更低。虽然这样可以节省一些资金,但是这种模式也有很多缺点。

在传统数据中心内部

由于数据中心通常位于偏远地区,在线通信所需的数据也需要传输更长的距离。这将导致更高的延迟,从而降低计算速度。

然而,世界上约有44%的人口居住在海岸线150公里以内。因此,在业务中,将数据中心放在沿海位置更有意义。当数据中心位于沿海地区时,它们会更靠近人口密度相对较高的地区。这可以减少服务器和用户之间的平均距离,从而减少延迟。结论是水下数据中心可能会让云计算体验更快。

有趣的是,建造一堆防水服务器,然后将其置于水下,可能比从购买土地开始重建数据中心设施更有效率。要在陆地上建立数据中心,你首先要有房产(通常很贵),然后公司需要评估其他条件的可行性,比如地形、熟练工人的可用性、可靠的电力、遵守当地的法律法规等等。

水下服务器的防水舱可以在流水线上搭建,然后直接用货船运到海上进行部署,省去了很多麻烦。微软表示,它可以在90天内部署这些服务器防水舱。相比在陆地上建一个数据中心,需要一两年的时间,是相当快的。

水下数据中心的挑战

虽然水下数据中心具备上述优势,但这水不是“魔水”,它无法解决所有与数据中心相关的技术和后勤问题。当你把数据中心扔到海里的时候,你会面临一些新的挑战。

维持

此时,当硬件在水下发生故障时,你不能每次都派潜水员团队来解决问题。因此,这个重任就落在了工程师的肩上。他们需要设计一个耐用且可远程维修的水下服务器车间。

幸运的是,正如我们上面讨论的那样,北海水下数据中心的可靠性已经显著提高。微软计划设计一个数据中心,使其在五年内不需要主动维护。

海洋生物

有些人可能会觉得继续把更多的神器扔进海洋(比如服务器防水舱)似乎不太合适。毕竟满是服务器防水舱的海岸线对海洋生物的健康不利。

然而,根据海洋生态学家安德鲁万特(Andrew Wante)的说法,这些水下数据中心不会对海洋生物构成太大风险。他解释说,每当大型结构(如服务器的防水舱)浸入水中时,它们都会经历一个被称为“生物污损”的过程,即微小物质沉积在物体表面。这样的表面相当于人工礁。鱼会聚集在这个“礁石”附近。因此,这些结构不仅不会威胁海洋生物,反而有利于促进生物多样性。

热量

还有人会担心服务器防水舱放出的热量。但是我们不妨把海洋的大小和防水舱或者大型防水舱的大小做个比较。相比之下,海洋是如此广阔,热量的释放几乎不会引起任何变化。水下数据中心引起的水温变化其实可以忽略不计。我们在海底埋了很多数据线,这些海底光缆也会把热量传导到海水中,但是并没有引起水温的变化。

虽然水下数据中心不会很快实现,但大多数科技公司已经在考虑了。如果水下数据中心变得流行,我们可能有一天会目睹“云”数据从陆地迁移到深海。编辑AJX