VPS США: дата-центры, как искусство

Океаны темны, холодны и наполнены кинетической энергией. Это делает их оптимальным местом для построения современных дата-центров.

Год назад известная корпорация Microsoft погрузила шкаф серверов, которые были заключены в металлический герметичный контейнер, в океан. Спустя несколько месяцев они подняли эту капсулу на поверхность. Она была покрыта моллюсками и водорослями, будто прошло не пару месяцев, а очень много лет. Однако серверы внутри продолжали функционировать в сухости и прохладе.

Не это ли будущее всех дата-центров? Команда смелых инженеров компании Microsoft, работающих в рамках специального проекта Natick, полагают, что именно в этом будущее.

468 800x450 VPS США: дата центры, как искусство

VPS США из морского дна

Зарождение удивительной идеи

Все началось еще в 2013 году, когда работник Microsoft, Шон Джеймс, занимающийся внедрением новых технологий в дата-центры, служивший ранее на подводной лодке, предложил идею размещения серверов под водой. Это вызвало сомнения у многих его коллег. Но не у него.

Реализация этой сумасшедшей идеи, по его мнению, должна была не только сократить расходы на охлаждение машин — большие расходы для многих операторов ЦОДов, но также затраты на строительство, существенно упростить управление данными установками с применением возобновляемых источников энергии, а также даже улучшить их общую производительность.

Совместно с Тоддом Роулингсом, инженером Microsoft, Джеймс распространил документ, пропагандирующий данную концепцию. В нем объяснялось, каким образом создание дата-центров под водой сможет помочь компании Microsoft и прочим провайдерам, использующим облачные технологии, удовлетворять огромные потребности в росте с сохранением высокого уровня экологичности решения.

Уже в августе следующего года начал организовываться странный проект, получивший название Natick, так как исследовательская группа любила называть свои проекты названиями городов в Массачусетсе. Всего спустя год был готов прототип дата-центра, который предстояло погрузить на дно океана. Это насторожило многие хостинги.

Сложности в реализации проекта

Недостатка в сложностях реализации проекта Natick, увы, не наблюдалось. Первой проблемой стало, разумеется, обеспечение сухого пространства внутри крупного стального контейнера, погруженного глубоко в воду.

Еще одна проблема состояла в охлаждении. Надо было придумать как использовать окружающую воду для полноценного охлаждения серверов внутри.

Наконец, возникал также вопрос борьбы с ракушками и прочими формами морской жизни, которые непременно будут облепливать погруженный прототип — явлением, которое знакомо всем, кто когда-то держал лодку в воде на протяжении долгого периода времени. Прилипчивые ракообразные становились проблемой, так как они мешали отводу тепла от серверов в окружающую среду (то есть воду). Вначале данные проблемы пугали, однако постепенно были разрешены, часто с использованием проверенных временем решений.

555 800x478 VPS США: дата центры, как искусство

Установка серверной стойки в контейнер

Однако зачем все эти трудности? Разумеется, охлаждение серверов посредством морской воды приведет к сокращению затрат на охлаждение и сможет улучшить работу благодаря другим преимуществам, однако погружение дата-центра в воду сопряжено с очевидными неудобствами и затратами. Попытка поставить несколько тысяч серверов на морское дно реально имеет смысл? Мы думаем, что имеет, и этому несколько причин.

  • Первая — это обеспечит компанию Microsoft возможностью быстро наращивать мощность, когда это нужно.
  • Вторая причина та, что подводные дата-центры могут быть построены быстрее, нежели наземные, что очень просто понять.

Natick состоять будет из набора «контейнеров» — специальных стальных цилиндров. Каждый из них будет впоследствии содержать, возможно, сразу несколько тысяч серверов. Вместе они бы составили подводный ЦОД, находящийся в паре километров от побережья, расположенный между примерно на 200 м под водой. Контейнеры могли бы просто плавать над дном на какой-то промежуточной глубине, и быть надежно пришвартованными специальными кабелями к дну океана, либо они могли бы разместится на морском дне.

После установки модуля ЦОДа он будет оставаться на своем месте до тех пор, пока не придет время менять серверы. Или, возможно, поменяются рыночные условия, и его решат переместить куда-то еще. Это реальная изолированная среда, а это значит, что админы системы будут работать удаленно. Никто не сможет исправить ситуацию, или же заменить часть оснащения во время работы модуля.

А теперь представьте, что к данной невероятной концепции применяется так называемый процесс производства «точно в срок». Контейнеры можно было изготовить на заводе, снабдить необходимыми серверами и подготовить к отправке в любое место в мире. Океан, в отличие от случая на суше, обеспечивает крайне однородную среду, где бы вы при этом ни находились. В связи с этим, никакая настройка контейнеров не понадобилась бы, и мы могли бы их установить быстро везде, где мало вычислительной мощности, постепенно повышая размер подводной станции для удовлетворения нужд производительности по мере роста.

Цель проекта Natick в том, чтобы можно было запускать дата-центры на прибрежных веб-сайтах в любой точке планеты на протяжении 90 дней после принятия решения о таком развертывании.

Сокращение задержек к пользователям

Подавляющее большинство новых ЦОДов для VPS США построены в таких местах, где электричество недорогое, земля дешевая, климат достаточно прохладный, и объект не мешает людям, которые живут поблизости. Проблема с таким подходом в том, что зачастую приходится ставить дата-центры вдалеке от населенных пунктов, а это снижает скорость реакции серверов на запросы.

Для интерактивных программ, в которых осуществляется онлайн-взаимодействие с пользователем, такие задержки могут быть значительны и приводить к проблемам при крупных значениях. Мы хотим, чтобы веб-странички грузились быстро, а видеоигры были быстрыми и при этом не лагали.

В последующие годы будет возникать все больше разнообразных приложений с большим числом взаимодействий, в частности поддерживаемых HoloLens Microsoft и прочими технологиями дополненной реальности. Поэтому действительно нужно, чтобы серверы были ближе к тем людям, которых они обслуживают. Сегодня это бывает очень редко.

Возможно это покажется вам удивительным, но практически половина населения планеты живет не дальше, чем 100 км от берега моря. Размещение ЦОДов у побережья вблизи многочисленных прибрежных городков, сделает их намного ближе к пользователям, чем сегодня.

2582a34761e1a1c95a253d8f75655610 m 800x600 VPS США: дата центры, как искусство

Экономия денежных средств на охлаждении

В случае если данного основания недостаточно, то примите во внимание существенную экономию денежных средств на охлаждении. Исторически все системы охлаждения в ЦОДах потребляли практически столько же энергии, сколько и серверы, поскольку использовались механические системы охлаждения.

Создатели проекта Natick решают эти проблемы.

Внутренняя часть контейнера ЦОДа состоит из обычных компьютерных стоек. К ним крепятся теплообменники, которые отводят тепло с воздуха в теплоемкую и теплопроводную жидкость, схожую с водой. После этого данная жидкость закачивается в специальные теплообменники на внешней стороне контейнера. Теплообменники, в свою очередь, отдают тепло в окружающий океан.

Существенно охлажденная жидкость потом возвращается во внутренние теплообменники для следующего цикла.

Разумеется, чем окружающий океан холоднее, тем лучше будет работать эта схема. Дабы получить доступ к холодной воде даже летом или в тропиках, надо будет поместить контейнеры достаточно глубоко. К примеру, на глубине 200 м вблизи побережья Флориды общая температура воды не повышается больше 15 градусов в течение года.

Прототип

Тесты уникального прототипа Natick, получившего наименование Leona Philpot (в честь персонажа Xbox), начались летом 2015 года. Установку погрузили на глубину всего лишь 11 м в Тихом океане, вблизи городка Сан-Луис-Обиспо, где температура воды на протяжении года колеблется в пределах 14-18 градусов.

Серверная стойка, которая используется в прототипе модуля подводного ЦОДа, была заполнена, как реальными полноценными серверами, так и специальными фиктивными нагрузками, потребляющими столько же энергии, что и сервер

Во время этого 105-дневного опыта было показано, что вполне возможно поддерживать серверы хорошо охлажденными до тех же температур, как и с использованием механического охлаждения, однако с удивительно низкими энергозатратами — всего лишь 3%. Эти энергозатраты намного ниже, нежели у любого современного экспериментального или промышленного дата-центра.

Вдобавок, отпала потребность в содержании на месте персонала, местах для парковки, специальных тревожных кнопках, охране. В самом контейнере создана была атмосфера без использования кислорода, а это делает возникновение пожара просто невозможным. Управление оборудованием осуществляться может из комфортного офиса специалистами Microsoft.

Кроме того, из атмосферы контейнера был удален также весь водяной пар, пыль. Это сделало среду крайне комфортной и безопасной для электроники, что сократило проблему с распределением тепла, а также постоянной коррозией разъемов.

Будущие ЦОДы будут намного длиннее прототипа. Каждый из дата-центров содержать будет очень много серверных стоек. Электроника охлаждаться будет благодаря передаче отработанного тепла в морскую воду с применением внешних и внутренних теплообменников.


Поделитесь с друзьями



Оставить комментарий

Хостинг с отличным саппортом — HOSTiQ