千里之行，始于足下，微軟一直以來都努力為達到目標而探索未知。而 Project Natick—— 一個被沉入海底2年的數(shù)據(jù)中心，是微軟向著可持續(xù)發(fā)展的一次大膽嘗試。今天，小編就來向大家介紹一下這個傳奇數(shù)據(jù)中心！
2020年夏天，一個集裝箱大小的數(shù)據(jù)中心被緩緩從海底撈起。通過長達數(shù)年的努力，微軟終于證實了海底數(shù)據(jù)中心這個想法的可行性。
時光回到2018年年初，微軟將這個數(shù)據(jù)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(xù)測試并監(jiān)控數(shù)據(jù)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，為未來其他數(shù)據(jù)中心的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略提供參考。
一個全新的想法
“如果我們把數(shù)據(jù)中心放到海底，是不是就可以在自然降溫的同時，避免人類及空氣的干擾？”
為了能更好的服務(wù)日益增進的云服務(wù)需求，服務(wù)器的穩(wěn)定運行成為了重中之重。數(shù)據(jù)中心一直以來都是耗能大戶。除了使用大量電能的服務(wù)器，持續(xù)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(tǒng)，都在無形中增加了能源的消耗。
微軟一直以來都在尋找更加環(huán)保的解決方案，以在服務(wù)客戶的同時滿足公司的可持續(xù)承諾。2014年微軟員工頭腦風(fēng)暴活動 ThinkWeek 期間，把數(shù)據(jù)中心放入海底這個大膽的突發(fā)奇想引起了大家的討論。
世界上超過一半的人口居住在距離海岸120英里的范圍內(nèi)。如果數(shù)據(jù)中心能夠放置在沿海城市附近的海底，將會通過短距離傳輸有效提升網(wǎng)絡(luò)的速度和流暢度。這個全新的方法，也可以把數(shù)據(jù)中心內(nèi)部變?yōu)橐粋�較為穩(wěn)定且可控的環(huán)境，沒有人類活動、氣溫以及濕度波動的干擾，更加適合服務(wù)器的運作。同時，把數(shù)據(jù)中心放置海底可以直接使用涼爽的海水進行自然降溫，大大減少了使用空調(diào)進行人工降溫而產(chǎn)生的碳排放和資源浪費。這個概念被認為是為沿海人口提供快速云服務(wù)并節(jié)省能源的一種潛在方式。
很快，微軟的 Project Natick 團隊于2015年在太平洋進行了為期105天的研究及測試，并證明海底數(shù)據(jù)中心概念是可行的。接下來，就需要與物流、船只建造和可再生能源領(lǐng)域的海洋專家溝通，以表明該概念的實用性。
困難重重的實踐之路
“我們該如何在18米高的巨浪里安裝和收回我們的海底數(shù)據(jù)中心？”
Project Natick 海底數(shù)據(jù)中心采用了強大的“明星”陣容。數(shù)據(jù)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(jiān)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(shù)據(jù)中心的影響，這個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、太陽能，以及其他實驗性綠色能源進行電能供給。
但是在這里，微軟海底數(shù)據(jù)中心遇到了它的勁敵。海底數(shù)據(jù)中心的部署和收回需要長時間平靜的海面，機器人和絞車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)境造就了一個極限的條件，海浪可以以最高每小時9英里（14.48千米）的速度快速流動，在風(fēng)暴天氣時甚至可能引起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(zhuǎn)換器“試驗田”。微軟海底數(shù)據(jù)中心的部署和收回可謂是困難重重。
經(jīng)過了這個艱難的“試煉”，令人期待的數(shù)據(jù)收集終于到來了。當海底數(shù)據(jù)中心從海底被拖上來后，我們可以明顯看到這兩年水下時光留下的清晰印記——承載并保護著846個服務(wù)器的防水鋼管外殼被一層海藻和藤壺緊緊包裹在內(nèi)。在通過強力清洗后，數(shù)據(jù)中心原本的白皙外殼漸漸顯露出來。
令人感嘆的新發(fā)現(xiàn)
“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(shù)據(jù)中心送入海底之前，研究人員將整個數(shù)據(jù)中心都填滿了干燥的氮氣，使數(shù)據(jù)中心內(nèi)部擁有十分穩(wěn)定且溫和的環(huán)境。研究人員希望能從這次的試驗中，總結(jié)出電纜和其他設(shè)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(shù)據(jù)中心后第一時間，研究人員從數(shù)據(jù)中心頂部的閥門插入管道以收集空氣樣本并運回微軟總部進行分析。同時，服務(wù)器從數(shù)據(jù)中心的尾部運出，一同被送往微軟總部進行檢查。
而檢查的結(jié)果讓所有研究人員為之驚嘆。“我們發(fā)現(xiàn)，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)專家說到。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(shù)據(jù)服務(wù)。微軟將持續(xù)分析、證明這個假設(shè)，并期待可以將最終的研究結(jié)果使用到陸地數(shù)據(jù)中心。
通過 Project Natick 得到的實踐經(jīng)驗，研究人員已經(jīng)開始討論如何使數(shù)據(jù)中心的能源更加可持續(xù)化。技術(shù)人員開始考慮全新的解決方案——將海底數(shù)據(jù)中心與海岸風(fēng)電場同時部署在一個區(qū)域。這樣即使在微風(fēng)中，數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)中心不能使用的‘不穩(wěn)定電網(wǎng)’下，完美的進行了這個海底數(shù)據(jù)中心的運作。也許通過這次實驗，我們可以發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心并不需要非常穩(wěn)定可靠的電力和基礎(chǔ)設(shè)施。”
Project Natick 的這一次實驗也充分證明了數(shù)據(jù)中心可以在不利用對人類、農(nóng)業(yè)和野生動物至關(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(shù)據(jù)中心找到更加可持續(xù)的運行方式。微軟的陸地數(shù)據(jù)中心將來可能無需使用替換零件，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。在一個完全黑暗無燈光的數(shù)據(jù)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(xiàn)故障的服務(wù)器則只需直接關(guān)機停止使用即可。
從這里，我們展望無限未來
“也許我們可以將十幾艘船只連接在一起，做一個更大的海底數(shù)據(jù)中心！”
Project Natick 所證實的美好未來愿景，令人更加激動。
隨著需求從通用云計算逐漸轉(zhuǎn)向云計算和邊緣計算，數(shù)據(jù)中心將越來越有必要被放置在貼近客戶的地方。這就是 Microsoft Azure 云服務(wù)團隊持續(xù)關(guān)注著 Project Natick項目進展的原因之一。微軟期待未來能擴展海底數(shù)據(jù)中心至可以支持全套 Microsoft Azure 云服務(wù)的大小。而為了滿足這一需求，可能需要將十幾艘或更多船只連接在一起！
保護數(shù)據(jù)的能力是 Azure 在多個行業(yè)中使命的核心。因此在未來，它還需要經(jīng)過一系列嚴苛的測試，充分證實它擁有保護敏感數(shù)據(jù)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，努力實現(xiàn)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(shù)據(jù)中心的大膽實踐，微軟會一直不斷努力，不斷探索！
