«Son fiables, prácticos y utilizan energía de forma sostenible»
Microsoft
A principios de este verano, especialistas marinos se enrollaron en un centro de datos del tamaño de un contenedor de transporte marítimo recubierto de algas, percebes y anémonas de mar desde el fondo marino frente a las islas Orcadas de Escocia. La recuperación puso en marcha la fase final de un esfuerzo de años que demostró que el concepto de centros de datos submarinos es factible, así como logística, ambiental y económicamente práctico.
El equipo de Microsoft Project Natick implementó el centro de datos de Northern Isles a 117 pies de profundidad en el fondo marino en la primavera de 2018. Durante los dos años siguientes, los miembros del equipo probaron y supervisaron el rendimiento y la fiabilidad de los servidores del centro de datos.
El equipo hipotetizó que un contenedor sellado en el fondo del océano podría proporcionar maneras de mejorar la confiabilidad general de los centros de datos. En tierra, la corrosión por oxígeno y humedad, las fluctuaciones de temperatura y los baches y las sacudidas de las personas que reemplazan los componentes rotos son variables que pueden contribuir a la falla del equipo. El despliegue de las Islas del Norte confirmó su hipótesis, que podría tener implicaciones para los centros de datos en tierra.
Las lecciones aprendidas del Proyecto Natick también están informando la estrategia de sostenibilidad del centro de datos de Microsoft en torno a la energía, el desperdicio y el agua, dijo Ben Cutler, un director de proyectos en el grupo de investigación de Proyectos Especiales de Microsoft que lidera el Proyecto Natick. Además, agregó, la fiabilidad comprobada de los centros de datos submarinos ha suscitado discusiones con un equipo de Microsoft en Azure que busca servir a los clientes que necesitan implementar y operar centros de datos tácticos y críticos en cualquier parte del mundo.
«Estamos poblando el mundo con dispositivos perimetrales, grandes y pequeños»»Aprender a hacer que los centros de datos sean lo suficientemente confiables como para no necesitar el tacto humano es un sueño nuestro»
William Chappel – Vicepresidente de Sistemas de Mision de Azure
Prueba de concepto
El concepto de centro de datos submarino se adecuó a la escena de Microsoft en 2014 durante ThinkWeek, un evento que reúne a los empleados para compartir ideas lista para usar. El concepto se consideró una forma potencial de proporcionar servicios en la nube ultrarrápidos a las poblaciones costeras y ahorrar energía.
Más de la mitad de la población mundial vive a 120 millas de la costa. Al poner los centros de datos bajo el agua cerca de las ciudades costeras, los datos tendrían una corta distancia para viajar, lo que llevaría a una navegación web rápida y fluida, transmisión de video y juego.
Los mares del subsuelo consistentemente fríos también permiten diseños de centros de datos de bajo consumo. Por ejemplo, pueden aprovechar las tuberías de intercambio de calor como la que se encuentra en los submarinos. El equipo de Microsoft Project Natick demostró que el concepto de centro de datos submarino era factible durante una implementación de 105 días en el Océano Pacífico en 2015. La fase II del proyecto incluyó la contratación con especialistas marinos en logística, construcción naval y energía renovable para demostrar que el concepto también es práctico.
«Ahora estamos en el punto de tratar de aprovechar lo que hemos hecho en lugar de sentir la necesidad de ir y probar un poco más», dijo Cutler. «Hemos hecho lo que tenemos que hacer. Natick es un elemento clave para que la empresa lo use si es apropiado».
Algas, percebes y anémonas de mar
El centro de datos submarino de Northern Isles fue fabricado por El Grupo Naval y su filial Naval Energies, expertos en defensa naval y energía renovable marina. Green Marine, una firma con sede en Orkney Island, apoyó a Naval Group y Microsoft en la implementación, mantenimiento, supervisión y recuperación del centro de datos, que el equipo de Proyectos Especiales de Microsoft operó durante dos años.
Las Islas del Norte se desplegaron en el Centro Europeo de Energía Marina, un lugar de prueba para turbinas de marea y convertidores de energía de onda. Las corrientes de marea allí viajan hasta 9 millas por hora a intensidad máxima y la superficie del mar se extiende con olas que alcanzan más de 60 pies en condiciones tormentosas.
El despliegue y recuperación del centro de datos submarino de las Islas del Norte requirió mares atípicamente tranquilos y un baile coreografiado de robots y cabrestantes que se desarrollaba entre los pontones de una barcaza de pórtico. El procedimiento tardó un día completo en cada extremo. Las Islas del Norte brillaban en blanco cuando se desplegaba. Dos años bajo el agua proporcionaron tiempo para que se formara una fina capa de algas y percebes, y para que las anémonas de mar crecieran hasta el tamaño de los melón en los rincones protegidos de su base llena de lastre.
«Nos impresionó bastante lo limpio que era, en realidad». «No tenía mucho crecimiento marino endurecido, era en su mayoría escoria marina»
Spencer Fowers – Miembro principal del personal técnico del grupo
Lavado de energía y recopilación de datos
«Lo dejamos lleno de nitrógeno seco, así que el medio ambiente es bastante benigno allí»
Fowers
Una vez que fue transportado desde el fondo marino y antes de transportarse desde las Islas Orcadas, el equipo de Green Marine hizo que el cable de acero hermético que encierra los 864 servidores de las Islas del Norte y la infraestructura del sistema de refrigeración relacionado. A continuación, los investigadores insertaron tubos de ensayo a través de una válvula en la parte superior del recipiente para recoger muestras de aire para su análisis en la sede de Microsoft en Redmond, Washington.
El centro de datos limpio y muestreado con aire fue cargado en un camión y conducido a las instalaciones de Nigg Energy Park de Global Energy Group en el norte de Escocia. Allí, El Grupo Naval desenconó al final y deslizó los bastidores del servidor mientras Fowers y su equipo realizaban comprobaciones de estado y recogía componentes para enviarlos a Redmond para su análisis. Entre los componentes crated up y enviados a Redmond hay un puñado de servidores fallidos y cables relacionados. Los investigadores piensan que este hardware les ayudará a entender por qué los servidores en el centro de datos submarino son ocho veces más confiables que los de tierra.
El equipo presume que la atmósfera de nitrógeno, es menos corrosiva que el oxígeno, y la ausencia de personas para golpear y sacudir componentes, son las principales razones de la diferencia. Si el análisis demuestra que esto es correcto, es posible que el equipo pueda traducir los hallazgos a centros de datos terrestres.
«Nuestra tasa de fracaso en el agua es una octava parte de lo que vemos en tierra. Tengo un modelo económico que dice que si pierdo tantos servidores por unidad de tiempo, estoy al menos en paridad con la tierra. Somos considerablemente mejores que eso.»
Cutler
Energía, residuos y agua
Otras lecciones aprendidas del Proyecto Natick ya están informando conversaciones sobre cómo hacer que los centros de datos usen la energía de manera más sostenible, según los investigadores. Por ejemplo, el equipo del Proyecto Natick seleccionó las Islas Orcadas para el despliegue de las Islas del Norte en parte porque la red allí se suministra al 100% por energía eólica y solar, así como tecnologías experimentales de energía verde en desarrollo en el Centro Europeo de Energía Marina.
«Hemos sido capaces de funcionar muy bien en lo que la mayoría de los centros de datos terrestres consideran una red poco confiable. Tenemos la esperanza de poder ver nuestros hallazgos y decir que tal vez no necesitamos tener tanta infraestructura centrada en la potencia y la fiabilidad».
Fowers
Cutler ya está pensando en escenarios como la co-localización de un centro de datos submarino con una granja eólica marina. Incluso con vientos ligeros, probablemente habría suficiente energía para el centro de datos. Como último recurso, una línea eléctrica desde la costa podría ser incluida con el cableado de fibra óptica necesario para transportar datos.
Otros beneficios relacionados con la sostenibilidad pueden incluir la eliminación de la necesidad de usar piezas de repuesto. En un centro de datos con luces apagadas, todos los servidores se intercambiaban una vez cada cinco años. La alta fiabilidad de los servidores significa que los pocos que fallan temprano simplemente se desconectan. Además, el Proyecto Natick ha demostrado que los centros de datos pueden ser operados y mantenidos frescos sin aprovechar los recursos de agua dulce que son vitales para las personas, la agricultura y la vida silvestre, señaló Cutler.
«Ahora Microsoft está en el camino de encontrar maneras de hacer esto para los centros de datos terrestres»
Cutler
Ir a cualquier lugar
Las conversaciones tempranas sobre el futuro potencial del Proyecto Natick se centraron en cómo escalar centros de datos submarinos para potenciar el conjunto completo de servicios en la nube de Microsoft Azure, lo que puede requerir vincular una docena o más buques del tamaño de las Islas del Norte.
Forwer asegura que a medida que pasamos de la computación en la nube genérica a la nube y la informática de borde, estamos viendo cada vez más la necesidad de tener centros de datos más pequeños situados más cerca de los clientes en lugar de estos grandes centros de datos de almacén en el medio de la nada. Esa es una de las razones por las que el grupo de Chappell en Azure está vigilando el progreso del proyecto Natick, incluidas las pruebas de tecnología de cifrado post-cuántica que podrían proteger los datos de sectores sensibles y críticos. La capacidad de proteger los datos es fundamental para la misión de Azure en varios sectores.
«El hecho de que fueron muy rápidamente capaces de desplegarlo y ha funcionado tanto como lo ha hecho y tiene el nivel de cifrado en las señales que van a él se combina para contar una visión bastante convincente del futuro»
Chappell
John Roach writes about Microsoft research and innovation. Follow him on Twitter.