Você está pronto para a nuvem no fundo do mar? A Microsoft construiu e implantou um data center submarino, executando servidores no fundo do oceano por três meses em um contêiner submersível. O protótipo de pesquisa, apelidado de Projeto Natick, é parte da busca contínua da Microsoft para encontrar maneiras acessíveis de implantar data centers em nuvem sustentáveis.

O Projeto Natick representa uma nova abordagem radical para implantar a capacidade do data center, o que poderia permitir à Microsoft mudar seus projetos modulares de fábrica da terra para o mar. Em uma era de avanços empolgantes no design de data centers, o experimento da Microsoft busca estender as fronteiras da computação de ponta, trazendo a capacidade da nuvem para mais perto de centros populacionais concentrados ao longo da costa em todo o mundo.

“Mover data centers para o oceano fez muito sentido para podermos fazer o cabo para nossos clientes o mais curto possível”, disse o engenheiro de pesquisa da Microsoft Jeff Kramer. “Natick pode ter um grande impacto, tanto atualmente como no futuro.”

O experimento da Microsoft continua o esforço de uma década do setor de data center para aproveitar o poder do mar para criar data centers sustentáveis, aproveitando as ondas e a água para fornecer energia e resfriar armadas de servidores em nuvem. Ele reúne três tendências de data center que estamos rastreando - instalações baseadas no oceano , o surgimento de computação de ponta e data centers não tripulados.

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Significativamente, a Microsoft manteve o Project Natick em segredo até que ele foi implantado com sucesso, colocando-o em uma liga diferente das visões anteriores de data centers marítimos do Google e outros. Isso muda o projeto além do hipotético. A questão não é mais se isso pode ser feito, mas a viabilidade da economia, escala e casos de uso do projeto.

“O objetivo geral aqui é implantar data centers em escala, em qualquer lugar do mundo, desde a decisão até a inicialização em 90 dias”, disse Ben Cutler, gerente de projeto da Microsoft com a equipe Natick.

Uma Data Submarino

A história de origem do Projeto Natick data de 2013 e um artigo de pesquisa de Sean James, da Microsoft, propondo um data center subaquático alimentado por energia renovável do oceano. James serviu na Marinha por três anos.

“O que me ajudou a preencher a lacuna entre os datacenters e o ambiente subaquático é que eu vi como você pode colocar eletrônicos sofisticados sob a água e mantê-los protegidos da água salgada”, disse James. “Ele passa por um processo de teste e design muito rigoroso. Então, eu sabia que havia uma maneira de fazer isso. ”

Em 2014, a Microsoft Research criou uma equipe para explorar a viabilidade do conceito, o que levou à criação de um contêiner de dados submersível contendo um único rack, denominado Leona Philpot (batizado em homenagem ao personagem do popular jogo de Xbox Halo, que quebrou o pescoço mergulhando em uma piscina, mas se tornou a rainha do baile).

O contêiner de 38.000 libras e 10 pés por 7 pés foi implantado em 15 de agosto passado em cerca de 30 pés de água na costa da Califórnia. A equipe da Microsoft lacrou os servidores dentro do contêiner e os monitorou enquanto o data center operava por 105 dias no fundo do oceano. Ele foi recuperado em novembro e levado de caminhão à sede da Microsoft em Redmond, Washingon, para análise posterior.

A Microsoft descreve a viagem inicial como "muito bem-sucedida", sem vazamentos ou falhas de hardware, permitindo que os pesquisadores estendam o projeto e até mesmo executem cargas de trabalho ativas de sua nuvem Azure.

O site do Projeto Natick não incluiu nenhum detalhe sobre a configuração de energia ou resfriamento, mas o New York Times observou que o Leona Philpot apresentava “um único rack de computação de data center que era banhado em nitrogênio pressurizado para remover com eficiência o calor dos chips de computação. ”

Aqui está um vídeo da Microsoft que fornece mais informações:

O poder do oceano

O esforço da Microsoft é uma nova abordagem de uma velha ideia: usar o mar para alimentar e resfriar um data center, transformando a economia e a sustentabilidade das plataformas de computação em nuvem. O conceito data de 2007, quando o Google ganhou a patente de um data center aquático , gerando visões de uma frota de paraísos de dados offshore futuristas alimentados e resfriados pelas ondas. A empresa nunca construiu o “Marinha do Google” de alto mar descrito em suas patentes, mas outras empresas seguiram a ideia.

O mais recente é o Nautilus Data Centers , que criou uma instalação flutuante de colocation em uma barcaça ancorada na Baía de São Francisco. A Nautilus afirma ter testado com sucesso um projeto para um data center flutuante que pode reduzir drasticamente o custo de funcionamento das operações de TI.

A principal vantagem de um data center marítimo é a capacidade de reduzir custos usando água para fornecer energia ou resfriar o data center, evitando despesas com impostos imobiliários e de propriedade. Essas ideias se baseiam em operações de TI anteriores de alto mar - tanto a Marinha dos EUA quanto as principais empresas de cruzeiros mantiveram uma infraestrutura sofisticada de telecomunicações e TI por décadas - e adicionam tecnologias de energia e refrigeração que podem reduzir custos.

Aproveitando o vento e as ondas

O Project Natick da Microsoft usou a rede elétrica para seu protótipo, mas a empresa está trabalhando em designs de próxima geração com contêineres maiores que podem ser movidos por turbinas movidas a ondas ou marés.

O gabinete do Projeto Natick é baixado sobre um rack de servidores em nuvem Microsoft Azure. (Foto: Microsoft Corp.)

A empresa também vê o projeto do data center submarino como uma oportunidade para repensar muitos dos fatores de forma que têm sido tradicionalmente usados ​​para servidores e armazenamento, que devem levar em conta a necessidade de pessoas acessarem o equipamento e substituir componentes ou atualizar servidores. Operar no modo totalmente não tripulado “luzes apagadas” permite novas abordagens que precisam levar em conta apenas a remoção de calor, em vez de acesso.

A Microsoft diz que os contêineres Natick são projetados para operar como unidades não tripuladas submersas por até cinco anos de cada vez. Uma coisa interessante é que a empresa acredita que pode chegar a cinco anos em produção sem atualizar seus servidores. A maioria dos provedores de hiperescala atualiza seus servidores e processadores a cada três anos (conforme observado recentemente pela pesquisa da Coolan ).

“Com o fim da Lei de Moore, a cadência na qual os servidores são atualizados com hardware novo e aprimorado no datacenter tende a diminuir significativamente”, disse a equipe do Projeto Natick em seu FAQ. “Vemos isso como uma oportunidade para colocar em campo datacenters resistentes e de longa duração que operam“ sem luz ”- ninguém no local - com confiabilidade muito alta durante toda a vida da implantação, possivelmente até 10 anos.”

A estrada à frente

É fácil ser cético quanto ao potencial dos data centers subaquáticos. Existem muitos obstáculos potenciais, incluindo o impacto corrosivo de longo prazo da água do mar nos componentes.

Mas a Microsoft agora tem dados e um protótipo funcional, bem como um histórico de conversão dessas ideias “lunáticas” em operações de data center em megescala. Um dos brainstorms anteriores de Sean James desempenha um papel central nesta história.

Em 2008, James e o colega da Microsoft, Christian Belady, operaram um único rack de servidores em uma barraca no pátio de combustível de um dos data centers da empresa por sete meses, sem falhas de equipamento. O experimento provou que os servidores eram mais resistentes do que se acreditava, abrindo caminho para a Microsoft imaginar a execução de servidores em contêineres ao ar livre. [ClickToTweet tweet = ”Microsoft: O objetivo é implantar data centers em escala, em qualquer lugar do mundo, em 90 dias. ” quote = ”Microsoft: O objetivo é implantar data centers em grande escala, em qualquer lugar do mundo, dentro de 90 dias.”]

Desde então, a Microsoft implantou dezenas de milhares de servidores - e talvez centenas de milhares - em módulos conhecidos como IT PACs que ficam ao ar livre em blocos de cimento nos campi de data center da Microsoft no estado de Washington, Iowa e sul da Virgínia.

Belady agora dirige as operações de data center da Microsoft e avançou com uma série de projetos inovadores que combinam computação portátil e energia renovável, como plantas de dados e contêineres alimentados por aterros sanitários .

“A realidade é que sempre precisamos ultrapassar os limites e experimentar as coisas”, disse Belady. “O aprendizado que obtemos com isso é inestimável e, de alguma forma, se manifestará em projetos futuros.”

A Microsoft diz que ainda é "cedo" para avaliar se este conceito pode ser adotado pela Microsoft e outros provedores de serviços em nuvem.

“Esta é uma tecnologia especulativa, no sentido de que, se for uma boa ideia, mudará instantaneamente a economia desse negócio”, diz Norm Whitaker, que chefia projetos especiais para a Microsoft Research NExT. “Há muitas partes móveis, muito planejamento para isso. Esta é mais uma ferramenta que podemos disponibilizar para parceiros de data center. Em uma situação difícil, eles poderiam recorrer a isso e usá-lo. ”

“Não é um movimento lunar no sentido de que é apenas uma coisa estranha”, disse Spencer Fowers, um pesquisador da equipe Natick. “Na verdade, é um produto viável que poderíamos fazer.”

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