Microsoft su altı veri merkezlerinin güvenilir, pratik ve sürdürülebilir enerji kullanımına uygun olduğunu keşfetti

Bu yazın başlarında, denizcilik uzmanları, İskoçya’nın Orkney Adaları açıklarındaki deniz tabanından yosunlar, midyeler ve deniz anemonlarıyla kaplı nakliye konteyneri boyutunda bir veri merkezi kurdu. Bu çalışma ile sualtı veri merkezleri konseptinin uygulanabilir olduğu kadar lojistik, çevresel ve ekonomik açıdan pratik olduğunu kanıtlayan yıllarca süren bir araştırmanın son aşaması başlatılmış oldu.

Microsoft’un Project Natick ekibi, 2018 baharında Kuzey Takım Adaları veri merkezini, deniz tabanının 117 fit derinliğine konuşlandırmıştı. Sonraki iki yıl boyunca ekip üyeleri, veri merkezi sunucularının performansını ve güvenilirliğini test etti ve izledi.

Ekip, okyanus tabanında sızdırmaz bir şekilde kapatılmış bir konteynırın veri merkezlerinin genel güvenilirliğini artırmanın yollarını sağlayabileceğini varsaydı. Karada, oksijen ve nem kaynaklı korozyon, sıcaklık dalgalanmaları ve kırılan parçaları değiştiren kişilerin neden olduğu çarpma ve sarsıntıların tümü, ekipman arızasına sebep olabilecek değişkenlerdi.

Kuzey Takım Adaları konuşlandırması, ekibin karadaki veri merkezleri için doğabilecek sonuçları ile ilgili varsayımlarını doğruladı.

Project Natick’e liderlik eden Microsoft Özel Projeler araştırma grubunda proje yöneticisi Ben Cutler, Project Natick’ten alınan derslerin aynı zamanda Microsoft’un enerji, atık ve su ile ilgili veri merkezi sürdürülebilirlik stratejisinin de bir parçası olduğunu söyledi.

“Dahası, su altı veri merkezlerinin kanıtlanmış güvenilirliğinin, dünyanın herhangi bir yerinde taktiksel ve kritik veri merkezlerini kurması ve çalıştırması gereken müşterilere hizmet vermek isteyen Azure altyapısındaki Microsoft ekibiyle müzakerelere yönlendirdi” diye ekledi.

Azure görev sistemleri başkan yardımcısı William Chappell “Dünyayı irili ufaklı uç cihazlarla dolduruyoruz. Veri merkezlerini insan dokunuşuna ihtiyaç olmayacak kadar güvenilir hale getirmeyi öğrenmek bizim hayalimiz.” dedi.

Konseptin İspatı

Sualtı veri merkezi konsepti, çalışanların farklı ve orijinal fikirlerini paylaşmak için bir araya geldiği 2014 yılında Microsoft’ta ThinkWeek etkinliği sırasında sahneye çıktı. Konsept, kıyı nüfuslarına yıldırım hızında bulut hizmetleri sağlamanın ve enerji tasarrufuna destek olmanın potansiyel bir yolu olarak kabul edildi.

Dünya nüfusunun yarısından fazlası kıyıya 120 mil uzaklıkta yaşıyor. Veri merkezlerini kıyı şehirlerinin yakınında su altına yerleştirilmesi, verilerin hareketinin kısa mesafede olması nedeniyle elde edilen verim ile hızlı ve sorunsuz web sörfü yapılabilmesini, videoların akışının hızlanmasını ve yüksek performanslı oyunlar oynanmasını sağlayacak.

Sürekli olarak çok soğuk olan yer altı suları da enerji açısından verimli veri merkezi tasarımlarına olanak tanıyor.

Microsoft’un Project Natick ekibi, 2015 yılında Pasifik Okyanusu’nda 105 günlük bir konuşlanma sırasında su altı veri merkezi konseptinin uygulanabilir olduğunu kanıtlamıştı. Projenin ikinci aşaması, konseptin aynı zamanda pratik olduğunu da göstermek için lojistik, gemi inşaası ve yenilenebilir enerji alanlarında denizcilik uzmanlarıyla anlaşma yapmayı içeriyordu.

Cutler, “Şimdi gidip daha fazlasını kanıtlama ihtiyacını hissetmek yerine, yaptıklarımızdan yararlanmaya çalışma noktasındayız” dedi. “Yapmamız gerekeni yaptık. Natick, uygun olması halinde şirketin kullanması için önemli bir yapı taşıdır. “

Yosun, midye ve deniz anemonları

Kuzey Takım Adaları sualtı veri merkezi, deniz savunma ve deniz kökenli yenilenebilir enerji uzmanları olan Naval Group ve yan kuruluşu Naval Energies tarafından üretildi. Orkney Adası merkezli bir firma olan Green Marine, Microsoft’un Özel Projeler ekibinin iki yıl boyunca işlettiği veri merkezinin konuşlandırılması, bakımı, izlenmesi ve su yüzeyine geri çıkarılması konusunda Naval Group ve Microsoft’a destek verdi.

Kuzey Takım Adaları, tidal (gelgit) türbinleri ve dalga enerjisi dönüştürücüleri için bir test sahası olan Avrupa Deniz Enerjisi Merkezinde konuşlandırıldı. Buradaki gelgit akıntıları, en yüksek yoğunlukta saatte 9 mil hızla hareket ediyor ve deniz yüzeyinde fırtınalı koşullarda 60 fitten fazla hız sergiliyor.

Kuzey Takım Adaları sualtı veri merkezinin konuşlandırılması ve su yüzeyine geri çıkarılması, alışılmadık derecede sakin denizler ve bir yüzer vinç mavnanın köprüleri arasında oynayan robotların ve vinçlerin koreografik bir dansını gerektiriyordu. Prosedür her iki uçta da tam bir gün sürdü.

Kuzey Takım Adaları konuşlandırıldığında beyaz halde parıldıyordu. Su altında iki yıl, ince bir yosun ve midye tabakasının oluşması ve deniz anemonlarının balastla dolu tabanının korunaklı köşelerinde kantalupboyutunda büyümesi için zaman sağladı.

Microsoft’un Özel Projeler araştırma grubunun teknik personelinin yönetici üyesi Spencer Fowers “Açıkçası, veri merkezinin bu kadar temiz olmasından oldukça etkilendik. Üzerinde çok fazla sertleşmiş deniz materyali yoktu, çoğunlukla deniz pisliğiydi.” dedi.

Project Natick ekibinin bir üyesi, İskoçya'daki Orkney Adaları açıklarındaki deniz tabanından su yüzeyine geri çıkarılan Kuzey Takım Adaları sualtı veri merkezini tazyikli su ile yıkıyor. Su altında iki yıl, çelik boru üzerinde ince bir yosun ve midye tabakasının oluşması ve deniz anemonlarının balastla dolu tabanın korunaklı üçgen köşelerinde kantalup boyutunda büyümesi için zaman sağladı. Simon Douglas tarafından çekilen fotoğraf.
A member of the Project Natick team power washes the Northern Isles underwater datacenter, which was retrieved from the seafloor off the Orkney Islands in Scotland. Two years underwater provided time for a thin coat of algae and barnacles to form on the steel tube, and for sea anemones to grow to cantaloupe size in the sheltered nooks of its ballast-filled triangular base. Photo by Simon Douglas.

Tazyikli su ile yıkama ve veri toplama

Green Marine ekibi, Kuzey Takım Adalarının 864 sunucusunu ve ilgili soğutma sistemi altyapısını kaplayan su geçirmez çelik boruyu deniz tabanından kaldırıldıktan sonra ve Orkney Adaları’ndan taşınmadan önce tazyikli su ile yıkadı.

Araştırmacılar daha sonra, Washington, Redmond’daki Microsoft genel merkezinde analiz için hava örnekleri toplamak amacıyla deniz aracının üstündeki bir valf aracılığıyla test tüplerini yerleştirdiler.

Fowers, “İçini kuru nitrojenle doldurduk, bu yüzden ortam oldukça yumuşak” dedi.

Buradaki soru, normalde kablolardan ve diğer ekipmandan salınan gazların bilgisayarların çalışma ortamını nasıl değiştirmiş olabileceğidir diye ekledi.

Temizlenmiş ve hava örnekleri alınmış veri merkezi bir kamyona yüklendi ve Global Energy Group’un İskoçya’nın kuzeyindeki Nigg Energy Park tesisine götürüldü. Orada, Naval Group, uç kapağını açtı ve ve sunucu raflarını kaydırdı ve Fowers ve ekibi sağlık kontrollerini gerçekleştirdi, analiz için Redmond’a gönderilmek üzere bileşenleri topladı.

Kasa haline getirilip Redmond’a gönderilen bileşenler arasında az miktarda arızalı sunucu ve ilgili kablolar vardı. Araştırmacılar, bu donanımın neden su altı veri merkezindeki sunucuların karadakilerden sekiz kat daha güvenilir olduğunu anlamalarına yardımcı olacağını düşünüyor.

Ekip, oksijenden daha az aşındırıcı olan nitrojen atmosferinin ve bileşenleri çarpma sonucunda sarsacak insanların olmamasının, farkın başlıca nedenleri olduğunu varsayıyor. Eğer analiz bunun doğru olduğunu kanıtlarsa, ekip bulguları kara tabanlı veri merkezlerine çevirebilir.

Cutler, “Sudaki başarısızlık oranımız karada gördüklerimizin sekizde biri” dedi.

“Birim zamanda bu kadar çok sunucuyu kaybedersem, en azından kara tabanı ile eşit olurum diyen bir ekonomik modelim var” diye ekledi. “Bundan çok daha iyiyiz.”

Members of the Project Natick team power wash the Northern Isles underwater datacenter, which was retrieved from the seafloor off the Orkney Islands in Scotland. Two years underwater provided time for a thin coat of algae and barnacles to form on the steel tube, and for sea anemones to grow to cantaloupe size in the sheltered nooks of its ballast-filled triangular base. Photo by Jonathan Banks.

Enerji, atık ve su

Araştırmacılara göre, Project Natick’ten öğrenilen diğer dersler, veri merkezlerinin enerjiyi daha sürdürülebilir bir şekilde nasıl kullanabileceklerine dair yapılan konuşmalara halihazırda bilgi kaynağı olma niteliğinde.

Örneğin, Project Natick ekibi, Kuzey Takım Adalarının konuşlandırılması için Orkney Adaları’nı seçmesinin sebebi buradaki şebekenin % 100 rüzgar ve güneş enerjisinin yanı sıra Avrupa Deniz Enerjisi Merkezi’nde geliştirilmekte olan deneysel yeşil enerji teknolojileriyle sağlanıyor olmasıydı.

Fowers, “Kara tabanlı veri merkezlerinin çoğunun güvenilmez bir şebeke olarak gördüğü şey üzerinde gerçekten iyi çalışabildik” dedi. “Bulgularımıza bakıp belki de enerji ve güvenilirliğe odaklanmış çok fazla altyapıya ihtiyacımız olmadığını söyleyebileceğimiz konusunda umutluyuz.”

Cutler halihazırda bir su altı veri merkezini kıyıdan uzak rüzgar santrali ile birlikte konumlandırma gibi senaryoları düşünüyor. Hafif rüzgarlarda bile, veri merkezi için yeterli enerji olması muhtemeldir. Son çare olarak, kıyıdan gelen bir elektrik hattı, verileri taşımak için gereken fiber optik kabloyla birleştirilebilir.

Sürdürülebilirlikle ilgili diğer faydalar, yedek parça kullanma ihtiyacının ortadan kaldırılmasını içerebilir. Karanlık bir veri merkezinde, tüm sunucular her beş yılda yaklaşık bir kere değiştirilirdi. Sunucuların yüksek güvenilirliği, erken bozulan birkaçının kolaylıkla çevrimdışı yapılabileceği anlamına gelir.

Cutler ayrıca, Project Natick’in, veri merkezlerinin insanlar, tarım ve vahşi yaşam için hayati önem taşıyan tatlı su kaynaklarına dokunmadan çalıştırılabileceğini ve serin tutulabileceğini gösterdiğini belirtti.

“Şimdi Microsoft, kara tabanlı veri merkezleri için bunu yapmanın yollarını bulma yolunda ilerliyor” dedi.

Nereye istersen git

Project Natick’in potansiyel geleceği hakkındaki ilk konuşmalar, Kuzey Takım Adaları büyüklüğünde bir düzine veya daha fazla deniz aracının birbirine bağlanmasını gerektirebilecek Microsoft Azure bulut hizmetlerinin tüm paketini güçlendirmek için su altı veri merkezlerinin nasıl ölçeklendirileceğine odaklandı.

Fowers, “Genel bulut bilişimden bulut ve uç bilişime geçerken, hiçliğin ortasındaki büyük depolardaki bu veri merkezleri yerine müşterilere daha yakın konumlandırılmış daha küçük veri merkezlerine ihtiyacımız olduğunu görüyoruz” açıklamasını yaptı.

Chappell’in Azure’daki grubunun, hassas ve kritik sektörlerin verilerini koruyabilecek kuantum sonrası şifreleme teknolojisi testleri de dahil olmak üzere Project Natick’in ilerlemesini takip etmesinin sebeplerinden biri olduğunu belirtti. Verileri koruma yeteneği, Azure’ın birden çok sektördeki misyonunun temelini oluşturmakta.

Chappell, “Çok hızlı bir şekilde konuşlandırabildikleri ve sahip olduğu kadar uzun süre çalıştığı ve giden sinyalleri şifreleme seviyesine sahip olduğu gerçeği, geleceğin oldukça merak uyandıran bir vizyonunu anlatmak için birleşiyor” dedi.

Kaynak: https://news.microsoft.com/innovation-stories/project-natick-underwater-datacenter/