Microsoft thử nghiệm dìm trung tâm dữ liệu xuống đáy biển thành công

Microsoft vừa thu hồi một trung tâm dữ liệu khép kín dài 40 feet, 12 rack từ đáy biển ngoài khơi quần đảo Orkney, Scotland vào đầu mùa hè năm nay.

Việc thu hồi Northern Isles được coi là bước khởi động cho giai đoạn cuối cùng của sáng kiến nghiên cứu thuộc dự án Natick của Microsoft, thăm dò ý tưởng triển khai nhóm máy chủ ngoài khơi các trung tâm dân cư lớn để thay thế cho các trung tâm dữ liệu trên cạn.

Tại sao phải dìm máy chủ xuống đáy biển?

Dự án Natick đã được tiến hành trong khoảng vài năm. Microsoft đã đề cập đến việc thử nghiệm thực hiện dự án Leona Philpot – vỏ máy chủ dưới nước đầu tiên của hãng vào năm 2016 và dự án thu hồi vỏ Orkney Isles vào năm 2018.

Các trung tâm dữ liệu dưới nước có một nhược điểm tiềm ẩn, đó là chúng không thể được bảo dưỡng thường xuyên. Tất nhiên, đi kèm với nhược điểm đó là ưu điểm trực quan, như một đối trọng: không ai có thể “quấy rầy” nó, hoặc có khả năng làm đứt giây cáp, rút phích cắm hoặc nói cách khác là tạo ra sự hỗn loạn.

Có rất nhiều lợi ích khác khi thực hiện dìm những trung tâm dữ liệu “tí hon” này xuống dưới nước. Với những chiếc vỏ máy chủ nằm dưới đáy biển như vậy, Microsoft không cần đầu tư để mua một khu bất động sản đắt đỏ như các trung tâm dữ liệu truyền thống. Hơn nữa, chúng gần nhưng được làm nguội miễn phí nhờ vào nước biển.

Northern Isles trước khi bị dìm xuống đáy biển vào 2 năm trước, đính logo Microsoft.

Những lợi ích về mặt hậu cần cũng quan trọng không kém việc làm nguội hoặc ưu thế về mặt tài chính. Cần nhiều thời gian và nỗ lực đặc biệt để có thể xây dựng và phát triển khu bất động sản thương mại cho một trung tâm dữ liệu truyền thống tại trong thành phố. Ngược lại, chế tạo và triển khai nhóm máy chủ dưới đáy biển gần như là việc đơn giản và không mất nhiều thời gian.

Thu hồi Northen Isles

Nhóm trung tâm dữ liệu dưới nước Northern Isles được xây dựng bởi Naval Group (nhà thầu bảo vệ và tái tạo năng lượng hàng hải) và được hỗ trợ tại chỗ nhờ Green Marine - một công ty vận hành kỹ thuật hàng hải tại đảo Orkney. Northern Isles mất đến 2 năm chìm dưới đáy nước ở Trung tâm Năng lượng Hàng hải Châu Âu, nơi dòng thủy triều đại đỉnh 9mph và sóng biển vào mùa bão có thể đạt tới 60 feet hoặc hơn.

Cả việc triển khai và thu hồi Northern Isles đều cần thời tiết đặc biệt lặng gió và mất cả ngày dài làm việc một cách cẩn thận với rô bốt và kỹ thuật tời giữa các thùng lặn trên cần cẩu sà lan. Trong quá trình nằm dưới nước 2 năm, vỏ của trung tâm dữ liệu đã bị tảo, hàu bám đầy.

Phân tích kết quả

Trước khi thả bộ trung tâm dữ liệu gồm 12 rack, 864 máy chủ ra khỏi vỏ, các nhà nghiên cứu của Microsoft đã lấy mẫu thử không khí từ lớp vỏ vẫn còn nằm dưới biển để phân tích trong Redmond.

“Chúng tôi để nó chứa đầy nitơ khô, do vậy, môi trường ở đó khá trong lành”, Spencer Fower – một nhà nghiên cứu thuộc dự án đặc biệt của Microsoft cho hay. Việc phân tích chất lượng không khí sau 2 năm dìm máy chủ xuống đáy biển sẽ cho nhóm nghiên cứu thêm thông tin về đường truyền cáp và các thiết bị khác.

Tình trạng của Northern Isles khi được vớt lên sau 2 năm nằm dưới đáy biển.

Các máy chủ được triển khai gần Northern Isles đã thất bại với tỷ lệ xấp xỉ 1/8 so với điều mà các chuyên gia mong đợi từ những máy chủ tương tự trong một trung tâm dữ liệu truyền thống do con người chăm sóc vào cùng một khoảng thời gian. Nhóm nghiên cứu của Microsoft đưa ra giả thuyết rằng điều này một phần do khí nitơ trơ và kín trong vỏ đã bị nén trước khi dìm xuống đáy biển gây ra.

Với việc không có bất kỳ chút khí ôxy nào cho các kỹ thuật viên có thể thở hoặc có dư độ ẩm để họ cảm thấy thoải mái, các bộ phận của trung tâm dữ liệu rất khó bị hỏng hóc về mặt hóa học. Ngoài ra, việc không có sự va chạm hay xô đẩy đến từ con người cũng góp phần làm giảm tỷ lệ lỗi bất thường ở máy chủ.

Độ bền và hiệu quả

Việc triển khai thành công Northern Isles trong 2 năm đã chứng tỏ tính khả thi của dự án mới và sáng kiến năng lượng bền vững cho các trung tâm dữ liệu, vượt xa khả năng tự làm nguội của nó.

Một lý do khiến nhóm dự án Natick chọn triển khai Northern Isles tại quần đảo Orkney là lưới điện của nó 100% được cung cấp bởi năng lượng gió, mặt trời và các công nghệ xanh thử nghiệm đang được phải triển bởi Trung tâm Năng lượng Hàng hải Châu Âu.

Ben Cutler – quản lý dự án Natick – tin tưởng rằng các trang trại gió ngoài khơi được đặt chung có thể cung cấp năng lượng cho việc triển khai chế tạo tương tự Northern Isles. Chỉ một chút gió nhẹ cũng đã đủ cung cấp năng lượng cho lớp vỏ, với một đường dây điện dọc bờ biển đi kèm với dây cáp dữ liệu sợi quang của vỏ như là cứu cánh cuối cùng.

Cutler cũng nhấn mạnh rằng việc làm nguội bằng nước biển không chỉ tiết kiệm chi phí hơn các phương pháp truyền thống mà còn tiết kiệm nguồn nước sạch cần có cho sự sống của con người và động vật hoang dã.