Kev yug thiab kev loj hlob ntawm Underwater Data Centers

Tsawg tsawg tus paub tias lub tswv yim ntawm cov ntaub ntawv hauv qab dej tau tshwm sim thaum Microsoft lub xyoo 2014 ThinkWeek, kev sib tham sab hauv. Nws tau thov los ntawm ib tus neeg ua haujlwm nrog kev ua haujlwm ntawm Navy submarines. Microsoft tau ua qhov kev sim thawj zaug, muab cov ntaub ntawv pov thawj hauv qab dej rau tsib lub hlis nrog cov txiaj ntsig tau zoo.

Tsis ntev los no, xyoo 2018, Microsoft tau xa ib lub submarine ntim nrog 864 servers thiab muaj peev xwm khaws 27.6 petabytes ntawm cov ntaub ntawv mus rau hauv qab ntawm Orkney Islands, sab qaum teb ntawm Scotland. Ob xyoos tom qab, thaum Lub Rau Hli 2020, Microsoft tau coj nws mus rau ntug dej rau kev ntsuas. Cov txiaj ntsig tau pom tias qhov chaw submarine cov ntaub ntawv ua tau zoo dua li cov chaw zov me nyuam cov ntaub ntawv hauv txhua qhov, thiab qhov tsis ua hauj lwm hauv dej yog ib feem yim hauv av.

Vim li cas Microsoft tso nws qhov chaw khaws ntaub ntawv hauv qab hiav txwv? Tom qab tus tsav, kev tsim kho ntawm submarine cov ntaub ntawv chaw tuaj yeem txhawb nqa ntawm qhov loj?

Cov lus teb yog yooj yim: ua kom cov peev txheej muaj. Nyob rau tib lub sij hawm, nws daws tau ntau yam shortcomings ntawm av cov ntaub ntawv chaw.

Ua ntej, cov ntaub ntawv hauv qab hiav txwv muaj kev nyab xeeb thiab ruaj khov dua: cov chaw zov me nyuam cov ntaub ntawv yog qhov muag heev thiab muaj cov khoom siv zoo heev uas tuaj yeem raug puas tsuaj los ntawm qhov kub thiab txias, corrosion corrosion, thiab txawm tias kev sib tsoo thaum hloov cov khoom puas. Tab sis nyob rau hauv ib puag ncig lub tshuab nqus tsev qhov ntsuas kub tuaj yeem tswj tau, cov pa oxygen thiab dej vapor tuaj yeem raug rho tawm, thiab tib neeg cuam tshuam tuaj yeem raug cais tawm, kev ruaj ntseg thiab kev ruaj ntseg ntawm cov ntaub ntawv chaw yuav zoo heev.

Nyob rau hauv lub hiav txwv yog undoubtedly ib tug zoo tagnrho cov ntaub ntawv qhov chaw - tsis tsuas yog cais los ntawm lub teb chaws cov pa oxygen, dej vapor, thiab muab xaus rau tib neeg cuam tshuam.

Qhov thib ob, thiab qhov tseem ceeb tshaj plaws, seawater cooled servers muaj qhov tshwj xeeb kom zoo dua, thiab kev txias txias yog ib qho kev siv nyiaj loj rau cov ntaub ntawv hauv av. Raws li cov ntaub ntawv pej xeem, 41% ntawm cov nqi hluav taws xob txhua xyoo ntawm cov ntaub ntawv chaw yog siv los ua kom txias, thiab kev siv hluav taws xob txhua xyoo ntawm cov chaw khaws ntaub ntawv thoob ntiaj teb suav txog li 2% ntawm lub ntiaj teb hluav taws xob tag nrho. Ntawm lawv, tus nqi ntawm kev siv hluav taws xob suav nrog 30% txog 50% ntawm tag nrho IT kev lag luam.

Yog vim li cas txias thiaj li kim? Qhov tseeb, hauv cov ntaub ntawv hauv av, feem ntau muaj ob txoj hauv kev kom txias cov ntaub ntawv, ib qho yog siv cov tshuab cua txias, uas yog, kom txias rau cov neeg rau zaub mov nrog lub tshuab cua txias, tab sis txoj kev txias no yuav tsum tau siv hluav taws xob ntau heev. hnub, thiab tus nqi tau siab.

Lwm qhov yog kom txias lub server los ntawm huab cua thiab dej evaporation. Qhov khoom plig zoo li no yog tus nqi qis dua li yav dhau los, tab sis nws kuj muaj nws tus kheej qhov tsis txaus: qhov kev ua tiav thiab kev ua kom txias txias yog txiav txim siab los ntawm cov huab cua sab nraud thiab dej, thiab tib neeg maneuverability tsawg dhau.

Cov dej hiav txwv nrog lub peev xwm siab dua tuaj yeem khaws cov cua sov ntau dhau los ntawm cov ntaub ntawv chaw: tsuas yog ib lub tshuab hluav taws xob uas xav tau los hloov cov cua sov ntawm cov ntaub ntawv chaw rau cov dej hiav txwv ib puag ncig, yog li hais, yog kev sib xyaw ntawm ob txoj kev ua kom txias: ruaj khov. thiab siv dawb ntawm cov khoom siv ntuj tsim.

Thib peb, cov neeg nyob hauv ntug dej hiav txwv yog qhov siab, cov ntaub ntawv xa mus sai, thiab huab xam ua haujlwm tau zoo dua: txhawm rau txuag av thiab cov nqi khiav lag luam, cov chaw zov me nyuam cov ntaub ntawv feem ntau xaiv sparsely populated tej thaj chaw deb, uas ncaj qha ua rau qeeb cov ntaub ntawv xa mus thiab ib yam nkaus. ncua ntau. Subsea data centers txawv:

Kwv yees li 50 feem pua ​​​​ntawm cov neeg hauv ntiaj teb nyob hauv 150 mais ntawm ntug hiav txwv. Kev tsim cov ntaub ntawv hauv qab hiav txwv txuag cov nqi thiab nyob ze rau thaj chaw nyob, tua ob tus noog nrog ib lub pob zeb.

Tsis tas li ntawd, muaj ntau yam zoo dua:

Piv txwv li, peb tuaj yeem siv lub zog tidal ntawm dej hiav txwv kom tau txais cov hluav taws xob tsis zoo hauv dej hiav txwv; Undersea bandwidth tuaj yeem txuas los ntawm cov kav dej kom ceev cov ntaub ntawv xa mus; Cov kab xev liab ib txwm tuaj yeem raug hla thaum tsim cov ntaub ntawv hauv qab hiav txwv: cov servers tuaj yeem ua rau hauv cov dej tsis sib haum ntawm cov kab sib dhos thiab xa tawm mus rau hiav txwv los ntawm cov nkoj thauj khoom rau kev xa tawm. Raws li Microsoft hais, cov pods neeg rau zaub mov no tuaj yeem xa tawm hauv 90 hnub; whereas raditional data centers siv ib mus rau ob xyoos los tsim.

Theorectically, submarine cov ntaub ntawv chaw muaj ntau qhov zoo, yog li nws nyuaj npaum li cas kom ua tiav? -- Microsoft muaj thawj cov lus teb.

Qhov tseeb, thaum ntxov li 2015, Microsoft pib kawm txog qhov ua tau ntawm kev tsim cov ntaub ntawv chaw nyob hauv dej, thiab tom qab ntawd pib Project Natick.

Hauv thawj theem ntawm Natick project, hauv 2015, Microsoft pab neeg tshawb fawb tau ua ib qho kev sim 105-hnub los ua kom muaj kev tiv thaiv kom pom tseeb, kom ntseeg tau tias qhov chaw khaws ntaub ntawv tau muab tso rau hauv lub thawv tsis muaj dej. Qhov kev sim tau ua tiav: Microsoft pom tias cov dej tsis kam ntawm cov kev pabcuam module tuaj yeem lav tau hauv dej hiav txwv.

Yog li nyob rau theem thib ob, Microsoft tab tom sim thawb qhov kev sim rau pem hauv ntej thiab tsaws qhov project: "xa cov ntaub ntawv mus rau hauv dej hiav txwv" kom pom tias cov ntaub ntawv tuaj yeem khaws cia tau zoo tom qab ob peb xyoos. Microsoft muab lub chaw khaws ntaub ntawv tso rau hauv lub thawv ntim hlau, ntim nrog nitrogen, thiab tom qab ntawd siv lub submarine los thauj lub thawv rau hauv hiav txwv.

Qhov kev sim no tau txais kev txhawb nqa los ntawm European Marine Energy Center (EMEC): EMEC tsis yog tsuas yog muab cov kws tshaj lij hauv kev txhawb nqa hluav taws xob txuas ntxiv, tab sis kuj tau ua tus kws pab tswv yim txog thaj chaw nyob ib puag ncig Orkney - EMEC txawm muab cov kab hauv qab hiav txwv uas txuas cov ntaub ntawv chaw rau ntug dej hiav txwv.

Lub submarine nqa tus neeg rau zaub mov mus rau hauv hiav txwv tob yog hu ua Leona Philpot, tus cwj pwm los ntawm kev ua si Halo. Nws tau caij nkoj mus rau hauv qhov tsaus ntuj ntawm North Hiav Txwv ze Ornik, Scotland.

Vim li cas Orkney? Ntawm qhov tod tes, vim tias Orkney yog lub chaw tseem ceeb rau kev tshawb fawb lub zog tauj dua tshiab, European Marine Energy Center (EMEC) tau sim nrog tidal thiab yoj lub zog ntawm no rau 14 xyoo. Ntawm qhov tod tes, Orkney muaj huab cua txias, uas pab txo cov nqi cua txias rau cov chaw khaws ntaub ntawv.

Microsoft tau tso cov ntaub ntawv chaw tsawg tshaj li ib mais ntawm ntug dej hiav txwv thiab xa cov khoom siv ib puag ncig hauv cov xim dawb, cov chav ua haujlwm siab los saib xyuas nws cov xwm txheej hauv lub sijhawm. Cov ntaub ntawv chaw thiab dej hiav txwv yog "seamless": lawv lub zog xav tau raug ntes los ntawm undersea cables, thiab cov ntaub ntawv tau nkag mus rau lub ntiaj teb dav dav ntawm ntug dej hiav txwv. Hauv 2018, Microsoft North Sea cov ntaub ntawv chaw ua tiav: tag nrho ntawm 864 servers, 27.6PB ntawm kev nco, txhawm rau ntsuas kev ua tau zoo, dhia dej tob rau ob xyoos.

Qhov tseeb, cov kws tshawb fawb muaj kev txhawj xeeb tshaj plaws txog kev puas tsuaj ntawm cov ntaub ntawv chaw: ib zaug cov khoos phis tawj hauv cov ntaub ntawv hauv qab dej tsis zoo, lawv tsis tuaj yeem kho. Hmoov zoo, nws ua haujlwm zoo. Thaum Lub Yim Hli 2020, tag nrho cov khoos phis tawj tau khaws cia-tsuas yog yim tawm ntawm ntau dua 800 ua tsis tiav, tus nqi qis dua hauv cov chaw khaws ntaub ntawv hauv av.

Yuav ua li cas kom tau txais kev poob qis? Cov kws tshawb fawb txog qhov project xav tias, ntawm ib sab, huab cua txias ua raws li qhov tsis muaj; Ntawm qhov tod tes, nitrogen kuj ua lub luag haujlwm tiv thaiv. Nyob rau hauv luv luv, qhov kev sim me me no ntxiv validates qhov ua tau thiab tus nqi ntawm subsea cia. Cov kws tshawb fawb txog qhov project tau hais tias qhov project tsis tsuas yog muaj qhov ua tsis tau zoo xwb, tab sis tag nrho cov khoom siv hluav taws xob ntawm cov ntaub ntawv chaw yog los ntawm cua thiab hnub ci zog, ua kom tag nrho cov kev siv ntawm ntuj tsim.

Tsis tas li ntawd, coj mus rau txoj kev xav, kev tswj hwm tus nqi, kev tsim kho tus nqi thiab kev poob rau hauv lub ntsej muag ntawm kev puas tsuaj ntuj tsim thiab lwm yam xwm txheej ceev ntawm submarine cov ntaub ntawv chaw yog tag nrho qis dua li ntawm cov ntaub ntawv hauv av.

Txawm li cas los xij, qhov no tsuas yog kev yeej ib ntus xwb. Qhov ntim ntawm ntau dua 800 servers nyob deb ntawm thaj chaw cov ntaub ntawv hauv av - tom qab tag nrho, cov chaw khaws ntaub ntawv hauv av muaj ntau txhiab tus servers. Hauv kev nkag siab, qhov chaw cov ntaub ntawv no yog qhov kev sim ntau dua li qhov ua tau, thiab tuaj yeem hais tias yog qhov kev sim me me rau Microsoft. Microsoft CEO Satya Nadella tau hais tias lub chaw cov ntaub ntawv hauv qab dej yuav rov ua dua Project Natick thoob ntiaj teb.

Yog tias Microsoft xav kom txhawb nqa cov ntaub ntawv hauv qab hiav txwv, nws tsis tuaj yeem ua yam tsis muaj qhov teeb meem nyuaj ntawm theem no:

Ua ntej, Microsoft qhov kev sim tau ntsib nrog ntau qhov tsis ntseeg ib puag ncig. Ian Bitterlin, tus kws tshaj lij ntawm cov ntaub ntawv tshawb fawb, ntseeg tias cov cua sov tsim los ntawm cov chaw khaws ntaub ntawv tuaj yeem cuam tshuam rau dej hiav txwv dej kub. Yuav ua li cas ua pov thawj tias cov ntaub ntawv hauv qab hiav txwv yuav tsis ua rau muaj kuab paug ntau dua rau Marine ib puag ncig thiab yuav ua li cas kom tsis txhob muaj kuab paug txaus ntshai yuav tsum tau daws los ntawm pab pawg Microsoft.

Qhov thib ob, kev puas tsuaj ntawm 8 servers hauv ntau dua 800 servers tsis zoo li muaj ntau, tab sis thaum lub submarine cov ntaub ntawv chaw txhawb nqa, qhov poob yuav yog ntau pua txhiab units, tom qab ntawd qhov xav tau los tsim cov dej hauv qab. chaw nres tsheb kev pab tu, nrog rau kev ua tiav cov cuab yeej kho kev daws teeb meem.

Qhov thib peb, raws li Ian Bitlin taw qhia, ntug dej hiav txwv tsis yog qhov chaw zoo tshaj plaws los tsim cov ntaub ntawv chaw - txawm hais tias cov tsheb khiav ntawm ntug dej hiav txwv yog siab dua nyob rau hauv roob moj sab qhua, nws tseem tsis tau nthuav dav li cov ntaub ntawv hauv nroog loj. .

Tau kawg, txoj haujlwm Natick tsis yog ib qho kev txhawb nqa rau undersea data center kev tsim kho. Txawm hais tias undersea cov ntaub ntawv chaw tsis ntsuas, cov kev sim muaj tswv yim no muab cov lus qhia tseem ceeb rau kev lag luam cov ntaub ntawv.

Piv txwv li, thaum tsim cov ntaub ntawv hauv qab dej hauv Ornik Islands, pab pawg tau txais kev tshoov siab los ntawm cov hluav taws xob muab los ntawm cua thiab hnub ci zog - cov kws tshawb fawb tau hais tias yav tom ntej, lawv tuaj yeem xav txog kev xa cov ntaub ntawv hauv qab dej nrog cov chaw ua haujlwm sab nraud, qiv cua. lub zog rau lub zog ntawm cov ntaub ntawv chaw, tua ob tug noog nrog ib lub pob zeb, los yog txawm khi onshore fais fab kab rau cov optical cables xav tau los xa cov ntaub ntawv.

Raws li qhov tshwm sim, Microsoft tab tom nrhiav txoj hauv kev los hloov cov txiaj ntsig ntawm cov qauv subsea rau hauv cov ntaub ntawv hauv av - xws li cov neeg siv khoom qis qis thiab kev ruaj ntseg siab.

Project Natick muaj lub peev xwm los hloov pauv cov ntaub ntawv chaw xa tawm, muab kev yooj yim, kev tsim kho sai, thiab kev ntsuas tau zoo. Thaum Microsoft xav rov ua qhov kev vam meej ntawm Project Natick thoob ntiaj teb, cov kev cov nyom suav nrog kev txhawj xeeb ntawm ib puag ncig thiab xav tau cov chaw kho dej hauv qab dej thaum muaj kev xa mus thoob plaws. Microsoft qhov kev sim tsis yog tsuas yog thawb cov ciam teb ntawm kev siv thev naus laus zis tab sis kuj tseem muaj kev nkag siab zoo rau tag nrho kev lag luam. Microsoft txoj kev tsim kho tshiab, txawm tias ua tiav lossis tsis ua tiav, qhia txog ib kauj ruam tseem ceeb rau pem hauv ntej hauv kev lag luam cov ntaub ntawv.