theRunet публикует перевод статьи Джона Маркоффа для The New York Times
Словно начитавшись Жюля Верна, исследователи из Microsoft уверены: будущее хранилищ данных — на дне морском. Компания уже протестировала прототип замкнутой системы, которая может работать на глубине сотен футов, что заодно исключает одну из самых дорогих проблем всей индустрии: счета за кондиционер.
Современные дата-центры, которые питают все, начиная от потокового видео до социальных сетей и электронной почты, состоят из тысяч серверов, нагревающихся до высоких температур. Когда значения зашкаливают, серверы ломаются.
Помещение системы в глубины холодного океана помогло бы справиться с проблемой. А также дать достойный ответ на растущие в геометрической прогрессии энергетические запросы компьютерного мира, ведь Microsoft планирует совместить свой дата-центр с турбиной или приливно-отливной системой, чтобы еще и производить электричество.
Такой шаг, носящий кодовое имя Проект Натик, может привести к тому, что на морском дне будут находиться гигантские стальные трубы, соединенные оптоволоконными кабелями. Или, к примеру, контейнеры, формой похожие на мармеладные шарики, будут дрейфовать у поверхности, чтобы ловить океанические течения при помощи турбин.
“Когда я впервые об этом услышал, я подумал: вода… электричество… зачем это вообще делать?” — говорит Бен Катлер, компьютерный дизайнер Microsoft, который работал над Проектом Натик. — “Но чем больше ты об этом думаешь, тем больше в этом открывается смысла”.
Столь радикальная идея могла бы столкнуться с массой препятствий, включая экологические сомнения и непредвиденные технические вопросы. Но исследователи Microsoft уверены, что за счет массового производства капсул они могли бы сократить срок запуска новых дата-центров с нынешних 2 лет до всего 90 дней, что потенциально принесло бы и финансовую выгоду.
Подводные серверы также позволили бы ускорить работу веб-сервисов. Значительная часть мирового населения живет в городах неподалеку от океанов, но далеко от современных вычислительных центров, как правило построенных вдали от основных маршрутов. Возможность расположить источник ближе к пользователям сократит задержку, или время ожидания, которое сейчас серьезно беспокоит интернет-пользователей.
“Годами основные поставщики облачных систем искали по всему миру наиболее удачные точки не только из-за экологически чистой энергии, но и в надежде извлечь выгоду из окружающей среды”, — подчеркивает Ларри Смарр, физик и специалист по обработке данных, директор Института Телекоммуникаций и Информационных технологий на базе Университета Калифорнии.
Подстегиваемый новыми технологиями, столь же разнообразными, как и цифровые развлечения, а также быстрым приходом так называемого Интернета Вещей, запрос на централизованные вычислительные системы растет в геометрической прогрессии. Microsoft оперирует более чем 100 дата-центрами по всему миру, и вскоре к ним добавятся еще несколько. Компания уже потратила больше 15 миллиардов долларов на глобальный дата-центр, который сейчас поддерживает больше 200 онлайн-сервисов.
В 2014 году инженеры из подконтрольной Microsoft Research компании NExT (New Experiences and Technologies) задумались о новом подходе к резкому ускорению процессов при помощи добавления мощности так называемым облачным вычислительным системам. “Когда ты вытаскиваешь свой смартфон, ты думаешь, что используешь чудесный маленький компьютер, хотя на деле это более сотни компьютеров, работающих для тебя в этой штуковине под названием облако”, — рассказывает Питер Ли, вице-президент Microsoft Research и NExT. — “И если вы помножите это на миллиарды людей, получится гигантский объем вычислений”.
Компания недавно завершила 105-дневное испытание стальной капсулы диаметром 8 футов (2,5 метра — прим. ред.), которую поместили на глубину 30 футов (чуть больше 9 метров) в Тихий Океан у побережья Калифорнии, рядом с Сан Луи Обиспо. Проведенное под контролем из кампуса Microsoft, испытание оказалось более удачным, чем ожидали.
Так, исследователи опасались отказов оборудования и протечек. Систему оборудовали сотней различных датчиков для измерения давления, влажности, движения и других условий для лучшего понимания, каково это — работать в среде, куда невозможно отправить мастера по ремонту посреди ночи.
И система выдержала. Так что инженеры даже продлили сроки эксперимента и даже провели несколько коммерческих проектов по обработке данных для облачного сервиса Azure.
Исследовательская группа начала разработку подводной системы втрое большего размера. Она будет построена в коллаборации с производителем океанических систем альтернативной энергетики, которого пока еще предстоит выбрать. Специалисты Microsoft говорят, что следующее испытание рассчитывают начать в следующем году, вероятно, рядом с Флоридой или в Северной Европе, где сейчас уже реализуют серьезные проекты, связанные с энергией океана.
Первый прототип, с любовью названный Леона Филпот — в честь персонажа из видеоигры Halo — вернули в кампус корпорации в штате Вашингтон, частично порытый ракушками. По сути, это огромная белая стальная труба, оборудованная устройствами для теплообмена, ее концы запечатаны металлическими листами и большими болтами. Внутри — один дата-центр, погруженный в сжатый азот для эффективного охлаждения компьютерных чипов, пока система тестируется в океане.
Сама идея подводных центров появилась после исследования нескольких сотрудников Microsoft, включая бывшего работника военной подводной лодки, итоги которого были опубликованы в 2014 году. Норман А. Уитэйкер, управляющий директор спецпроектов Microsoft Research и бывший заместитель директора департамента Информации и инноваций в Darpa (Defense Advanced Research Projects Agency — агентство, входящее в структуру Пентагона), пояснил, что концепция подводного сервера — это пример того, что ученые из Darpa называют “рефакторингом”, то есть полным переосмыслением применения чего-то традиционного.
Даже если расположение огромной вычислительной трубы под воду кажется неестественным, проект может привести к другим инновациям, считает он. К примеру, новые подводные капсулы спроектированы так, чтобы находиться на одном месте без поддержки извне до пяти лет. Это значит, что серверы внутри должны быть достаточно мощными, чтобы выдержать такой срок без починки. Это будет значительный скачок для большинства машин, но им придется стать лучше, чтобы работать в капсуле — инженеры Microsoft говорят, что работают над этим.
Они также переосмысливают физическое расположение дата-центров. Сейчас серверы устанавливают в стеллажи, чтобы люди могли получать к ним оперативный доступ. Но когда им не нужна техподдержка, многие части, придуманные сугубо для удобства людей, можно будет удалить, говорит Уитэйкер. “Идея реструктуризации как раз в том, что она затрагивает сразу множество разных вещей”, — подчеркивает он.
В ходе первого эксперимента исследователи Microsoft говорили, что они изучили влияние, которое эти контейнеры могут иметь на хрупкую подводную среду. Они использовали акустические датчики, чтобы проверить, слышно ли в воде вращение дисков и вентиляторов внутри стальной капсулы. Как выяснилось, звук от проплывавшей мимо креветки заглушил весь шум, исходивший от устройства.
И вот еще один аспект проекта, который имеет наиболее очевидный потенциал — это получение электричества непосредственно от перемещения морской воды. Это может означать, что никакой новой энергии не добавляется в океан и, как следствие, не будет перегревания, поясняют участники эксперимента. В самом начале пути инженеры компании говорили, что они отметили “чрезвычайно” малый локальный нагрев капсулы. “Мы не обнаружили никакого изменения температуры в морской среде уже на расстоянии нескольких дюймов от устройства”, — говорит доктор Ли.