Le but de l'expérience était extrêmement simple: est-il possible de créer un cluster matériel complètement autonome, et si oui, combien de temps et dans quelles conditions il peut être exploité.
Microsoft Project Natick est une étude pluriannuelle examinant comment fabriquer et exploiter des centres de données préfabriqués écologiquement durables dans un format et une taille normalisés qui peuvent être rapidement déployés et laissés avec les lumières éteintes sur le fond marin pendant des années.
- Blog officiel du projet
Deux ans plus tard, l'équipe du projet a soulevé un conteneur avec un centre de données du fond des îles Orcades et a rapporté les résultats: l'expérience a été plus que réussie.
Le projet Natick a démarré en 2015. Ensuite, une équipe d'ingénieurs Microsoft a développé le concept d'un centre de données dans un conteneur inondé et testé le premier prototype, appelé «Leona Philpot».
«Leona Philpot» - un centre de données d'essai dans un conteneur de développement Microsoft, août 2015
C'est à «Leona Philpot» que les ingénieurs de Microsoft ont testé le système de refroidissement des équipements utilisant l'environnement naturel - l'eau de mer. Les tests ont été réalisés dans l'océan Pacifique, à 1 kilomètre au large des États-Unis. Les localisations spécifiques ne sont pas mentionnées, mais à en juger par les paysages sur les photos, les ingénieurs ne sont pas montés trop au nord alors: il est probable que les premiers essais aient été effectués près des côtes californiennes.
L'idée même d'un centre de données sous-marin mobile respectueux de l'environnement n'est pas seulement une référence aux technologies vertes, mais aussi plus qu'une solution pratique. Selon les développeurs, la moitié de la population mondiale vit dans la zone côtière d'environ 200 km. Cela rend le placement de centres de données sous l'eau une solution attrayante, car beaucoup de questions sur la construction, le loyer, les communications à l'étranger, etc. sont supprimées. En outre, utiliser l'eau de mer comme liquide de refroidissement pour le système de refroidissement est également bien meilleur que de construire les mêmes systèmes dans un centre de données conventionnel, et certainement moins cher.
Assemblage du Leona Philpot à terre avant la plongée
De plus, c'est presque deux fois plus d'économie d'énergie: presque autant d'énergie est dépensée pour le refroidissement dans un centre de données classique que pour le fonctionnement de l'équipement lui-même, c'est la thermodynamique. Par conséquent, un centre de données inondé semble attrayant de ce point de vue.
Les tests ont duré d'août à octobre 2015, ont duré 105 jours et ont montré que, en général, le concept est viable et peut être développé: il faut trois mois pour assembler et installer un centre de données conteneur contre un an pour construire une file d'attente de centre de données, le déploiement ne pose pas de difficultés particulières , puisque l'humanité utilise depuis longtemps des appareils submersibles, et il est possible de gérer le centre de données à distance avec de rares inspections de l'état externe du boîtier. Le centre de données lui-même dans un conteneur est une solution typique et peut être vendu pré-emballé.
En 2018, l'expérience a été répétée. Cette fois, les ingénieurs ont assemblé une configuration proche d'une configuration commerciale: le nombre de serveurs à l'intérieur du conteneur a augmenté, et le conteneur lui-même est devenu plus un réservoir de chemin de fer qu'un baril. Pour être précis, c'est le tank. La coque était basée sur un conteneur d'expédition standard ISO modifié, qui est activement utilisé dans le monde entier pour le transport de marchandises. Cette décision a éliminé le problème non seulement de la production des boîtiers de centre de données, mais aussi de son transport par logistique standard jusqu'au site de plongée. La ressource prévue de fonctionnement ininterrompu du produit final est de cinq ans sous l'eau . Le prototype a été nommé "Northern Isles" - "Northern Islands".
Principaux développeurs de projets Natick, de gauche à droite: Mike Shepperd, ingénieur R&D senior, Sam Ogden, ingénieur logiciel senior, Spencer Fowers, agent technique senior, Eric Peterson, chercheur, et Ben Cutler, chef de projet
Le centre de données est maintenant inondé de froid eaux de l'Écosse, près des îles Orcades. Le conteneur a été abaissé au fond de la mer, à une profondeur de 35 mètres, et il a été relié au «sol» par des câbles électriques et à fibres optiques.
Dans la deuxième phase des expériences de Natick, les chercheurs ont voulu voir si leur développement était économiquement viable. Il y avait beaucoup de questions: comment l'équipement se comportera-t-il à de grandes profondeurs, s'il y aura un problème d'alimentation électrique et de transmission de données, car le serveur se trouve dans une zone côtière active et les mêmes câbles Internet sous-marins ont des problèmes avec la vie marine et les ancres des navires de pêche. Et enfin, combien d'équipement échouera sans une surveillance physique et une maintenance constantes.
Les ingénieurs, se rendant compte que ce dernier - la défaillance de l'équipement à l'intérieur du conteneur - est la plus grande menace pour l'utilisation commerciale de leur conception, ont pris une décision élégante. Un environnement sans oxygène est organisé à l'intérieur du conteneur scellé. Au lieu de l'air ordinaire, de l'azote bon marché et sûr a été injecté dans la cavité des îles du Nord et l'humidité a été réduite à zéro.
Cette solution technique a supprimé plusieurs questions à la fois. Tout d'abord, l'absence d'oxygène a exclu un incendie à l'intérieur du conteneur pendant le fonctionnement. La fusion d'éléments individuels était encore possible, mais le feu ouvert qui pouvait être transféré à d'autres équipements et détruire tout le centre de données ne l'était pas. De plus, l'azote en tant que milieu est moins agressif, ce qui réduit la contrainte sur les éléments métalliques de la technologie informatique, qui peuvent être sujets à la corrosion.
Photo d'un méga-rack chargé dans un conteneur de 12 racks de serveurs, pour un total de 864 serveurs, 2018
Dans cette configuration, les îles du Nord ont été inondées au large des côtes écossaises et ont passé deux ans sous l'eau.
Centre de données après deux ans sur les fonds marins
Et maintenant, hier 14 septembre, Microsofta rendu compte des résultats de son expérience après la montée en puissance du centre de données.
Tout d'abord, lors de l'opération, 8 fois moins de serveurs en panne que dans une configuration similaire dans un centre de données à la surface de la terre. Les nombres exacts, malheureusement, ne sont pas indiqués, mais il est évident qu'ils ne sont pas trop grands. Les chercheurs expliquent cet excellent résultat par deux choses: un environnement azoté non agressif pour les équipements, plus l'élimination du facteur humain dans la personne des employés qui titubent paresseusement devant les serveurs. Ce dernier est littéralement une illustration de la règle bien connue "fonctionne - ne touchez pas".
Les chercheurs ont rassemblé tous les équipements non fonctionnels, y compris les câbles défectueux, et les ont soumis à une analyse approfondie pour comprendre les raisons de la panne.
Le conteneur lui-même a été à peine endommagé en étant sur le fond marin. Comme vous pouvez le voir sur la photo ci-dessus, après le nettoyage avec un cutter à eau, aucun dommage ni corrosion sérieux n'est observé à sa surface, bien que l'environnement marin soit extrêmement corrosif pour les métaux.
Il y a deux ans, des collègues d'Azure se sont très intéressés au développement de l'équipe projet Natick. Comme leur directeur l'a admis, la capacité de déployer des centres de données mobiles et autonomes ne nécessitant pas d'intervention humaine est un «rêve». Une telle solution sera certainement demandée en Asie du Sud-Est, en Afrique et dans un certain nombre de régions européennes.
De plus, le développement de Microsoft peut stimuler le développement de l'énergie «verte», c'est-à-dire provoquer un effet de cascade. Alors que les ingénieurs doivent tirer de l'énergie avec des câbles à fibres optiques depuis la terre, mais avec le développement de centrales marémotrices autonomes, les centres de données du projet Natick peuvent être alimentés à partir d'eux. Cela s'inscrit non seulement dans le concept de «DC vert», mais augmente aussi considérablement l'autonomie du centre de données, le rendant en termes de puissance presque indépendant de ce qui se passe à terre.
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