Морские перемены: зачем нужны подводные центры обработки данных

Изменение климата, возобновляемые источники энергии и загрязнение окружающей среды уже много лет являются горячими темами для обсуждения. Но в ходе разговора, какие шаги мы предпринимаем, чтобы уменьшить наш углеродный след в окружающей среде?

Возможно, первым шагом является понимание различных видов деятельности, которые извергают тепло и загрязняют окружающую среду и потребляют огромное количество энергии. Если вы думаете, что транспорт и урбанизация являются основными видами деятельности, вызывающими загрязнение, вы правы лишь частично. Это потому, что одним из крупнейших потребителей энергии является то, что не видно напрямую. Мы видим автомобили и самолеты, использующие невозобновляемую нефть, и мы видим, как городские центры и здания захватывают плодородные сельскохозяйственные угодья и естественную среду обитания. Но считаем ли мы центры обработки данных — основу сегодняшней экономики — одним из основных виновников изменения климата?

Ответ – однозначное нет, и по многим причинам. Во-первых, это не то, к чему мы можем относиться, потому что мы не видим это вокруг себя каждый день. Во-вторых, мы понимаем, что абсолютно необходимо обеспечить питанием малые, средние и крупные предприятия, и почти каждая крупная компания в мире использует центры обработки данных для обработки огромного количества цифрового контента, который генерируется каждую секунду. Эти факторы делают центры обработки данных самыми быстрорастущими потребителями электроэнергии в мире, и строятся новые электростанции, чтобы удовлетворить потребности этих энергоемких гигантов.

Чтобы дать вам представление: в 2013 году центры обработки данных в США потребляли 91 миллиард киловатт электроэнергии, что равно мощности 34 крупных угольных электростанций. Ожидается, что к 2020 году это потребление увеличится до 140 миллиардов киловатт, или примерно 50 электростанций мощностью 500 мегаватт. Ожидается, что такая огромная потребность в электроэнергии будет стоить американским предприятиям 13 миллиардов долларов в счетах за электроэнергию каждый год и, вероятно, приведет к выбросу 100 миллионов метрических тонн углеродного загрязнения в год.

Да, наша цифровая деятельность, осуществляемая центрами обработки данных, является одним из основных потребителей электроэнергии и источников загрязнения.

Теперь, когда вы это знаете, что вы планируете делать? Сократить цифровую активность? Конечно нет. Цифровая деятельность принесла большие экономические выгоды большей части населения мира. Лучшим решением было бы придумать идеи, которые сделают эти центры обработки данных более энергоэффективными. В идеале выбор возобновляемых источников энергии для питания этих центров и разработка инновационных способов снижения загрязнения — вот путь вперед.

Хорошая новость заключается в том, что многие исследователи работают над снижением уровня энергопотребления центров обработки данных. Некоторые, например команда Бена Катлера Project Natick в Microsoft, рассматривают возможность размещения центров обработки данных глубоко в океане.

Звучит интригующе? Давайте сначала посмотрим на преимущества, которые приходят с такой идеей.

Почему подводные центры обработки данных?

Подводные центры обработки данных рассматриваются как решение, которое решит существующие проблемы наземных центров обработки данных. Наиболее очевидным преимуществом является меньшее загрязнение и лучшая экологическая устойчивость.

Разрабатываемые подводные центры обработки данных теперь используют возобновляемые источники энергии, такие как энергия ветра. Исследования показывают, что прибрежные ветры, как правило, сильнее, чем те, что дуют на суше, и это может генерировать значительно больше энергии. Кроме того, приливные волны рассматриваются как потенциальный источник возобновляемой энергии, хотя в этой области необходимо провести дополнительную работу, прежде чем мы сможем ее использовать.

Еще одним большим преимуществом является то, что эти центры обработки данных охлаждаются естественным образом, поэтому для этого процесса не требуется дополнительная мощность. Данные показывают, что большая часть традиционного энергопотребления идет на охлаждение серверов и компьютеров, а в подводных центрах обработки данных таких затрат практически нет. Даже в самых жарких местах глубокие океанские воды прохладны, поэтому размещение этих серверов глубоко под землей может позаботиться о естественном охлаждении.

Все это означает меньшее энергопотребление и более низкий уровень загрязнения.

Помимо экологической устойчивости, у этих центров обработки данных есть еще несколько преимуществ.

• Быстрое развертывание. В настоящее время на строительство обычного центра обработки данных уходит в среднем два года, а при подводном варианте центр обработки данных может быть готов всего за 90 дней.

• Лучшая настройка — подводные центры обработки данных могут предложить клиентам отличную настройку, поскольку их проще развернуть. На самом деле, ожидается, что это откроет возможности для оказания поддержки отдельным мероприятиям, таким как спортивные соревнования чемпионата мира. Кроме того, это может быть благословением для координации гуманитарных усилий.

• Ближе — более половины населения мира проживает в пределах 120 миль от морского побережья, поэтому имеет смысл располагать центры обработки данных рядом с тем местом, где мы живем, поскольку это может привести к более быстрой передаче данных и лучшему отклику.

• Меньше проблем — в этих центрах обработки данных нет людей, поэтому можно изменить химические процессы, чтобы противостоять таким проблемам, как коррозия.

• Более длительный срок службы. Подсчитано, что подводные серверы данных могут прослужить до 10 лет из-за лучших условий. В результате частота, с которой мы заменяем центры обработки данных, резко снизится, а это означает меньшие свалки.

• Снижение затрат. Сегодня компании тратят миллиарды долларов на создание и обслуживание центров обработки данных. Эта стоимость может снизиться при использовании подводных центров, поскольку эксплуатационные расходы и счета за электроэнергию будут значительно снижены.

Несмотря на эти преимущества, подводные центры обработки данных не лишены препятствий. Некоторые из возможных препятствий включают в себя:

• Океаническая жизнь. Когда мы размещаем огромное оборудование посреди моря, мы явно вторгаемся в морскую жизнь. Однако ученые считают, что при должном уходе мы можем переработать все компоненты, тем самым оставив море таким, каким мы его нашли.

• Шум. Еще один аргумент против подводных операций заключается в том, что они создают шум, который, в свою очередь, может повлиять на способы общения морских обитателей. На нынешнем уровне подводные центры обработки данных могут не вызывать больших сбоев, но когда мы начинаем размещать серверы на более широкой территории, это необходимо учитывать.

• Колонизация. В отличие от земли, морские объекты могут быть быстро заселены морскими существами. Если оставить дата-центр на дне океана на год, всегда есть вероятность, что на нем поселятся морские существа. Морские растения, водоросли и даже кораллы могут быстро взять верх над этими машинами, и это тоже нужно учитывать.

• Удаленный мониторинг. Наконец, нам нужны передовые датчики и приложения IoT для мониторинга или ремонта этих центров обработки данных, поскольку они не обслуживаются. Эта проблема также потребует развития сенсорной технологии.

В настоящее время многие компании быстро устраняют эти препятствия и создают подходящую среду для развертывания подводных центров обработки данных. Проект Natick, например, активно изучает возможность использования подводных центров обработки данных.

Краткий обзор проекта Natick

Project Natick — это продолжающийся исследовательский проект, в рамках которого изучается возможность использования подводных центров обработки данных. Все началось с Шона Джеймса, проектировщика центра обработки данных, который до своей нынешней должности работал на подводной лодке в ВМС США. Во время своего пребывания на флоте он многое узнал о температуре и условиях океана и осознал потенциал, который он предлагает. Вооружившись такой подробной информацией из первых рук, он опубликовал внутреннюю техническую документацию по использованию подводных центров обработки данных. Так родился проект Natick.

Microsoft уже развернула сервер на 10 месяцев, чтобы понять морские условия и возможные проблемы, которые могут с ними возникнуть. Они работают над решением каждой проблемы и надеются развернуть в 10 раз более мощные серверы для глобальных сетей в течение следующих 12–18 месяцев.

Короче говоря, подводные центры обработки данных имеют множество преимуществ, таких как снижение стоимости, меньшее потребление энергии и более длительный срок службы. В то же время, есть и некоторые проблемы, связанные с этим. Как только исследователи решат эти проблемы, мы сможем воспользоваться преимуществами этих центров обработки данных, не говоря уже о более чистой среде, которую мы можем оставить для потомков.