微軟的水下數據中心試驗已經吸引到環保人士與業界觀察員的關注,許多人質疑該計劃的長期可行性與影響。
該軟件巨頭已經創建一個海底獨立的數據中心,作為其正在進行的項目Natick研究的一部分,旨在創建能夠以可持續方式滿足日益增長的基于云服務需求的設施。
在微軟看來,水下建設數據中心是一種很好的方式,因為它不需要昂貴的冷卻系統。 如果像一些公司希望的這樣,這些設施可以與水力發電系統相配合使用,那么它比傳統的陸上的建筑更為環保。
該公司也很快就在其項目Natick網頁上談及離岸數據中心的延遲效益。 在這里,它表示,世界上一半的人口生活距離海岸線200公里以內,海底建設數據中心有可能大大減少用戶站點的數據傳輸時間。
位于薩里的數據中心和托管供應商4D的技術總監David Barker表示,從延遲和物流的角度來看,微軟的研究工作非常有意義。地球表面絕大多數都被水覆蓋,所有的國際光纖線路都在海底敷設。
通過在海底部署數據中心,同樣會遇到在陸地大規模建設安裝設施方面會遇到的問題,例如不得不從先為主要城市地區敷設少量光纖,以降低土地成本。”
從研究到商業現實
根據“紐約時報”報道,該原型包含一個單獨的可操作的數據中心機架,其被加壓氮氣包圍,以吸收IT機架內部產生的熱量。
該報告還指出,微軟已經設計出另一個數據中心模型,其數量將是其第一個原型的三分之一,與專門從事水力發電系統的公司相結合,而且可以在2017年之前試用。
盡管如此,微軟一直在強調,研究項目仍然是處在早期,還在研發模塊化裝置,距離海底數據中心規模生產,還有一段時間。
10英尺7英尺的原型設備最初是在2015年8月至11月之間的美國太平洋沿岸一公里處,然后被運回到微軟的雷德蒙德總部,以便研究團隊能夠分析它的發展情況。
該公司透露,希望該數據中心建設后可以使用五年,同時這也符合其內部設備的平均壽命。
對海洋環境的影響未知
鑒于此,環保游說者綠色和平組織的高級企業運動員和信息技術部門分析師加里·庫克(Gary Cook)表示,需要對該容器對海洋的長期生態影響進行更多的研究。
特別是,他補充說,作為這些類型的容器能夠釋放的熱污染的確切數量,以及隨之而來的環境海洋溫度會因此增加多少,還是未知。
例如,由發電廠的溫水輸出引起的海溫局部化增加有時會對水生生物及其微妙的生態系統產生變革的影響。 如果,大部分物種無法這種改變的環境,會導致他們遷移或死亡,而其他較不普遍的生物,這種環境可能更適合它們生長、繁殖。
事實上,目前還沒有看到任何數據表明這些海洋環境發生了多少局部加熱,曾經的報道只出現過“極少數量”這樣的形容詞。
確切地說,預計當地的供暖量將是多少,尤其是在總量上,如果這些吊艙被大量近距離部署在海底,這是一個值得關注的問題。希望微軟能盡快得到他們的全面調查結果。
除此之外,微軟在部署分配式數據中心時,以可持續性、可再生能源為發展目標。
對于微軟的研究,還是值得信賴的,未來將看到,將現有的可再生能源與快速增長的Azure基礎設施結合在一起,正如我們最近從Google看到的那樣。
別人的機會
如果當時微軟的研發的水下產品開始進入全面生產,業界人士認為大部分數據中心和IDC不太可能急于跟隨。
近期,超大規模數據中心運營商,如微軟,谷歌,Facebook和Applehave在近期,對數據中心設計規則進行重新改寫,定義了集裝箱數據中心,機柜級燃料電池供電,采用硅光子技術的機架與開放計算項目相關的舉措。
我們不會很快看到企業或托管數據中心運營商建設水下數據中心,但微軟可能會決定將這個從研究項目轉移到幾個特定案例的實際商業部署。”
這些應用的商業類型可以作為提供與云相關的物聯網服務的邊緣數據中心,或者用于托管依賴低延遲連接到數據中心資源的智能城市應用。
水下數據中心同樣面臨監管,后勤,運維以及成本方面的各種問題,使得主要數數據中心提供商難以步微軟后塵。
在短期內,只有具有巨大研發預算的公司才能夠承擔這樣的項目,但如果微軟能夠將技術商業化,那么將能看到水下數據中心成為現實,用來支撐我們日常每天的云服務,這也挺酷的,不是嗎?
事實上,圍繞對安全港體系日益加強,許多CIO和技術公司都在就數據主權的法律問題的展開討論,使用海上數據中心可能會給IT決策者帶來新的問題。
(備注:安全港:指在使用了良好船藝情況下船舶可以安全進出的港口。 在航次租船情況下 ,承租人應該保證他所指定的裝卸港口安全 ,由于港口不安全給承運人造成損失時 ,承租人應承擔賠償責任。所謂安全港 ,是指在特定的時間內 ,對特定的船舶而言 ,可以安全到達、安全使用和安全駛離 ,而不會使船舶遭受損害風險的港口。)
在國際水域上部署數據中心,對數據保護和隱私提供了一些有趣的想法。”
如果數據在國際水域舉行,版權法是否還能適用? 如果存儲在任何國家的管轄范圍之外,是否有對數據安全或保護的規定或要求?
水下維護
在為期三個月的試用期間,考慮到船舶是無人駕駛,通過使用一系列傳感器遠程監控船舶內外的狀況,及時了解船舶情況,以防出現任何故障。
不過,這可能會增加IT設備故障率, 水下數據中心技術工程師難以維護和訪問硬件故障,處理潛在破壞性問題,海水可能會長期損害設備。另外,為水下數據中心提供備用電源也存在一些技術層面的問題。
主電源可能來自可再生能源 ,將采用波動能量連接到水力發電廠,但并不清楚在備用電源來自何處。它也許可能是一個電網連接,因為海上數據中心都將部署在靠近岸邊的地方。
(備注: 波浪能量(wave power) 是通過風浪的能量運輸,通過捕獲該能量來做有用的工作,例如發電,海水淡化,或者抽水(進入水庫)。 能夠利用波浪功率的機器通常被稱為波能量轉換器(WEC);
一般來說,較大的波浪更強大,波浪功率也由波速,波長和水密度決定。振蕩運動在表面最高,隨深度呈指數減小。這些較大深度的壓力波動太小,無法從波浪力的角度出發。波浪在海洋表面傳播,波浪能量也以群體速度水平傳播。 通過與波峰平行的單位寬度的垂直平面的波能的平均傳輸速率稱為波能量通量(或波功率,其不能與由波功率器件產生的實際功率混淆。)
通過PUE 了解數據中心環境效率增長的影響
目前,數據中心市場的增長遠遠超出預期,這都是由企業、消費者對日益對云的需要,提供的互聯網服務以及設備連接的等需求。我們的生活已經習慣“在線”,失去網絡,似乎我們已經不知如何生活。
我們在網上發生的數據被永久保留,消耗能量。作為一家企業,一旦記錄超過一定的年限,我們將它們放入紙質檔案并離線,從法律的角度來看,它們被刪除,剩余空間被再利用。
高度自動化的服務器市場在從現在開始到2020年之間將從259億美金增加到485億美金,IDC的市場也會隨之增長,因為企業會逐漸縮小自身對于數據中心的投資。
隨著的5G的到來,數據的增長也將是驚人的。
目前,業界預測全球數據中心能源消耗率在2%至5%,隨著市場為用戶帶來的更多新興市場,能源消耗率勢必會上升。
不能再回避現實,可以通過工具預測增長規模,同時可以計算出未來會消耗的能量。考慮到這一點,可持續發展專家正在呼吁對數據中心行業的電力消耗傾向進行調研,同時擴大調研范圍,對數據中心內部硬件能量消耗也展開調研。
事實上,我們建立的數據中心越多,安裝、使用的服務器、電氣設備就越多,數據中心更為重要的硬件設備將會變得越來越多,我們需要開發一些真正考慮到測量這些資源使用指標的新工具,同時,需要關注硬件更新速度過快的問題。
早在20年前,如果有人從IBM購買了一臺服務器或系統,那么這項服務從開始到結束會持續三到五年,現在在整個行業的刷新率是八到十二個月。更新帶來的問題就是,這些行為不具有可持續行,我們應該將解決這個問題確立為一個行業,因為在硬件的創造、回收以及銷毀中,也會消耗巨大能量。“
數據中心的生命周期:
這種觀點已經在行業展開更為廣泛的討論,圍繞使用生命周期評估(LCA)工具來評估數據中心碳排放的實際情況。
Green Grid在2012年發布了一份關于這個話題的白皮書,列出了運營商應該考慮跟蹤要素各種細節,通過全方位的觀察數據中心,獲得的監測數據,來衡量數據中心的可持續性。
該文件提出需密切關注數據中心相關設施(包括機械和工程(M&E)系統和IT等設備)對環境的影響。
(備注:生命周期評估(Life Cycle Assessment,簡稱LCA),是一項自60年代即開始發展的重要環境管理工具,生命周期是指某一產品(或服務)從取得原材料,經生產、使用直至廢棄的整個過程,即從搖籃到墳墓的過程。按ISO14040的定義,生命周期評估是用于評估與某一產品(或服務)相關的環境因素和潛在影響的方法,它是通過編制某一系統相關投入與產出的存量記錄,評估與這些投入、產出有關的潛在環境影響,根據生命周期評估研究的目標解釋存量記錄和環境影響的分析結果來進行的。)
當然,不僅依靠單一問題指標(如電力使用效率(PUE)或碳排放數據)來評估數據中心在使用時的運行效率,而是在過程中跟蹤更廣泛的元素——數據中心的整個生命周期。
“LCA(生命周期評估)的好處是,它可以通過跟蹤多種影響來更全面地了解數據中心的可持續性,如果數據中心具有優秀的低水平能源消耗,但建筑物以不利的方式使用其他資源來實現這一點,這些事情就會相互抵消。 LCA允許將與此相關的所有影響進行權衡。 “
業界專家希望各大組織能夠重視這一觀念,同時重視整個數據中心市場不斷的增長也將會對不可再生材料供應產生巨大影響。
事實上,在亞馬遜,Facebook,微軟等大型公司,已經開始這么做,他們還在逐漸減少對化石燃料的依賴,采用其他資源為數據中心提供動力。
站在社會的角度來看,我們隊資源的是非常浪費的,在采取,使用、處置資源時通常是不考慮后果的。 對于有些材料的使用,我們最終會讓它們服務到規定的服務期限,那有些材料,我們會以最快的速度更新換代。
如果從供應角度來看,在數據中心電子和通信市場的增長計劃中,相對來說還是比較好的,但是,稀土元素供應存在著不確定性,這些元素將用在IT設備上,滿足移動,汽車和清潔能源市場中制造商的需求。由于中國生產了大約97%的稀土金屬,在過去已經通過出口配額來滿足當地制造商對于這些材料的需求,不過在后期維護上,對此產品的供應明顯存在不足。
稀土元素應用于很多領域,常用于新興和可再生能源技術。
回收,再利用和翻新
為減少數據中心行業對地球資源的預期增長所帶來的潛在影響,鼓勵運營商回收再利用,盡可能延長硬件資產壽命。
不幸的是,數據中心行業服務目標是保障不間斷運行,以及服務的可靠性的組織,這一點是能夠理解的,只是,這會讓運營商倍感壓力,基于此,這會讓運營商因此數據中心不斷的投入新技術、新設備。
事實上,在許多情況下,運營商最終決定對硬件設備更新換代,很多時候是由于來自受到制造商的壓力。力圖改變目前對于IT設備用完就廢棄的文化,鼓勵運營商在不需要更新換代的時不要更好設備,對運營商來說,這是一項不小的挑戰。
還有一個例子,能體現這樣的壓力,就是推動運營商將它們的10Gb以太網以及光纖通道網絡進行升級,盡管,目前10Gb的網絡已經完全能夠滿足現狀的服務,很少有地方需要像100Gb或400Gb的速度,但問題是,為數據中心提供運維的服務操作人員會告訴運營,他們會繼續為為10Gb網絡提供技術支持,建議運營商最好升級,如果不升級,未來運營期間出現什么問題,這不是我們能控制的,運營商聽完這番話,為此感到憂慮。
升級的誤區
運營商還有一種傾向,當只需對數據中心部分軟件進行升級時,通常運維人員都會對數據中心全部軟件進行升級,事實上,可以將傳統技術與現代設備相結合。 毫無疑問,過去的設備與現代設備可以共同協作,但不幸的是,這在業界并不經常發生。