Datacenter submerso: O que a Microsoft descobriu 2 anos depois

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Com seu Projeto Natick a Microsoft faz importantes descobertas sobre a confiabilidade, praticidade e sustentabilidade de se manter centros de dados no fundo do mar. Confira quais foram suas conclusões.

O Projeto Natick é um projeto de pesquisa da Microsoft para construir um datacenter subaquático. A empresa investiga os inúmeros benefícios potenciais que um datacenter submarino padrão, fabricável e implantável poderia fornecer aos usuários da nuvem no mundo todo.

Mais da metade da população mundial vive em um raio de 120 milhas da costa. Ao colocar datacenters submersos perto de cidades costeiras, os dados teriam uma curta distância para viajar, levando a uma navegação rápida e tranquila na web, streaming de vídeo e jogos.

A ideia de um conceito de datacenter subaquático veio de um artigo de pesquisa escrito em 2014 por  funcionários do datacenter da Microsoft, publicado em fórum interno da empresa, – incluindo Sean James, um dos autores do paper e que já tivera experiência em um submarino da Marinha –, e entrou em cena na MS naquele mesmo ano durante o ThinkWeek, evento que reúne funcionários para compartilhar ideias prontas para usar. O conceito foi considerado uma forma potencial de fornecer serviços em nuvem ultrarrápidos para populações costeiras e economizar energia. Em julho daquele ano nascia o Projeto Natick.

Assim, os engenheiros de um ramo da Microsoft Research conhecido como New Experiences and Technologies, ou NExT, começaram a pensar em uma nova abordagem para acelerar drasticamente o processo de adicionar novo poder aos chamados sistemas de computação em nuvem.
“Quando ouvi falar disso pela primeira vez, pensei: 'Água ... eletricidade, por que você faria isso?'. Mas, à medida que você pensa mais sobre isso, na verdade faz muito sentido.” Ben Cutler. Designer de computador da MS e um dos engenheiros que trabalharam no Projeto Natick
Além disso, os mares subsuperficiais consistentemente frios também permitem projetos de data center com eficiência energética. Por exemplo, eles podem aproveitar encanamentos de troca de calor, como os encontrados em submarinos.
“Quando você tira seu smartphone, pensa que está usando um pequeno computador milagroso, mas na verdade está usando mais de 100 computadores nessa coisa chamada nuvem. E então você multiplica isso por bilhões de pessoas, e isso é apenas uma enorme quantidade de trabalho de computação.” Peter Lee, vice-presidente corporativo de Pesquisa da Microsoft e organização NExT. 
12 meses depois, uma espécie de cápsula de aço batizada de Leona Philpot (personagem da franquia Halo) – com 2,5 metros de diâmetro – foi colocada a 30 metros de profundidade no Oceano Pacífico, a cerca de 1 km da costa central da Califórnia, perto de San Luis Obispo. 

Controlando a cápsula batizada de Leona Philpot (personagem da franquia Halo) a partir de escritórios no campus da MS a empresa concluiu a Fase 1 do Projeto Nantik em novembro de 2015,  após um teste de 105 dias, quando os pesquisadores estavam preocupados com falhas e vazamentos de hardware. 

O sistema subaquático foi equipado com 100 sensores diferentes para medir pressão, umidade, movimento e outras condições para entender melhor como seria operar em um ambiente onde é impossível mandar um técnico rapidamente para reparar no meio da noite.


A Fase 2 do Natick visou demonstrar ser possível fabricar módulos de data center submarinos em escala real e implantá-los em menos de 90 dias a partir da decisão de ligar. A cápsula da Fase 2 foi implantada no European Marine Energy Centre localizado nas Ilhas Orkney, Reino Unido, em junho de 2018

Essa fase do projeto incluiu a contratação de especialistas marítimos em logística, construção naval e energia renovável para mostrar que o conceito também é prático. Desta forma, o Naval Group adaptou um processo de troca de calor comumente usado para resfriar submarinos no datacenter subaquático. O sistema canalizava a água do mar diretamente através dos radiadores na parte traseira de cada um dos 12 racks contendo um total de 864 servidores agora a cerca de 22 km da costa. Os resultados da fase 1 indicaramm que a água do datacenter se mistura e se dissipa rapidamente nas correntes circundantes.

Spencer Fowers, um membro sênior da equipe técnica do grupo de pesquisa de projetos especiais da MS, disse que uma das principais especificações do projeto era que a própria cápsula tivesse aproximadamente as dimensões de um contêiner de carga padrão usado para transportar suprimentos em navios, trens e caminhões para otimizar o cadeia de suprimentos de logística. Assim, ela era cerca de três vezes maior que a cápsula da fase 1.
 
Depois que o datacenter foi aparafusado e todos os sistemas verificados na França, a equipe carregou o datacenter na parte de trás de um caminhão-plataforma de 18 rodas e o dirigiu para as Ilhas Orkney, incluindo travessias de balsa. Na Escócia, a cápsula foi presa à base triangular preenchida com lastro e rebocada até o local do mar onde seria submersa até ao fundo.

No local de implantação, um veículo operado remotamente recuperou um cabo contendo a fibra ótica e a fiação de energia do fundo do mar e o trouxe para a superfície, onde foi verificado e conectado ao datacenter.

Um cabo da rede da Ilha de Orkney enviou eletricidade para o datacenter, que requer pouco menos de um quarto de megawatt de energia quando operando em plena capacidade. A própria ilha funciona exclusivamente com energia renovável gerada por suas próprias turbinas eólicas e painéis solares residenciais e também é um campo de teste considerável para geração de energia das marés.

Conclusões

Após 2 anos, depois de retirado do fundo do mar e antes do transporte para fora das Ilhas Orkney, a equipe da Green Marine lavou o tubo de aço à prova d'água que envolvia os servidores e a infraestrutura do sistema de resfriamento relacionado.
 
Os pesquisadores então inseriram tubos de ensaio em uma válvula no topo da cápsula para coletar amostras de ar para análise na sede da Microsoft em Redmond, Washington.
“Nós o deixamos cheio de nitrogênio seco, então o meio ambiente é bem benigno lá”. Spencer Fowers. Membro sênior da equipe técnica do grupo de pesquisa de projetos especiais da MS.
A questão, acrescentou, é como os gases normalmente liberados de cabos e outros equipamentos podem ter alterado o ambiente operacional dos computadores.
 
O datacenter com amostra de ar foi carregados em um caminhão e conduzidos para a instalação Nigg Energy Park do Global Energy Group no norte da Escócia. Lá, o Naval Group abriu a cápsula e deslizou para fora os servidores enquanto Fowers e sua equipe realizavam verificações de saúde do sistema e coletavam componentes para enviar a Redmond para análise.
 
Entre os componentes embalados e enviados para Redmond estão alguns servidores com falha e cabos relacionados. Os pesquisadores acreditam que esse hardware os ajudará a entender por que os servidores no data center subaquático são oito vezes mais confiáveis do que aqueles em terra.
 
“Nós pensamos, 'Ei, isso parece muito bom'. Precisamos descobrir o que exatamente nos dá esse benefício.”
 
 A equipe levanta a hipótese de que a atmosfera de nitrogênio, que é menos corrosiva que o oxigênio, e a ausência de pessoas para bater e empurrar componentes, são as principais razões para a diferença. Se a análise provar que isso está correto, a equipe poderá traduzir as descobertas para datacenters convencionais em terra.

[Visto no Brasil Acadêmico

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