把数据中心建在海底,“水中捞月”的微软是怎么想的?

“1966年的一个寒夜,博尔赫斯站在轮船甲板上,往海中丢了一枚硬币。硬币带着他手指的一点余温,跌进黑色的涛声里。博尔赫斯后来为它写了首诗,诗中说,他丢硬币这一举动,在这星球的历史中添加了两条平行的、连续的系列:他的命运及硬币的命运。此后他在陆地上每一瞬间的喜怒哀惧,都将对应着硬币在海底每一瞬间的无知无觉。”
这段描写来自陈春成的小说《夜晚的潜水艇》,故事里,有富商为了追寻博尔赫斯的遗迹,斥巨资打造潜水艇寻找这枚硬币。而距离博尔赫斯丢硬币几十年后的2018年,站在轮船甲板上的人变成了微软数据中心项目组:
不同的是,他们丢下去的不是硬币,而是一艘潜水艇。潜水艇上载着的是微软的海底数据中心。
很少有人知道,水下数据中心的想法诞生于微软 2014 年的 ThinkWeek,也就是微软员工内部的头脑风暴,由数据中心的一位操作过海军潜水艇经验的员工提出。在当时,微软进行了初步实验:
数据中心在海底沉没了5个月之后被捞出,成绩可喜。于是在此之后,微软的海底数据中心建设就一发不可收拾。
最近一次是2018 年,微软将包裹着 864 台服务器、可以存储 27.6PB 数据的潜水艇沉入苏格兰东北部的奥克尼群岛海底。两年后,也就是2020年6月,微软把它打捞上岸进行评估。结果显示,海底数据中心各方面性能均比传统的数据中心好,且在水中的故障率是在陆地的八分之一。
微软为什么要把数据中心设在海底?试点过后,海底数据中心建设能否大规模推广开来?
微软为什么要把数据中心沉入海底?答案很简单:把可开发的资源开发到最大化。同时,降维打击,解决陆地数据中心的诸多短板。
第一,海底数据中心安全性和稳定性更强:数据中心十分娇贵,内部布满高精密部件,温度变化、氧气腐蚀、甚至更换损坏部件时的碰撞都会对其造成不同程度的损害。但如果在一个可以控制温度,并抽离氧气、水汽,同时隔绝人为干扰的真空环境中,数据中心的安全性和稳定性都会大大提高。
海下无疑是一个理想的数据桃源——不仅隔绝了陆地的氧气、水汽,且杜绝了人为干扰。
第二,也是最重要的一点,海水冷却服务器有得天独厚的优势,而制冷则是陆地数据中心的大头支出;据公开数据,一个数据中心每年的电力成本中有41%是用于制冷,而全球数据中心每年消耗的电量占全球总电量的2%左右。其中,能源消耗的成本占整个IT行业的30%-50%
为什么制冷这么费钱?事实上,在陆地数据中心,通常有两种冷却数据的方式,一种是用机械冷却的方式,也就是用重空调系统冷却服务器,但这种冷却方式每天都需要消耗大量电量,成本一直居高不下。
另一种是通过空气以及水蒸发来冷却服务器。这种“老天爷赏饭吃”的方法在成本上大幅度低于前者,但也有自己的短板:完成度和冷却质量好坏皆由外部空气温度和水情况来决定,人为可操作性太低。
而具有较高容热量的海水则可以储存数据中心产生的多余热量:只需要一个热交换器,就可以把数据中心的热量导入周边海水,可以说,是传统两种制冷方式的集大成:稳定地白嫖自然资源。
第三,沿海人口密度高,数据传输快,云计算效率更高:传统数据中心为了节约土地、运营成本,通常选择人口稀少的偏远地区,这直接导致了数据传输过慢、延迟过多。而海底数据中心则不同:
全球约50%的人口居住在距离海岸线150公里以内的地方。把数据中心建在海下,既节约了成本,又靠近居民区,一石二鸟。
除此之外,还有诸多其他优势:
如可以利用海洋的潮汐能,在海洋中获得碳中性电力;可以通过管道连接海下带宽,加速数据传输;建设海底数据中心时可以规避传统繁琐手续:可以在流水线上建造服务器防水仓,然后用货船运到海上进行部署。正如微软所说,可以在90天内部署这些服务器防水舱。而传统数据中心则需要建设一到两年;等等,不胜枚举。