Skip to main content

Microsoft finds underwater datacenters are reliable, practical and use energy sustainably

 Earlier this summer, marine specialists reeled up a shipping-container-size datacenter coated in algae, barnacles and sea anemones from the seafloor off Scotland’s Orkney Islands.

The retrieval launched the final phase of a years-long effort that proved the concept of underwater datacenters is feasible, as well as logistically, environmentally and economically practical.

Microsoft’s Project Natick team deployed the Northern Isles datacenter 117 feet deep to the seafloor in spring 2018. For the next two years, team members tested and monitored the performance and reliability of the datacenter’s servers.

The team hypothesized that a sealed container on the ocean floor could provide ways to improve the overall reliability of datacenters. On land, corrosion from oxygen and humidity, temperature fluctuations and bumps and jostles from people who replace broken components are all variables that can contribute to equipment failure.

The Northern Isles deployment confirmed their hypothesis, which could have implications for datacenters on land.

Lessons learned from Project Natick also are informing Microsoft’s datacenter sustainability strategy around energy, waste and water, said Ben Cutler, a project manager in Microsoft’s Special Projects research group who leads Project Natick.

What’s more, he added, the proven reliability of underwater datacenters has prompted discussions with a Microsoft team in Azure that’s looking to serve customers who need to deploy and operate tactical and critical datacenters anywhere in the world.

“We are populating the globe with edge devices, large and small,” said William Chappell, vice president of mission systems for Azure. “To learn how to make datacenters reliable enough not to need human touch is a dream of ours.”

YouTube Video

Proof of concept

The underwater datacenter concept splashed onto the scene at Microsoft in 2014 during ThinkWeek, an event that gathers employees to share out-of-the-box ideas. The concept was considered a potential way to provide lightning-quick cloud services to coastal populations and save energy.

More than half the world’s population lives within 120 miles of the coast. By putting datacenters underwater near coastal cities, data would have a short distance to travel, leading to fast and smooth web surfing, video streaming and game playing.

The consistently cool subsurface seas also allow for energy-efficient datacenter designs. For example, they can leverage heat-exchange plumbing such as that found on submarines.

Microsoft’s Project Natick team proved the underwater datacenter concept was feasible during a 105-day deployment in the Pacific Ocean in 2015. Phase II of the project included contracting with marine specialists in logistics, ship building and renewable energy to show that the concept is also practical.

“We are now at the point of trying to harness what we have done as opposed to feeling the need to go and prove out some more,” Cutler said. “We have done what we need to do. Natick is a key building block for the company to use if it is appropriate.”

Algae, barnacles and sea anemones

The Northern Isles underwater datacenter was manufactured by Naval Group and its subsidiary Naval Energies, experts in naval defense and marine renewable energy. Green Marine, an Orkney Island-based firm, supported Naval Group and Microsoft on the deployment, maintenance, monitoring and retrieval of the datacenter, which Microsoft’s Special Projects team operated for two years.

The Northern Isles was deployed at the European Marine Energy Centre, a test site for tidal turbines and wave energy converters. Tidal currents there travel up to 9 miles per hour at peak intensity and the sea surface roils with waves that reach more than 60 feet in stormy conditions.

The deployment and retrieval of the Northern Isles underwater datacenter required atypically calm seas and a choreographed dance of robots and winches that played out between the pontoons of a gantry barge. The procedure took a full day on each end.

The Northern Isles was gleaming white when deployed. Two years underwater provided time for a thin coat of algae and barnacles to form, and for sea anemones to grow to cantaloupe size in the sheltered nooks of its ballast-filled base.

“We were pretty impressed with how clean it was, actually,” said Spencer Fowers, a principal member of technical staff for Microsoft’s Special Projects research group. “It did not have a lot of hardened marine growth on it; it was mostly sea scum.”

Crew cleans off the Project Natick datacenter
A member of the Project Natick team power washes the Northern Isles underwater datacenter, which was retrieved from the seafloor off the Orkney Islands in Scotland. Two years underwater provided time for a thin coat of algae and barnacles to form on the steel tube, and for sea anemones to grow to cantaloupe size in the sheltered nooks of its ballast-filled triangular base. Photo by Simon Douglas.

Power wash and data collection

Once it was hauled up from the seafloor and prior to transportation off the Orkney Islands, the Green Marine team power washed the water-tight steel tube that encased the Northern Isles’ 864 servers and related cooling system infrastructure.

The researchers then inserted test tubes through a valve at the top of the vessel to collect air samples for analysis at Microsoft headquarters in Redmond, Washington.

“We left it filled with dry nitrogen, so the environment is pretty benign in there,” Fowers said.

The question, he added, is how gases that are normally released from cables and other equipment may have altered the operating environment for the computers.

The cleaned and air-sampled datacenter was loaded onto a truck and driven to Global Energy Group’s Nigg Energy Park facility in the North of Scotland. There, Naval Group unbolted the endcap and slid out the server racks as Fowers and his team performed health checks and collected components to send to Redmond for analysis.

Among the components crated up and sent to Redmond are a handful of failed servers and related cables. The researchers think this hardware will help them understand why the servers in the underwater datacenter are eight times more reliable than those on land.

“We are like, ‘Hey this looks really good,’” Fowers said. “We have to figure out what exactly gives us this benefit.”

The team hypothesizes that the atmosphere of nitrogen, which is less corrosive than oxygen, and the absence of people to bump and jostle components, are the primary reasons for the difference. If the analysis proves this correct, the team may be able to translate the findings to land datacenters.

“Our failure rate in the water is one-eighth of what we see on land,” Cutler said.

“I have an economic model that says if I lose so many servers per unit of time, I’m at least at parity with land,” he added. “We are considerably better than that.”

Members of the Project Natick team power wash the Northern Isles underwater datacenter, which was retrieved from the seafloor off the Orkney Islands in Scotland. Two years underwater provided time for a thin coat of algae and barnacles to form on the steel tube, and for sea anemones to grow to cantaloupe size in the sheltered nooks of its ballast-filled triangular base. Photo by Jonathan Banks.

Energy, waste and water

Other lessons learned from Project Natick are already informing conversations about how to make datacenters use energy more sustainably, according to the researchers.

For example, the Project Natick team selected the Orkney Islands for the Northern Isles deployment in part because the grid there is supplied 100% by wind and solar as well as experimental green energy technologies under development at the European Marine Energy Centre.

“We have been able to run really well on what most land-based datacenters consider an unreliable grid,” Fowers said. “We are hopeful that we can look at our findings and say maybe we don’t need to have quite as much infrastructure focused on power and reliability.”

Cutler is already thinking of scenarios such as co-locating an underwater datacenter with an offshore windfarm. Even in light winds, there would likely be enough power for the datacenter. As a last resort, a powerline from shore could be bundled with the fiber optic cabling needed to transport data.

Other sustainability related benefits may include eliminating the need to use replacement parts. In a lights-out datacenter, all servers would be swapped out about once every five years. The high reliability of the servers means that the few that fail early are simply taken offline.

In addition, Project Natick has shown that datacenters can be operated and kept cool without tapping freshwater resources that are vital to people, agriculture and wildlife, Cutler noted.

“Now Microsoft is going down the path of finding ways to do this for land datacenters,” he said.

Go anywhere

Early conversations about the potential future of Project Natick centered on how to scale up underwater datacenters to power the full suite of Microsoft Azure cloud services, which may require linking together a dozen or more vessels the size of the Northern Isles.

“As we are moving from generic cloud computing to cloud and edge computing, we are seeing more and more need to have smaller datacenters located closer to customers instead of these large warehouse datacenters out in the middle of nowhere,” Fowers said.

That’s one of the reasons Chappell’s group in Azure is keeping an eye on the progress of Project Natick, including tests of post-quantum encryption technology that could secure data from  sensitive and critical sectors. The ability to protect data is core to the mission of Azure in multiple industries.

“The fact that they were very quickly able to deploy it and it has worked as long as it has and it has the level of encryption on the signals going to it combines to tell a pretty compelling vision of the future,” Chappell said

source: https://news.microsoft.com/innovation-stories/project-natick-underwater-datacenter/?ocid=FY21_soc_omc_br_li_natick_update

Comments

  1. You are providing good knowledge. It is really helpful and factual information for us and everyone to increase knowledge about scuba diving courses in riyadh. Continue sharing your data. Thank you.

    ReplyDelete
  2. Thanks for publishing such excellent knowledge. You are doing such a good job. This info is very helpful for everyone. Keep it up. Thanks. Read more info about Dynamics 365 NAV Business Central system

    ReplyDelete

Post a Comment

Popular posts from this blog

Cara Menghitung Satuan Volt, Ampere, dan Watt

Sangat penting untuk mengetahui satuan dalam bidang yang ingin anda pahami, dalam bidang listrik untuk mengetahui satuan seperti volt, ampere, dan watt. Ketika anda tidak mengetahui satuan dari bidang listrik ini sama saja dengan tidak tahu dalam teori dasar dan anda sekarang bisa memperlajari dengan jelas dalam artikel saya berikan ini. Saya akan memberikan langkah demi langkah agar mudah untuk dipahami. Pengertian Volt (Voltage) Volt (Voltage) adalah standart satuan listrik yang menunjukan atau menerangkan sebuah nilai tegangan dalam listrik. Volt atau bisa disebut tegangan hanya bisa diukur dengan alat yang bernama voltmeter atau multitester, volt mempunyai bermacam-macam nilai tegangan dan juga tipe atau karekter yang berbeda. Volt Mempunyai 2 tipe atau karakter Volt atau tegangan listrik ini mempunyai jenis 2 tipe yaitu tegangan AC atau bisa disebut tegangan bolak-balik. kemudian tegangan DC (Direct Current) atau bisa disebut dengan tegangan searah. Untuk mengatahui apa itu tegan

Cara Menghitung Ampere Motor 3 dan 1 Phase dengan Rumus Daya

Sering kali, anda menjumpai motor listrik untuk menggerakan mesin pada pabrik - pabrik sekarang dan kebanyakan 85% didalam pabrik menggunakan motor listrik untuk menggerakan mesinnya. motor listrik ada 2 jenis Phase yang pertama adalah 3 phase yang di mana ada tegangan R S T sedangkan yang ke dua adalah 1 Phase dimana motor listrik hanya diberi tegangan phase dan Netral aja, contohnya seperti pumpa air dirumah.     Dari motor - motor tersebut maka anda sangat perlu untuk menghitung amperenya dimana anda membeli motor 1 phase tapi kapasitas rumah anda hanya 450 Watt saja maka anda harus menghitung motor airnya harus di bawah dari 450 Watt. Plate Motor 1 Phase  Diatas adalah name plate motor 1 phase dimana   sudah di ketahui KW dan Amperenya jika hanya di   ketahui KWnya saja bagaimana seperti berikut   menghitungya:  Diket : P : 8 KW = 8 x 1000 = 8000 Watt V : 220V Ditanya : Berapa Nilai Amperenya? Rumus daya  Motor 1 Phase: P = V x I I  = P/V Keterangan : P  : Daya ( Watt ) I   : Arus

Alat - Alat Fiber Optic dan Fungsinya

1. Fusion Splicer Fusion splicer atau sering dikenal sebagai alat untuk menyambungkan serat optik ini merupakan salah satu alat yang digunakan untuk menyambungkan sebuah core serat optik, dimana serat tersebut terbuat / berbasis kaca, dan mengimplementasikan suatu daya listrik yang telah dirubah menjadi sebuah media sinar berbentuk laser. Sinar laser tersebut berfungsi untuk memanasi kaca yang terputus pada core sehingga bisa tersambung kembali dengan baik. Perlu kalian ketahui, bahwa fusion splicer ini haruslah memiliki tingkat keakuratan yang cukup tinggi, hal ini ditujukan untuk menghasilkan hasil penyambungan yang sempurna, karena pada saat penyambungan tersebut akan terjadi proses pengelasan media kaca serta peleburan kaca yang akan menghasilkan suatu media, dimana media tersebut akan tersambung dengan utuh tanpa adanya celah-celah, hal ini dikarenakan media tersebut memiliki senyawa yang sama. 2. Stripper Atau Miller Sama seperti kabel - kabel yang lain, salah satunya seperti kab

Cara Menentukan Ukuran Kabel Instalasi Listrik

Dalam sebuah instalasi listrik di sebuah rumah atau bangunan, penggunaan kabel listrik haruslah diperhatikan betul. Mengingat kesalahan penggunaan dan pemasangan kabel dapat membahayakan manusia atau penghuni rumah. Dalam menggunakan sebuah kabel ini dari anda harus tahu jenis kabel yang akan di pasang, berapa ukuran kabel listrik, luas penampang maupun panjang kabel listrik. Ukuran Kabel Listrik Seperti yang kita ketahui bersama bahwa fungsi sebuah kabel listrik adalah untuk menghantarkan arus listrik dari sumber listrik menuju beban daya suatu alat listrik. Yang dimaksud dengan ukuran kabel lisrik adalah luas penampang kabel . Sehingga setiap ukuran kabel listrik akan menggunakan satuan mm2 . Mengapa menggunakan ukuran kabel yang tepat sangat penting ? karena kesalahan dalam penentuan ukuran kabel dapat menyebabkan resiko yang fatal. Beberapa kode yang sering ditemukan pada sebuah kabel listrik yaitu : 1 X   1,5 mm 1 X   2,5 mm 2 X   1,5 mm 2 X   2,5 mm Keterangan : Angka sebelum kal

Fungsi dan Cara Setting MCCB ( Moulded Case Circuit Breaker )

Mengulas lebih dalam tentang MCCB - dunia listrik sangat banyak sekali peralatan listrik sebagai pengaman untuk keselamatan dari bahaya listrik maupun untuk mengamankan sebuah motor dan peralatan listrik lainya dari bahaya short circuit. Apa itu MCCB ? MCCB adalah singkatan dari Moulded Case Circuit Breaker, sebagai pengaman terjadinya hubung singkat short circuit dan beban lebih overload agar tidak terjadinya kerusakan pada motor listrik maupun kebakaran yang disebabkan oleh short circuit yang selalu menimbulkan bunga api. MCCB biasanya digunakan oleh industri karena MCCB hanya untuk pengaman listrik 3 phase, dan motor listrik industri juga menggunakan listrik 3 phase, jadi jika anda ingin bertemu apa itu namanya mccb dan dan digunakan untuk apa mampir deh pabrik terdekat dan minta tolong untuk dilihatkan apa itu mccb. Pole MCCB Mccb memiliki macam – macam pole: 1 Pole, 2 Pole, 3 Pole, 4 Pole Mccb memiliki macam – macam kA: 36kA, 50kA, 85kA, 100kA Karakter MCCB - Hanya menggunakan 3 p

Perbedaan Antara KW, KVA, KWH, KVAr

Apa definisi KVA, KW, Watt, KWH, KVar, dan apa perbedaannya? Mungkin kita pernah menjumpai satuan listrik yang terkadang ditulis dengan menggunakan Watt, KW, atau KVA, Dan ini sering menjadi pertanyaan bagi kita, apa sebenarnya perbedaan satuan KW dan KVA, dan berapa 1 kVA, atau mungkin berapa itu 1 KVA KW? Selain itu kita juga sering mendengar istilah KWH, maka pertanyaannya, 1 KWH berapa Watt, atau 1 Kw berapa KWH? Untuk menjawab pertanyaan tersebut, berikut penjelasan mengenai apa yang dimaksud dengan KVA, KW, Watt, KWH, Kvar, dan apa perbedaannya. Apa yang dimaksud dengan KVA, KW, KVAr, dan KWH? Dalam listrik tiga fasa, terdapat 3 jenis daya listrik yang disebut juga dengan segitiga daya, yaitu: Daya Semu (KVA) Daya Aktif (KW) Daya Reaktif (KVAr) KVA KVA (Kilo Volt Ampere) untuk daya listrik yang tidak terlalu besar biasanya cukup menggunakan satuan daya VA (Volt Ampere). 1 KVA = 1000VA KVA adalah satuan daya listrik yang diperoleh dari perhitungan rumus daya, atau biasa disebut de

Jenis Kabel Listrik beserta Fungsi dan Gambarnya

Berbicara mengenai kabel listrik tentu sangat luas sekali. Kabel listrik sendiri merupakan komponen yang memiliki peran vital dalam berbagai peralatan elektronik yang kita gunakan sehari-hari. Dari kegunaannya, jenis-jenis kabel listrik ini sangat banyak dan beragam. Pemakaian jenis kabel pun harus tepat agar tidak menyebabkan konsleting listrik. Untuk itu penting sekali mengetahui jenis jenis kabel listrik berikut ini. Kabel listrik Kabel listrik merupakan sebuah komponen konduktor yang berfungsi untuk menghantarkan arus listrik ke benda-benda atau peralatan yang membutuhkan energi listrik agar dapat bekerja. Meskipun jenis-jenis kabel listrik sangat banyak, tetapi pada umumnya setiap kabel listrik terdiri dari dua bagian utama, yakni bagian isolator dan bagian konduktor. Bagian-bagian Kabel Listrik Pada kabel listrik, bahan isolator merupakan bahan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik. Pada isolator terdiri dari pembungkus kabel yang memiliki fungsi sebagai pelindung (agar tid

Inside the Box: UCLA's New Portable Data Center

When UCLA found out that a planned upgrade to its brick and mortar data center was going to surpass the original budget estimate by several million dollars, it began thinking "inside the box"--and chose cargo-container computing. By Dian Schaffhauser 08/11/11 The latest and potentially most powerful research data center at the University of California Los Angeles (UCLA) was delivered on the back of a flat bed truck from Austin, TX. It was put in place with a crane. The facility resembles the kind of container used to run portable recycling centers. But when it's fully loaded and performing research in physics, economics, genomics, and biochemistry, among other disciplines, the Performance Optimized Datacenter, or POD, will support more than 1,500 compute nodes. This far exceeds the campus' traditional "brick and mortar" data centers in sheer computing power, and yet it fits into a compact space of 40' x 8'. The story of UCLA&#

MENGENAL PANEL LISTRIK , JENIS DAN SPESIFIKASINYA

Pengertian Panel Listrik Panel listrik adalah suatu benda berbentuk kubus dengan berbagai ukuran ataupun bervariasi dengan sebelah sisi dibuat lubang selebar hampir sama dengan belakangnya, dan nantinya di baut penutup seperti daun pintu agar bisa dibuka dan ditutup, dan didalam panel tersebut terdapat papan yang dikaitkan dengan sisi belakang pintu di pakai baut yang nantinya papan tersebut dapat dilepas dan dipasang kembali. Pada umumnya panel listrik adalah terbuat dari plat besi dengan ketebalan 0,5 – 1 mm. Biasanya disesuaikan dengan ukuran atau besarnya panel, dan nantinya papan tersebut yang akan digunakan tempat pemasangan komponen-komponen listrik. Fungsi Panel Listrik Fungsi dari panel listrik adalah untuk menempatkan komponen listrik sebagai pendukung dari mesin-mesin listrik agar bisa beroperasi  sesuai dengan prinsip kerja dari mesin listrik itu sendiri. Untuk mengamankan komponen listrik supaya terlindungi dari pengaruh di sekelilingnya. Untuk menata komponen atau rangkai

Pengertian Konektor RJ45 dan Fungsinya Lengkap

 RJ45 adalah konektor kabel ethernet yang kebanyakan memiliki fungsi sebagai konektor pada topologi jaringan komputer LAN (Local Area Network) dan topologi jaringan lainnya. RJ itu sendiri adalah singkatan dari Registered Jack yang merupakan standard peralatan pada jaringan yang mengatur tentang pemasangan kepala konektor dan urutan kabel, yang digunakan untuk menghubungkan 2 atau lebih peralatan telekomunikasi (Telephone Jack) ataupun peralatan jaringan (Computer Networking). Juga merupakan suatu interface fisik dari jaringan kerja (network) , untuk kegunaan telekomunikasi dan komunikasi data. Konektor RJ45 memiliki fungsi untuk memudahkan penggantian pesawat telpon atau memudahkan untuk di pindah-pindah serta mudah untuk di cabut tanpa khawatir tersengat aliran listrik dan menghubungkan konektor LAN melalui sebuah pusat network. Konektor RJ45 memiliki 8 buah pin. Pin pertama terdapat di paling kiri apabila pin RJ45 menghadap ke anda, di ikuti pin nomor 2, 3, 4 dan seterusnya. Cara pe