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. I found your blog on Google and read a few of your other posts too, it is very informative and also influencing me to read more of yours. You have done an exceptional job by adding your hardwork and dedication to it. I am a big fan of art and craft. I just added you to my bookmarks and recommending your blog to my social profiles too. Just like the other budding bloggers i have started my blog, You can support me by visiting my site for more paper airplane related information and knowledge, Keep up the great work Look forward to reading more from you in the future. Thanks in anticipation.
    how to make a paper airplane that flies far and straight | classic dart paper airplane | how to make a good paper | nakamura lock paper airplane instructions | best paper airplane design for distance and accuracy | best paper airplane design for distance and speed | Boomerang paper airplane instructions | Zazoom internet | Eagle paper airplane | how to make a paper airplane that flies far and straight step by step | 4 aerodynamic forces | Paper airplane templates for distance | the eagle paper airplane | best paper plane in the world | How to make a successful paper airplane

    ReplyDelete
  2. This is a great article with lots of informative resources. I appreciate your work this is really helpful for everyone. Check out our website Electronics Recycling Fairfax for more IT Recycling Solution related info!

    ReplyDelete
  3. 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

Post a Comment

Popular posts from this blog

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 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

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

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

Mengenal Pengertian PoE dan Fungsi PoE ( Power Over Ethernet )

Mengenal Pengertian PoE dan Fungsi PoE (Power Over Ethernet) PoE merupakan Singkatan dari Power Over Ethernet. POE sendiri bisa diartikan sebagai penyaluran tenaga listrik menggunakan kabel jaringan atau kabel Ethernet. Dimana listrik selanjutnya dialirkan memanfaatkan kabel twisted pair, baik UTP atau STP sebagai media transmisi daya. POE ini sangat bermanfaat. Terutama saat melakukan instalasi perangkat wireless di luar ruangan ataupun di dalam ruangan yang besar. Dimana dengan menggunakan POE, Anda tidak harus melakukan penarikan kabel power yang tentu cukup merepotkan dan memakan biaya. POE dengan standar IEEE 802.3af menjadi POE yang umum dgunakan. POE dengan standar ini memiliki maksimum power per port sebesar 15,4 W. Tetapi kini ada pula POE dengan standar baru berupa IEEE 802.3at yang memiliki maksimum power per port lebih besar, yakni mencapai 34,2 W. POE standar baru ini dihadirkan seperlu mendukung perangkat-perangkat baru. Dimana dewasa ini sebagian besar perangkat wireless

Pengertian Dan Fungsi Optical Distribution Point Atau ODP

  Memahami ODP Jaringan Akses Fiber Optik. Dikala ini telkom sudah gencar melaksanakan realisasi jaringan indihome fiber, yang mana teknologi yang digunakan oleh produk indihome merupakan teknologi jaringan GPON dengan mengadopsi media penghantar informasi suatu serat optik ataupun yang lebih diketahui dengan nama Fiber Optic( FO). Hanya menegaskan kembali, kalau saat sebelum bergeser ke indihome, telkom mempunyai produk layanan internet yang diucap Speedy dengan memakai teknologi jaringan ADSL serta masih menggunakan media suatu suatu kawat tembaga bagaikan media penghantar informasi dan mempunyai kecapatan optimal sampai 5 Mbps. Serta buat dikala ini pihak telkom sudah melaksanakan revolusi digital dengan mengusung produk yang bernama Indihome yang mencampurkan layanan Internet, IPTV, serta Telepon Rumah ataupun yang sering di dengar dengan layanan Triple Play Fiber Optic. Share postingan kali ini hendak mangulas sebagian fitur jaringan yang digunakan buat menunjang layanan fiber opt

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

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

Keunggulan dan Kekurangan Fiber Optik

  Teknologi fiber optik sudah mulai dipakai di Indonesia pada jaringan telepon dan internet. Walaupun ukurannya kecil, fiber optik mampu menyalurkan data lebih cepat dibandingkan kabel lain pada umumnya. Yuk, simak infografisnya agar kamu tahu keunggulan dari fiber optik! Kami memastikan Kabel anda terstruktur dan bekerja optimal. Kami Melayani Perapihan Cabling. Produk yang kami gunakan : Tyco AMP, Panduit, Netviel, LS-Cable, Rosenberger, Belden. Silahkan hubungi Tim kami untuk mendapatkan penawaran Terbaik terkait kebutuhan anda. CONTACT US : dcim@dayaciptamandiri.com atau klik link di Bio  @ruangserver_ Fiber optik merupakan sejenis kabel yang terbuat dari kaca atau plastik yang sangat halus dan sangat kecil daripada kabel lain pada umumnya, bahkan bisa lebih kecil daripada sehelai rambut. Fiber optik juga dapat digunakan untuk menyalurkan sinyal menggunakan cahaya dari satu tempat ke tempat yang lainnya. Kabel ini biasanya menggunakan cahaya yang bersumber dari laser atau LED, dan

Prinsip Kerja Cooling Tower

Prinsip Kerja Cooling Tower Cooling Tower  atau menara pendingin sering atau banyak kita jumpai di Pabrik-pabrik, mall atau sejenisnya. Cooling Tower Salah satu komponen utama pada AC sentral selain chiller, AHU, dan ducting adalah cooling tower atau menara pendingin.Apakah fungsi cooling tower, cara kerja, dan jenis-jenisnya? Di uraian singkat berikut dijelaskan mengenai cooling tower. Fungsi Cooling Tower  adalah sebagai alat untuk mendinginkan air panas dari kondensor dengan cara dikontakkan langsung dengan udara secara konveksi paksa menggunakan fan/kipas. Berikut gambar Cooling tower dengan sistem kerjanya: Proses pendinginan air dengan cooling tower Jenis-jenis Cooling Tower 1. Menara Pendingin Forced Draft Prinsip kerjanya adalah udara dihembuskan ke menara oleh sebuah fan yang terletak pada saluran udara masuk sehingga terjadi kontak langsung dengan air yang jatuh, berikut gambarnya: Cooling Tower Forced Draft 2. Cooling tower induced draft dengan aliran berlaw