Versunkene Schätze

Das Microsoft-Rechenzentrum in der Nordsee

| Redakteur: Ulrike Ostler

Das Prototyp-Rechenzentrum von Microsoft geht auf Tauchstation.
Das Prototyp-Rechenzentrum von Microsoft geht auf Tauchstation. (Bild: Microsoft)

Das Projekt „Natick“ ist ein Forschungsvorhaben von Microsoft, in dem evaluiert wird, inwieweit es möglich ist, weitgehend autonom arbeitende Rechenzentren unter Wasser zu betreiben. Das Unternehmen den Orkney Islands, Schottland, einen schiffscontainergroßen Prototypen ins kalte Wasser getaucht.

Mit dem Test vor bei den schottischen Inseln hat Microsoft mit seinem Unterwasserrechenzentrum einen Schritt in Richtung Kommerzialisierung getan. Das Projekt begann als Whitepaper im Jahr 2013 und schon im darauffolgenden Jahr wurde es ernst.

Doch erst 2016 führte Microsoft einen dreimonatigen Test vor der US-Pazifikküste durch, bei dem der „Leona Philpot“ (benannt nach einem Charakter aus dem „Halo“ der „Xbox“) mit einem Server-Rack in einem 2,4 Meter (8 Fuß) großen Zylinder mit nicht reaktivem Stickstoffgas gefüllt war (siehe: Abkühlung im Meer, Microsoft-Rechenzentrum auf Tauchstation im Pazifik).

Microsoft-Rechenzentrum auf Tauchstation im Pazifik

Abkühlung im Meer

Microsoft-Rechenzentrum auf Tauchstation im Pazifik

04.02.16 - „Natick“ lautet die Projektbezeichnung: Wie erst jetzt bekannt wurde, hat Microsoft bereits im August 2015 sein erstes Unterwasser-Rechenzentrum zu Wasser gelassen und im November wieder geborgen. Das Mikro-Datacenter hat offenbar zuverlässig gearbeitet. Microsoft soll bereits an einem größeren bauen. lesen

Heute heißt es vom Forschungsteam: Phase 1 hat die die Machbarkeit eine Unterwasser-Rechenzentrums gezeigt. Dazu gehörte der Beweis, dass ein Lights Out-Rechenzentrum über lange Zeiträume hinweg mit einem sehr guten PUE-Wert von 1,07 ohne einen jedweden Einsatz von Wasserkühlung zu betreiben ist. Mit anderen Worten: Der perfekte Wasserverbrauchseffizienzwert, der sich aus Liter pro Megawatt Leistung pro Minute berechnet, beträgt 0 – und der wurde erreicht. Rechenzentren an Land benötigten bis zu 4,8 Liter Wasser pro Kilowattstunde.

Das Natick-Team (von links nach rechts): Mike Shepperd, Samuel Ogden, Spencer Fowers, Eric Peterson und Ben Cutler.
Das Natick-Team (von links nach rechts): Mike Shepperd, Samuel Ogden, Spencer Fowers, Eric Peterson und Ben Cutler. (Bild: Microsoft)

Die Ziele von Phase II

Die Ziele, die sich das Team für die jetzige Phase 2 vorgenommen hat sind auf der Natick-Website aufgelistet:

  • Entwicklung eines vollwertigen Prototyps eines Unterwasser-Datacenter, das als modularer Baustein zum Bau von Unterwasserrechenzentren in beliebiger Größe verwendet werden kann.
  • Die Evaluation der Total Cost of Ownership (TCO) solcher Rechenzentren, einschließlich Herstellung, Bereitstellung, Betrieb und Wiederherstellung, für den Fall, dass ein kommerzieller Einsatz in Betracht kommt.
  • Effizienter Einsatz dieses Prototyps innerhalb von 12 Seemeilen vor der Küste, in einer Tiefe von nicht mehr als 100 Metern.
  • Demonstration des Lights-Out-Betriebs während eines Einsatzzyklus von bis zu 5 Jahren. Dieser Zeitraum entspricht einer voraussichtlichen Lebensdauer der im Container enthaltenen Computer. Danach soll das RZ-U-Boot abgeholt, mit neuen Computern beladen und neu versenkt werden. Die angestrebte Lebensdauer eines Natick-Rechenzentrums beträgt mindestens 20 Jahre. Darüber hinaus ist das Datacenter so konzipiert, dass es nach den zwei Jahrzehnten abgebaut und recycelt werden kann.
  • Antrieb des Prototyps aus einer nahegelegenen maritimen, erneuerbaren Energiequelle
  • Erforschen von Datacenter-Anwendungen, die energieschonender sind als bisher eingesetzte

Cindy Rose, Chief Executive von Microsoft im United Kingdom, erläutert in ihrem Blog, dass es sich bei der Energiequelle um erneuerbarer Energie aus den Gezeitenturbinen und Wellenenergiewandlern des European Marine Energy Centre sowie um Wind und Sonne an Land handelt.

Sie sagt: „Die Entwicklung nachhaltiger Lösungen ist für Microsoft von entscheidender Bedeutung, und Project Natick ist ein Schritt in Richtung unserer Vision von Rechenzentren mit eigener nachhaltiger Energieversorgung. Es baut auf den Umweltversprechen auf, die Microsoft gegeben hat, einschließlich einer 50-Millionen-Dollar-Verpflichtung, Künstliche Intelligenz (KI) zum Schutz des Planeten einzusetzen.“

Natick verwendet KI, um die Server und andere Geräte auf Anzeichen eines Ausfalls zu überwachen und um Zusammenhänge zwischen der Umgebung und der Lebensdauer des Servers zu erkennen. Da Natick wie ein Standard-Rechenzentrum funktioniert, können die Computer in Natick für das maschinelle Lernen verwendet werden, um andere Anwendungen mit künstlicher Intelligenz zu versorgen, genau wie in jedem anderen Microsoft-Rechenzentrum.

Die Röhre, in die die IT eingebaut wird: 12,2 Meter Länge, 2,8 Meter Durchmesser (3,18 Meter einschließlich externer Komponenten); das entspricht in etwa einem 40-Fuß-ISO-Container, die auf einem Schiffen, Züge und LKW verladen werden.
Die Röhre, in die die IT eingebaut wird: 12,2 Meter Länge, 2,8 Meter Durchmesser (3,18 Meter einschließlich externer Komponenten); das entspricht in etwa einem 40-Fuß-ISO-Container, die auf einem Schiffen, Züge und LKW verladen werden. (Bild: Microsoft)

Natick und die Umwelt

Rose fügt hinzu: „Obwohl das Rechenzentrum so leistungsstark wie mehrere tausend High-End-PCs ist, verbraucht es nur wenig Energie, da es natürlich gekühlt wird.“ Und sichtlich stolz, ein solche Projekt vor Ort zu haben ergänzt sie: „Ich höre oft von spannenden Forschungsprojekten an unserem Hauptsitz in Redmond und anderen Standorten in den USA, daher freue ich mich, dass dieses Projekt in Großbritannien stattfindet. Es sendet eine Botschaft, dass Microsoft versteht, dass dieses Land auf dem neuesten Stand der Technik ist, führend in den Bereichen Cloud Computing, künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen. Diese Ansicht spiegelt sich in jedem Geschäftsführer, Verbraucher und Politiker wider, den ich treffe; Großbritannien ist bereit für die vierte industrielle Revolution und die Vorteile, die sie mit sich bringen wird.“

Das Rechenzentrum ist mit 864 Servern und 27,6 Petabyte Speicherplatz ausgestattet und ist über Kabel an Land angeschlossen. Vor hier aus wird das Rechenzentrum sowohl per Glasfaser versorgt als auch mit Strom.

Spencer Fowers (links), der leitende technischer Mitarbeiter der Microsoft-Forschungsgruppe für Spezialprojekte, und Eric Peterson, ein Microsoft-Maschineningenieur, prüfen noch in Frankreich die zwölf Racks für das Datacenter-U-Boot.
Spencer Fowers (links), der leitende technischer Mitarbeiter der Microsoft-Forschungsgruppe für Spezialprojekte, und Eric Peterson, ein Microsoft-Maschineningenieur, prüfen noch in Frankreich die zwölf Racks für das Datacenter-U-Boot. (Bild: Microsoft)

Der 12-Rack-Zylinder wurde in Frankreich von dem Schiffbauunternehmen Naval gebaut. Künftig will Microsoft die Zylinder in Fünfergruppen versenken. Das könnte der Grund dafür sein, dass Microsoft im vergangenen Jahr künstliche Riffe aus Rechenzentren hat patentieren lassen. Das Unternehmen geht davon aus, dass es diese Offshore-Rechenzentren in nur 90 Tagen bereitstellen kann.

Auch die Politik in Schottland wertet den Versuch vor Ort positiv: Paul Wheelhouse, Schottlands Energieminister, sagt: „Mit unserem unterstützenden politischen Umfeld, unserer qualifizierten Lieferkette und unseren erneuerbaren Energiequellen und unserem Fachwissen ist Schottland der ideale Ort, um in Projekte wie dieses zu investieren. Diese Entwicklung ist natürlich auch für die lokale Wirtschaft in Orkney eine besonders erfreuliche Nachricht und ein Impuls für den dortigen Low-Carbon-Cluster. Es trägt dazu bei, Schottlands Position als Vorkämpfer für neue Ideen und Innovationen zu stärken, die die Zukunft prägen werden.“

Für diese Phase 2 Installation ist das Natick Rechenzentrum an das Orkney Stromnetz in Schottland angeschlossen. Die Orkney-Inseln produzieren genug erneuerbare Energie, um die Inseln, unser Rechenzentrum, mit Strom zu versorgen und die verbleibende erneuerbare Energie in das schottische Stromnetz einzuspeisen.

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