Microsoft está aprovechando la tecnología de submarinos y trabajando con pioneros en energía marina para la segunda fase de su lanzamiento lunar para desarrollar centros de datos subacuáticos autosuficientes que puedan entregar servicios en la nube tan rápidos como el rayo a las ciudades costeras. Un prototipo experimental, de tamaño de contenedor de envío, está procesando cargas de trabajo en el lecho marino cerca de las Islas Orcadas de Escocia.
El despliegue del centro de datos de las Islas del Norte en el Centro Europeo de Energía Marina marca un hito en el Proyecto Natick de Microsoft, un esfuerzo de investigación de varios años para investigar la fabricación y operación de unidades de centros de datos preempaquetados ambientalmente sostenibles que se pueden pedir a medida, desplegar rápidamente y dejar operar luces en el fondo del mar durante años.
"Esa es una serie de demandas locas que hacer", dijo Peter Lee, vicepresidente corporativo de Microsoft AI and Research, quien lidera el grupo New Experiences and Technologies, o NExT. "Natick está tratando de llegar allí".
El grupo de Lee persigue lo que el CEO de Microsoft, Satya Nadella, ha llamado "moonshots relevantes" con el potencial de transformar el núcleo del negocio de Microsoft y la industria de la tecnología informática. Project Natick es una idea lista para usar que se adapta al crecimiento exponencial de la demanda de infraestructura de computación en la nube cerca de los centros de población.
Más de la mitad de la población mundial vive a unas 120 millas de la costa. Al colocar los centros de datos en masas de agua cerca de las ciudades costeras, los datos tendrían poca distancia para llegar a las comunidades costeras, lo que permitiría una navegación web rápida y fluida, transmisión de video y juegos, así como experiencias auténticas para las tecnologías impulsadas por inteligencia artificial.
"Para una verdadera entrega de inteligencia artificial, en realidad hoy dependemos de la nube", dijo Lee. "Si podemos estar a un salto de internet de todos, entonces no solo beneficia a nuestros productos, sino también a los productos que nuestros clientes atienden".
De Francia a Escocia
El data center de las Islas del Norte de 40 pies de largo del Project Natick está cargado con 12 bastidores que contienen un total de 864 servidores y la infraestructura del sistema de enfriamiento asociado. El centro de datos se ensambló y probó en Francia y se envió en un camión de plataforma a Escocia, donde fue conectado a una base triangular llena de balasto para su despliegue en el fondo marino.
El día del despliegue, los vientos fueron tranquilos y los mares quedaron planos bajo una gruesa capa de niebla. "Para nosotros, fue un clima perfecto", dijo Ben Cutler, gerente de proyecto en el grupo de proyectos especiales dentro de la organización de investigación de Microsoft que dirige el equipo de Project Natick.
El centro de datos fue remolcado al mar parcialmente sumergido y acunado por cabrestantes y grúas entre los pontones de una lancha a modo de catamarán industrial. En el sitio de despliegue, un vehículo operado por control remoto recuperó un cable que contenía la fibra óptica y el cableado de alimentación del lecho marino y lo llevó a la superficie donde fue revisado y conectado al centro de datos, y al centro de datos fue encendido.
La tarea más compleja del día fue la bajada del centro de datos y del cable de 117 pies hasta el suelo marino de la losa de roca. La tripulación marina utilizó 10 tornos, una grúa, una barcaza de pórtico y un vehículo operado por control remoto que acompañó al centro de datos en su viaje.
"El momento más feliz fue cuando el centro de datos finalmente se deslizó por debajo de la superficie en su lento y cuidadosamente programado viaje", dijo Cutler. Una vez que el centro de datos llegó al lecho marino, se soltaron los grilletes, se llevaron los cables del cabrestante a la superficie y se pasó el control operacional de las Islas del Norte a la estación costera.
Todo lo aprendido a partir de la implementación - y las operaciones durante el próximo año y la recuperación final - permitirá a los investigadores medir sus expectativas frente a la realidad de operar centros de datos subacuáticos en el mundo real.
Desarrollado por energía renovable
Las Islas del Norte es un capítulo de la historia continua de Project Natick, que cuenta una historia sobre si es posible utilizar la cadena de suministro logística existente para enviar y desplegar rápidamente centros de datos modulares en cualquier parte del mundo, incluso en los lugares más difíciles del mar.
"Sabemos que si podemos poner algo aquí y sobrevive, somos buenos para casi cualquier lugar que queremos ir", dijo Cutler.
El Centro Europeo de Energía Marina es un sitio de prueba para turbinas de marea experimentales y convertidores de energía de las olas que generan electricidad a partir del movimiento del agua de mar. Las corrientes de marea viajan hasta nueve millas por hora con la intensidad máxima y la superficie del mar se agita regularmente con olas de 10 pies que azotan hasta más de 60 pies en condiciones tormentosas.
En tierra, las turbinas eólicas brotan de los campos ondulantes de los agricultores y paneles solares que adornan techos de casas centenarias, generando electricidad más que suficiente para abastecer a los 10.000 residentes de la isla con energía 100% renovable. Un cable de la red de la Isla Orkney envía electricidad al centro de datos, que requiere poco menos de un cuarto de megavatio de potencia cuando funciona a plena capacidad.
La colocación con energía renovable marina es un paso hacia la realización de la visión de Microsoft de los centros de datos con su propio suministro de energía sostenible, explicó Christian Belady, gerente general de estrategia y arquitectura de infraestructura en la nube en la división de nube y empresas de Microsoft.
Los centros de datos autosuficientes de energía, señaló, podrían implementarse en cualquier lugar al alcance de una tubería de datos, llevando servicios en la nube Azure, por ejemplo, a regiones del mundo con electricidad poco confiable y eliminando la necesidad de costosos generadores de respaldo en caso de red eléctrica fallas.
"Nuestra visión es poder implementar computación rápidamente en cualquier lugar del planeta según lo necesiten nuestros clientes", dijo Belady, quien ha defendido investigaciones que exploran el matrimonio de los centros de datos y la generación de energía para simplificar y acelerar la construcción de la infraestructura de computación en la nube.
La columna vertebral de internet
Los centros de datos son la columna vertebral de Internet, las nubes físicas de la computación en la nube donde los clientes aprovechan las economías de escala para almacenar y procesar datos de forma segura, entrenar modelos de aprendizaje automático y ejecutar algoritmos de inteligencia artificial.
La demanda de recursos de centros de datos en la industria informática está creciendo exponencialmente a medida que las empresas cambian cada vez más sus redes y necesidades informáticas a la nube, y proliferan los dispositivos inteligentes conectados a Internet que van desde teléfonos inteligentes hasta robots.
"Cuando estás en este tipo de curva de crecimiento exponencial, te dice que la mayoría de los centros de datos que construiremos nunca los hemos construido aún", dijo Cutler, subrayando la necesidad de innovación en la carrera para construir lo que es convirtiéndose rápidamente en una pieza fundamental de la infraestructura del siglo XXI.
El concepto de centro de datos subacuáticos se presentó originalmente en un libro blanco preparado para un evento de Microsoft llamado ThinkWeek que alienta a los empleados a compartir ideas listas para usar. El grupo de Lee estaba intrigado. Apenas 12 meses después de lanzar Project Natick en julio de 2014, el equipo desplegó un prototipo de prueba de concepto construido en laboratorio en aguas tranquilas y poco profundas frente a California.
El buque de prueba de concepto operó durante 105 días. Alentados por los resultados y el posible impacto de la industria, el equipo de Project Natick siguió adelante con el diseño, la fabricación y la prueba del módulo de escala completa desplegado en Escocia. Cutler dijo que la última versión está diseñada para permanecer en funcionamiento sin mantenimiento por hasta cinco años.
Centro de datos y sinergia submarina
La Fase 1 del Proyecto Natick mostró que el concepto de centro de datos subacuático es factible; la Fase 2 se centra en investigar si el concepto es logístico, ambiental y económicamente práctico.
Al comienzo de la Fase 2, el equipo de Microsoft sabía que la fabricación escalable de centros de datos submarinos requeriría experiencia externa. Es por eso que Microsoft eligió trabajar con Naval Group, una empresa francesa de 400 años de antigüedad con experiencia global en ingeniería, fabricación y mantenimiento de barcos y submarinos de grado militar, así como tecnologías de energía marina.
El equipo de Microsoft presentó a Naval Group las especificaciones generales para el centro de datos subacuático y dejó que la compañía asumiera el liderazgo en el diseño y la fabricación del buque desplegado en Escocia.
"A primera vista, pensamos que hay una gran brecha entre los centros de datos y los submarinos, pero de hecho tienen muchas sinergias", dijo Eric Papin, vicepresidente senior, director técnico y director de innovación de Naval Group.

Los submarinos, señaló, son esencialmente grandes recipientes a presión que albergan una compleja infraestructura de gestión y procesamiento de datos para la gestión de buques y otros sistemas integrados de acuerdo con los estrictos requisitos de electricidad, volumen, peso, equilibrio térmico y refrigeración.
Tecnología submarina
De hecho, Naval Group adaptó un proceso de intercambio de calor comúnmente utilizado para refrigerar submarinos al centro de datos subacuático. El sistema canaliza agua de mar directamente a través de los radiadores en la parte posterior de cada uno de los 12 bastidores de servidores y vuelve al océano. Los hallazgos de la fase 1 del Proyecto Natick indican que el agua del centro de datos se mezcla y disipa rápidamente en las corrientes circundantes.
Spencer Fowers, miembro senior del personal técnico del grupo de investigación de proyectos especiales de Microsoft, dijo que una especificación de diseño clave era que el buque tuviera aproximadamente las dimensiones de un contenedor de carga estándar utilizado para transportar suministros en barcos, trenes y camiones para optimizar los existentes cadena logística de suministro.
Una vez que el centro de datos se cerró y todos los sistemas se revisaron en Francia, el equipo cargó el centro de datos en la parte posterior de un camión de 18 ruedas y lo llevó a las Islas Orcadas, incluidos los cruces de ferry incluidos. En Escocia, el buque se aseguró a la base triangular llena de balasto y se remolcó hacia el mar para su despliegue desde la barcaza del pórtico
"Al igual que cualquier automóvil nuevo, patearemos los neumáticos y haremos funcionar el motor a diferentes velocidades para asegurarnos de que todo funcione bien", dijo Fowers. "Entonces, una vez que estemos listos para comenzar, atraparemos a uno o dos de nuestros clientes y les entregaremos las llaves para que comiencen a implementar trabajos en nuestro sistema".
Investigación aplicada
El equipo de Project Natick pasará los siguientes 12 meses monitoreando y registrando el desempeño del centro de datos, controlando todo, desde el consumo de energía y los niveles de humedad interna hasta los niveles de sonido y temperatura.
Los océanos del mundo en profundidad son consistentemente fríos y ofrecen un acceso rápido y gratuito a la refrigeración, que es uno de los mayores costos para los centros de datos terrestres. Los centros de datos subacuáticos también podrían servir como arrendatarios ancla para la energía renovable marina, como parques eólicos marinos o bancos de turbinas mareomotrices, lo que permite que las dos industrias evolucionen al unísono.
Por ahora, Project Natick es un proyecto de investigación aplicada, enfocado en determinar la viabilidad económica de operar centros de datos en contenedores offshorecerca de los principales centros de población para proporcionar computación en la nube para un mundo cada vez más dependiente de la conectividad a Internet.
"Cuando haces un lanzamiento lunar, es posible que nunca llegues a la luna", dijo Lee. "Es genial si lo haces, pero, sin importar, aprendes mucho y hay consecuencias imprevistas en el camino". Usted obtiene Velcro en algún momento. Eso está sucediendo en este caso. Estamos aprendiendo sobre las fallas del disco, sobre el diseño del rack, sobre la ingeniería mecánica de los sistemas de refrigeración y esas cosas serán retroalimentadas en nuestros centros de datos normales".