Oggi, i data center contengono migliaia di server che generano una grande quantità di calore. Quando i data center si surriscaldano, i server si bloccano. La gestione termica sta diventando un aspetto sempre più importante e costoso per l'informatica aziendale e industriale. Microsoft ritiene che posizionare i server sott'acqua, nelle fredde acque oceaniche, potrebbe raffreddare i data center senza bisogno di aria condizionata. Questa soluzione si basa principalmente sul raffreddamento passivo: l'interfaccia deve consentire un'eccellente conduzione termica dalle fonti di calore verso l'ambiente circostante.
Questa soluzione potrebbe anche rispondere alla crescente domanda di energia nel settore del cloud computing, dato che Microsoft sta valutando la possibilità di ricavare elettricità dal movimento dell'acqua marina circostante. Uno degli aspetti più evidenti del progetto è l'inclusione di una turbina o di un sistema di energia mareomotrice per la produzione di elettricità. Da anni, i principali fornitori di servizi di cloud computing sono alla ricerca di siti in tutto il mondo dove poter utilizzare energia verde e sfruttare l'ambiente circostante.
La domanda di elaborazione centralizzata è cresciuta in modo esponenziale. Microsoft gestisce oltre 100 data center in tutto il mondo e si sta espandendo rapidamente. L'azienda ha investito oltre 15 miliardi di dollari in una rete globale di data center. Nel 2014, gli ingegneri di NeXT, il centro di ricerca di Microsoft, hanno iniziato a esplorare un nuovo approccio per accelerare il processo di aggiunta di nuova capacità di elaborazione ai sistemi di cloud computing.
Microsoft ha realizzato un grande tubo di acciaio bianco, di circa due metri e mezzo di diametro, ricoperto di scambiatori di calore, con le estremità sigillate da piastre metalliche e grossi bulloni. Al suo interno si trovava un singolo rack per data center immerso in azoto pressurizzato per dissipare efficacemente il calore dai chip. Questa soluzione potrebbe portare alla realizzazione di reti di grandi tubi d'acciaio collegati da cavi in fibra ottica, posizionati sul fondale marino o sospesi sotto la superficie per catturare le correnti oceaniche e alimentare turbine che generano elettricità.
L'azienda ha recentemente completato una sperimentazione di 105 giorni della capsula d'acciaio, immersa a 9 metri di profondità nell'Oceano Pacifico al largo della costa centrale della California. La sperimentazione ha avuto un successo superiore alle aspettative, consentendo persino l'esecuzione di progetti commerciali di elaborazione dati sul servizio di cloud computing Microsoft Azure.
Le nuove capsule sottomarine sono progettate per rimanere in posizione senza manutenzione per cinque anni. Ciò significa che i server, compresi tutti i materiali di interfaccia e gli adesivi, devono essere sufficientemente resistenti da durare cinque anni senza richiedere riparazioni. Si tratta di un periodo superiore a quello attualmente previsto per questi materiali, che dovranno quindi essere migliorati per garantire il funzionamento per l'intera durata all'interno della capsula sottomarina.
Se questi data center non richiedono manutenzione, diventa possibile riprogettarne la disposizione fisica. I server sono collocati in rack in modo che possano essere riparati da personale specializzato. Senza manutenzione, potrebbe essere possibile riorganizzarli in modo più efficiente.
Grazie all'utilizzo di queste capsule sottomarine, potrebbe essere possibile ridurre i tempi di realizzazione di nuovi data center da due anni a soli 90 giorni, offrendo un enorme vantaggio in termini di costi e una flessibilità decisamente maggiore.
I container server sottomarini potrebbero anche contribuire a velocizzare i servizi web. Gran parte della popolazione mondiale vive in centri urbani vicino agli oceani. I data center vengono in genere costruiti in aree rurali dove il terreno è economico. La possibilità di posizionare la potenza di calcolo più vicino agli utenti riduce la latenza da questi percepita.
Un'idea così radicale potrebbe incontrare ostacoli, come problemi ambientali e imprevisti tecnici. I ricercatori avevano espresso preoccupazione per possibili guasti hardware e perdite. Il sistema sottomarino era dotato di 100 sensori diversi per misurare pressione, umidità, movimento e altre condizioni, al fine di comprendere meglio le dinamiche operative in un ambiente sottomarino, dove le riparazioni su richiesta non sono possibili.
Il gruppo di ricerca ha iniziato a progettare un sistema sottomarino tre volte più grande. Potrebbe essere costruito per integrare un sistema energetico alternativo basato sull'oceano. Gli ingegneri di Microsoft hanno affermato di sperare di iniziare un nuovo test il prossimo anno, possibilmente vicino alla Florida o nel nord Europa, dove sono già in corso grandi progetti di energia mareomotrice.
