Microsoft hakkab arvuteid uputama

Microsofti ühe töötaja ideevälgatusest viia pilveteenuste andmekeskused mere põhja sündis uurimisprojekt Natick. Juba praegu saab öelda, et prototüübi abil kogutud andmete esialgsed analüüsitulemused on paljulubavad ning eksisteerib reaalne „oht“, et ärivaldkonna loogika lüüakse segi. Kirjutas IT konsultant Raivo Metsvaht (Number Kuus Konsultatsioonid OÜ).

Andmekeskused

Microsoft teavitas uurimisprojektist Natick 1. veebruaril ja „hoiatas“, et see võib lahendada mitmed kitsaskohad pilvenduses (IT pilveteenused) ning samas aidata kaasa looduskeskkonna säästmisele.

IT pilveteenused on viimastel aastatel väga jõuliselt arenev tööstusharu – sõltuvalt regioonist, pilveteenusest ning ettevõttest, jäävad kasvud julgelt 50% lähedusse ning mõnel juhul küündivad kuni 70%-ni. Pilveteenuste pakkumise aluseks ning selgrooks on andmekeskused. Kaasaegsed andmekeskused sisaldavad tohutut hulka servereid, mis pakuvad arvutusvõimsust ning hulgaliselt kettamassiive, mis on vajalikud andmete säilitamiseks.

Kõik need arvutid-kettad tarbivad arvestataval hulgal elektrienergiat, millest omakorda oluline osa kulub andmekeskuste ja seadmete jahutamisele (IT-seadmed ise tarbivad laias laastus vaid poole kogu elektrist). Oleks ju tore, kui õnnestuks oluliselt vähendada jahutamisele, valgustamisele jms kuluvat energiat ning samas kasutada seadmete tööshoidmiseks rohelist energiat?

Andmete ehk informatsiooni tarbijatele kättesaadavaks tegemiseks on vajalikud võrguseadmed ning ühenduskanalid, mis andmekeskuse ja tarbija asukohtadest johtuvalt võivad olla küllaltki pikad (tuhandeid kilomeetreid). Ühenduste pikkus omakorda põhjustab latentsi – viivitust infosüsteemi reaktsioonis. Latents on nähtus, mis võib olla lihtsalt ebamugav, kuid raskemal juhul muuta süsteemi või selle osa ka kasutamatuks. Jällegi oleks tore, kui saaksime andmekeskused paigutada tarbijatele võimalikult lähedale ning võib-olla isegi tekitada uusi keskusi ajutiselt vastavalt mingi suurema sündmuse tõttu tekkinud/kasvanud vajadusele. Hiljem, kui üritus (näiteks olümpiamängud) läbi, saab keskuse lihtsalt ja kiiresti maha võtta ning uude kohta üles panna või lattu oma aega ootama saata. Kaasajal ei ole see lihtne – seal, kus elavad tarbijad või toimub mingi ülemaailmne oluline sündmus või ettevõtmine, on iga ruutmeeter maad arvel. Ka pisut kaugemal on maa alati kellegi omandis ja ehituse püstitamine aeganõudev bürokraatlik protsess.

Moore’i seadus

Inteli kaasasutaja Gordon E. Moore sõnastas oma kuulsa seaduse 1965. aastal. Kümme aastat hiljem ta täpsustas seda: „Mikrokiibil olevate transistoride arv kahekordistub iga kahe aasta järel“ (esialgu pakkus ta välbaks vaid ühe aasta).

Meie igapäevaelus tähendas see aastakümneid kestnud kiiret tehnoloogilist arengut ning suurt võidujooksu parema ja võimekama arvutustehnika soetamisel konkurentsieelise saavutamise nimel. Mäletame veel hästi aegu, kui personaalarvuti vananes lootusetult vaid mõne aastaga ning oli tarvis soetada uus. Samasugune trall toimus ka andmekeskustes, mis tol ajal olid pea sajaprotsendiliselt ettevõtete endi omanduses ja hallata – pilveteenuseid praktiliselt ei eksisteerinud.

Õnneks ei kuulu Moore’i seadus nn „päris“ loodusseaduste hulka (mis teatavasti on universaalsed ning kehtivad igavesti) – mõne aasta eest kasv aeglustus oluliselt ning eelmisel aastal ennustas G. E. Moore oma seadusele „surma“ umbes järgmise kümnendi jooksul. Projekti Natick seisukohalt on see ennustus väga oluline.

Projekt Natick

Projekt sai alguse 2013. aastal ühe allveelaeval teeninud Microsofti töötaja ideest rajada tulevikuandmekeskused ookeani põhja. Ei kulunud palju aega mõtte avaldamisest ettevõtte sees toimiva ThinkWeek süsteemi kaudu, kui uurimisprojektiga algust tehti.

Projekti eesmärgiks sai uurida, kuidas võiks valmistada ja opereerida veealuseid andmekeskusi, mida oleks lihtne, kiire ning odav üles panna ning mis oma olemuselt oleksid ka loodussäästlikud.

Allveeandmekeskuse kasuks räägib asjaolu, et juba suhteliselt väikesel sügavusel on vees üsna jahe ning jahutuse probleem seega lihtsalt lahendatav. Keskuse toimimiseks vajaliku energia saaks päikese-, tuule- või hüdrokineetilise (looded, lained) energia baasil. Arvestades, et ligi pool maailma elanikkonnast elab suurtele veekogudele üsna lähedal (100–200 km), saaks ka latentsuse probleemist hõlpsalt üle, paigutades andmekeskused vastavalt kasutusvajadusele ja ranniku lähedale.

Appi tuleb ka Moore’i seadus. Õigemini selle lakkamine – enam ei ole tarvis liiga tihti servereid ja salvestusmassiive uute ja moodsamate vastu välja vahetada. Esialgsete plaanide kohaselt tõstetakse tulevikuandmekeskus hoolduseks pinnale vaid korra umbes iga viie aasta tagant. Iga kümne aasta järel võiks keskuse serverid ja muud IT-seadmed välja vahetada. Andmekeskuse kest koos juurdekuuluvate teenindussüsteemidega võiks järjepanu kasutusel olla lausa 20 aastat, misjärel läheks see loomulikult prügimäele saatmise asemel taaskasutusse.

Vee alla

Projekti kulminatsioon oli eelmise aasta augustist kuni novembrini kestnud eksperiment, mille käigus katsetati seadet reaalselt vee all umbes kilomeetri kaugusel kaldast.

Andmekeskuse prototüüp kujutas endast ca 17 tonni kaaluvat, kahemeetrise läbimõõduga ning kolme meetri kõrgust terastünni, mille sisse paigutati tavaline seadmekapp tavaliste serverite ja muu riistvaraga, mida siiski pisut „merelise olukorra“ tarvis kohandati. Serverite jahutus ühendati külge väljastpoolt ning soojusvahetid paiknesid tünni välispinnal.

Tavalisest pisikesest serveriruumist erinevalt sisaldas tünn tavapärasest erinevat jahutussüsteemi juhtimise elektroonikat ning eksperimendi jälgimiseks ja juhtimiseks vajalikku tehnikat. Videost saab teada, et katsetatava andmekeskuse voolutarve vastab ligikaudu 300 PC poolt tarbitavale võimsusele – 27 kW.