Любой современный ЦОД — это не только помещение, занимающее определённую площадь, но ещё и серьёзные системы питания и, особенно, охлаждения. Ряд компаний считает, что с точки зрения последнего фактора имеет смысл рассмотреть возможность размещения ЦОД под водой, на дне моря, где температура постоянна и достаточно низка. В их числе Microsoft со своей разработкой Project Natick.

Первый прототип Natick, доказавший работоспособность концепции, успешно проработал 105 дней в водах Калифорнийского залива, однако действительно серьёзная мощность была достигнута лишь во второй фазе, о которой и идёт речь в данной заметке. Второй прототип Natick являет собой 12,2-метровый цилиндрический контейнер стандарта ISO 40, внутри размещено 12 стоек с 864 серверами Microsoft (в составе присутствуют ПЛИС-ускорители) и СХД общим объёмом 27,6 Пбайт. Система охлаждения во втором варианте была разработана французской группой Naval Group на основе теплообменников, использующихся в современных подводных лодках.

На этот раз местом размещения подводного ЦОД был выбран район Оркнейских островов в 193 километрах (120 миль) от берега, глубина погружения составляла примерно 35 метров. Для питания и данных использовался общий кабель, содержащий как силовые линии, способные передать около четверти мегаватта, так и оптические волокна. Проект создавался с прицелом на пятилетний срок работы без обслуживания, с прицелом на 20 лет в будущем. Для обеспечения повышенной надёжности внутреннее пространство контейнера заполнено азотом, который практически инертен и способствует уменьшению износа оборудования.

14 сентября Microsoft сообщила об окончании второй фазы Project Natick, которая продлилась два года. Сам контейнер был извлечён из моря ещё летом, и специалисты и эксперты занялись изучением состояния аппаратного обеспечения, входившего в состав второго прототипа автономного ЦОД. Результат проекта признан очень успешным, возглавляющий Project Natick Бен Катлер (Ben Cutler) заявил, что «дело сделано, и второй вариант Natick можно с полным правом назвать подходящим строительным блоком».

Согласно статистике, около 50% населения планеты проживает недалеко от берега моря, поэтому размещение подводных ЦОД в прибрежных областях вполне оправдано, а Европейский центр морской энергетики (Europetn Marine Energy Centre) вообще говорит о возможности использования для питания таких ЦОД приливных турбин и волновых конвертеров, что сделает их практически автономными, не считая оптоволоконного подключения.

Часть системы охлаждения Natick

Тонкости функционирования Natick ещё предстоит изучить, но предварительные результаты оказались несколько обескураживающими: ЦОД в герметичном контейнере, покоившийся на дне моря, и, естественно, лишённый обслуживания, оказался в восемь раз надёжнее, нежели его копия, расположенная на суше. Причины примерно ясны: стабильные температуры, отсутствие окисляющей атмосферной среды, а также каких-либо серьёзных вибраций. Компания считает, что эти данные могут помочь и в проектировании более надёжных наземных ЦОД.

Microsoft признала, что проект всё ещё далёк от завершения, но считает, что стандартный ЦОД Azure в подводном варианте уже может быть создан. Вице-президент отдела Azure по системам класса mission critical Вильям Чэппел (William Chappell) отметил, что его команда особенно заинтересована в пост-квантовых методах шифрования, критичных для такого рода периферийных центров обработки данных.

Также заявлено, что Natick успешно может служить в качестве периферийного ЦОД или ЦОД с повышенной безопасностью; последнее достаточно очевидно — получить доступ к оборудованию, находящемуся под водой, намного сложнее, нежели в обычном ЦОД. Надёжнее в этом плане может быть только сервер на орбите, но по понятным причинам такое решение намного дороже и сложнее, нежели Natick, оно менее мощное, а также не гарантирует постоянной низкой латентности, которая может быть критичной в edge-сценариях использования.

Американские компании Google и Facebook отказались от планов по прокладке подводного интернет-кабеля Pacific Light Cable Network между США и Гонконгом. Как утверждает сообщивший об этом ресурс Bloomberg, администрация Дональда Трампа заявила, что Пекин может использовать его для сбора информации о гражданах США.

Компании отозвали свою заявку в Федеральную комиссию по связи США (FCC) и подали в конце прошлой недели новую. В ней уже не упоминается первоначально указанный партнёр проекта, компания Pacific Light Data Communication (PLDR) из Гонконга.

Google, Facebook и PDLR первоначально предложили проект под названием Pacific Light Cable Network в 2017 году. Изначально планировалось проложить 13 900 км подводного кабеля от западного побережья США до Тайваня, Филиппин и Гонконга, который рекламировался как первый подводный кабель, напрямую соединяющий Гонконг и США.

Но в 2017 компания PDLR перешла в собственность пекинского провайдера широкополосного доступа Dr. Peng Telecom & Media Group, связанного с Huawei, что вызвало обеспокоенность американских спецслужб. Год назад появились опасения, что проект может попасть под запрет США. К тому моменту уже было проложено 11 тыс. км. В феврале 2020 года Google и Facebook смирились с потерей участков кабеля, идущих к Гонконгу и Китаю.

Пересмотренная заявка компаний по-прежнему включает кабель с выводом на наземные пункты на Тайване и Филиппинах. Агентство национальной безопасности США и Министерство юстиции США рекомендовали FCC одобрить разделы проекта, касающиеся соединения Соединённых Штатов с названными территориями с помощью подводного кабеля. «Мы продолжаем работать по установленным каналам, чтобы получить лицензии на прокладку наших подводных кабелей», — сообщил ресурсу Bloomberg представитель Google.

Google объявила о планах по строительству нового подводного кабеля между США и Европой, с наземными станциями в Нью-Йорке (США), Бьюде (Великобритания) и Бильбао (Испания). Прокладкой подводного кабеля займётся компания SubCom, с которой у Google также имеется контракт на строительство кабелей Dunant и Curie. Новый кабель предполагается запустить в эксплуатацию в 2022 году.

Новый кабель, названный в честь пионера информатики, учёной и коммодора (контр-адмирала младшего ранга) флота США Грейс Хоппер (Grace Hopper), будет подключён к другим подводным кабелям Google, таким как Curie, проложенному между США и Южной Америкой, Dunant (между США и Францией) и Equiano (между Европой и Африкой).

В ближайшем будущем Google планирует запустить новый регион Google Cloud в Мадриде, поэтому неудивительно, что компания рассматривает вопрос о том, как лучше всего подключить регион к своей глобальной сети. Grace Hopper станет первым кабелем Google с выходом на Испанию и её первой частной подводной магистралью в Великобританию.

Кабель будет состоять из 16 пар оптических волокон (32 оптоволокна), и, как подчеркивает Google, он станет первым, где будет использоваться новая архитектура коммутации, разработанная компанией в сотрудничестве с SubCom. Новая архитектура обеспечит повышенную надёжность, а также поможет компании лучше перенаправлять трафик во время перебоев.

Grace Hopper станет четвёртым полностью принадлежащим Google подводным кабелем, в дополнение к Curie, Dunant и Equiano. Кроме того, компания также является членом ряда консорциумов, которые совместно эксплуатируют кабели по всему миру. В общей сложности Google инвестировала в 15 подводных кабелей.

Microsoft одновременно решает ряд инженерных задач с проектом Microsoft Azure Natick: снижает эксплуатационные расходы и обеспечивает меньшие задержки для дата-центров. Что же из себя представляет этот уникальный проект?

Начнем с истории: первый концепт Natick представлял собой стойку с серверами в стальной оболочке, которую опустили в океан, чтобы проверить работоспособность идеи. Попытка была удачной, Microsoft доказала, что можно использовать обычные серверы, развернутые в компактном корпусе на расстоянии 200 км в океане, что примерно давало задержку в 1 мс (2 мс в обе стороны). Видео с экспериментальным дата-центром Natick:

Первая версия Natick была развернута у берегов Калифорнии и проработала 105 дней, что подтвердило жизнеспособность концепта.

Два года спустя Microsoft Research погрузила под воду 14 стоек с серверами у побережья Шотландии. Этот регион был выбран не случайно: именно здесь используется множество возобновляемых источников энергии, что позволило сделать новый Natick еще более экологичным. Видео с демонстрацией Natick второго поколения:

После более чем года работы Natick второго поколения Microsoft поделилась некоторыми данными: с точки зрения эффективности энергопотребления Natick демонстрирует коэффициент PUE в 1,07 — это очень мало для текущего производственного центра обработки данных. Низкий PUE означает снижение эксплуатационных расходов, а также делает Natick более экологичным. Обычный наземный дата-центр использует 4,8 литра воды на кВт/ч, при этом Natick не потребляет воду для работы, однако использует ее по-другому (споры с экологами по поводу нагрева океана и влияния на окружающую среду не закончились какими-то конструктивными выводами, по информации от самой Microsoft, влияние Natick на окружающую среду ничтожно мало). Этот аспект особенно актуален для стран, в которых существует дефицит воды и охлаждение дата-центров превращается в существенную проблему.

Цилиндрический корпус Natick имеет вакуумную герметизацию, что означает, что серверы и ИТ оборудование избавлены от многих вредных факторов, таких как влажность и пыль. Кроме того, учитывая, насколько хорошо вода поглощает тепло и насколько велики океаны, можно утверждать, что на глубине 200 метров для дата-центра будет поддерживаться постоянная температура, без колебаний, свойственных наземным ЦОД (особенно это актуально для жарких регионов, где приходится использовать системы охлаждения с большим запасом). Natick 2 был рассчитан на эксплуатацию в течение пяти лет без технического обслуживания.

Так что же Microsoft может предложить сегодня?

Natick третьего поколения представляет собой множество цилиндрических корпусов, закрепленных на большой стальной раме, в которой проложены коммутационные кабели и кабели питания. Общий размер составляет более 90 м (300 футов), с каждой стороны конструкции есть балластные цистерны для транспортировки и упрощения установки. Natick 3 состоит из 12 цилиндрических корпусов, общая мощность системы достигает 5 МВт, при необходимости могут быть построены и более крупные структуры, так как конструкция модульная и позволяет легко масштабировать мощность при необходимости.

Microsoft не единственная компания, которая ведёт разработки в области подводных дата-центров, существуют еще разработки Nautilus Fata Technologies и более мелкие стартапы, однако они находятся только в самом начале пути и не имеют опыта промышленной эксплуатации дата-центров. Одно можно сказать точно: данное направление будет развиваться и в скором будущем мы увидим еще не одно подобное решение.

Сформированная в апреле при Белом доме США команда Team Telecom рекомендовала Федеральной комиссии по связи США (FCC) отказаться от участка подводного кабеля системы Pacific Light Cable Network (PLCN), соединяющей Соединённые Штаты с Гонконгом.

Команда Team Telecom была создана для проверки участия зарубежных фирм в секторе телекоммуникационных услуг США и является частью Министерства юстиции.

Ранее сообщалось о готовности Google и Facebook отказаться от участка PLCN. Они предполагали, что США могут его заблокировать, и поэтому не упомянули этот участок в запросе на выдачу лицензии, указав лишь подключение к Тайваню и Филиппинам соответственно.

Кабель протяженностью 12 800 км в основном проложен и готов к запуску. Предполагалось, что он будет введён в эксплуатацию в 2018 году, но этого не случилось. В 2017 году гонконгский магнат Вэй цзюнькан (Wei Junkang) продал большую часть своей доли в PLDC, владеющей четырьмя парами волокон PLCN, «дочке» китайской телекоммуникационной компании Dr. Peng Telecom & Media Group. Эта компания подозревается в связях с властями КНР.

Team Telecom призвала FCC разрешить работу участков PLCN, на которые нет прав собственности КНР и которые находятся в отдельном владении и контролируются дочерними компаниями Google LLC и Facebook, Inc. при условии, что дочерние компании заключат «соглашения о недопущении негативных последствий» для соответствующих соединений.

В своем заявлении Team Telecom отметила, что крупнейшим инвестором в PLCN является Pacific Light Data Co. Ltd. из Гонконга, дочерняя компания Dr. Peng Telecom & Media Group Co. Ltd. (Dr. Peng Group), четвёртого по величине провайдера телекоммуникационных услуг в КНР. По словам Team Telecom, Dr. Peng Group имеет связи со службами разведки и безопасности КНР, а также «обязательства согласно законам КНР о разведке и кибербезопасности». Дочернее предприятие Pacific Light Data также связано с государственной телекоммуникационной компанией China Unicom.

Кроме того, команда Team Telecom предложила заблокировать любой кабель, соединяющий США с Гонконгом, добавив, что другие находящиеся на рассмотрении проекты «повлекут за собой аналогичные проблемы».

Консорциум Asia Direct Consortium (ADC) объявил о планах проложить подводный кабель, который соединит семь стран Юго-Восточной Азии (ЮВА). Выполнить работы было доверено корпорации NEC. Протяжённость подводного кабеля с пропускной способностью более 140 Тбит/с, который соединит Гонконг, провинцию Китая Гуандун, Японию, Филиппины, Сингапур, Таиланд и Вьетнам, составляет 9400 км.

Членами консорциума ADC являются SoftBank, Tata Communications, China Telecom, China Unicom, Singtel, филиппинская телекоммуникационная компания PLDT, вьетнамская телекоммуникационная компания Viettel и тайская телекоммуникационная компания CAT. Прокладку предполагается завершить в четвёртом квартале 2022 года.

Singtel

В настоящее время NEC занимается прокладкой кабеля протяженностью 10 500 км для консорциума Southeast Asia–Japan 2 (SJC2), который обеспечит пропускную способность 144 Тбит/с и соединит 11 точек по всей Восточной и Юго-Восточной Азии — по одной станции в Сингапуре, Таиланде, Камбодже, Вьетнаме, Гонконге, Китае и Южной Корее, а также по две посадочные площадки на Тайване и в Японии. Ожидается, что проект, который изначально планировалось выполнить в этом году, будет завершен в конце следующего года.

Ряд глобальных компаний объединил усилия, чтобы проложить подводный кабель для обслуживания африканского континента и региона Ближнего Востока, где почти миллиард человек всё ещё не имеет доступа в Интернет. В их число входят China Mobile International, Facebook, MTN GlobalConnect, Orange, телекоммуникационная фирма STC из Саудовской Аравии, Telecom Egypt, Vodafone и африканская телекоммуникационная фирма WIOCC.

Проект под названием 2Africa будет одним из крупнейших в мире.

В рамках проекта предполагается проложить кабель протяжённостью до 37 000 км и соединить Европу, Ближний Восток (через Саудовскую Аравию) и 21 наземную станцию в 16 странах Африки. Стоимость проекта пока неизвестна. Согласно оценкам экспертов, затраты на его реализацию составят около $1 млрд. Работы по прокладке подводного кабеля будет выполнять компания Alcatel Submarine Networks (ASN).

В совместном заявлении компании сообщили, что ожидают запустить систему к 2023 году или в начале 2024 года. После запуска она будет в состоянии обеспечить пропускную способность больше, чем суммарная способность всех подводных кабелей, обслуживающих Африку сегодня. Согласно проекту, этот показатель будет составлять до 180 Тбит/с на ключевых участках.

В подводном кабеле 2Africa будет реализована новая технология SDM1 от ASN, позволяющая развертывать до 16 пар оптических волокон вместо восьми пар при использовании традиционных технологий, что позволит обеспечить гораздо большую пропускную способность с меньшими затратами.

Компания Google объявила о планах проложить новый оптоволоконный кабель Blue-Raman стоимостью $400 млн, который соединит Индию и Италию и пройдёт через Израиль. Ожидается, что кабель достигнет Израиля в 2022 году, сообщил ресурс Haaretz.

Участок кабеля Raman, названный в честь индийского лауреата Нобелевской премии Венката Рамана и разрабатываемый компанией Omantel, начинается в Мумбаи, далее он будет проложен по дну Индийского океана и по суше через пока не указанную страну (скорее всего, Саудовскую Аравию), вплоть до иорданского порта Акаба.

Haaretz

Здесь Raman соединят с другим участком кабеля под названием Blue, разрабатываемым Sparkle Telecom Italia, который пройдёт через Израиль, затем вдоль Средиземного моря до Генуи (Италия). Используя Израиль в качестве соединительной точки на Ближнем Востоке, Google избегает Египта, где проложено значительное количество подводных кабелей.

Отраслевой эксперт Сунил Тагар (Sunil Tagare) отметил, что прокладка кабеля через Египет обойдётся чрезвычайно дорого, поскольку страна взимает дополнительную плату за это. «Этот кабель не только обеспечит максимальное разнообразие маршрутов, проходящих через Израиль, но и снизит стоимость трафика из Азии в Европу как минимум на 50 %», — утверждает эксперт.

Он высказал мнение, что есть и другая причина для прокладки этого оптоволоконного кабеля. В прошлом году индийский телекоммуникационный гигант Reliance Jio Infocomm заключил партнёрские отношения с Microsoft и, как утверждается, затем потребовал от Google более высокой платы за использование кабеля India-Asia-Xpress (IAX), который соединит Мумбаи и Ченнаи с Сингапуром.

Подводные кабели связи всегда являли собой лакомый кусок для разведслужб любой достаточно развитой страны, ведь достаточно подключиться к такому кабелю тайно, чтобы получить массу ценнейшей информации, в том числе, и секретной.

На этот раз Ирландия обвинила Россию в шпионаже и подготовке к актам саботажа, направленным на подводную кабельную инфраструктуру, соединяющую Европу, Великобританию и США — именно в Дублине находится место, где соответствующие кабели уходят под воду.

Обслуживание одного из подводных кабелей. Фото носит иллюстративный характер

Ранее российские подводные лодки были замечены в местах пролегания трансатлантических кабелей в 2015 году, когда этот факт зафиксировали ВМС США. На этот раз подозрение возникло у ирландской полиции.

По предположениям ирландских спецслужб, в стране могут действовать агенты, отправленные ГРУ. Их целью является получение сведений о том, где и как именно оптоволоконные кабели уходят под воду, а также о возможных способах подключения к ним. Подозрительная деятельность была впервые зафиксирована в порту Дублина — города, соединяющего в информационном смысле Европу, Великобританию и США.

Аппарат проекта 16811 «Консул», предположительно способный выполнять работу по подключению к подводным кабелям

Обеспокоена не только Ирландия, но и США. Так, бывший высокопоставленный сотрудник ЦРУ, Джон Сайфер (Jon Cypher), предполагает, что у возможной российской тайной деятельности в этом регионе есть две основные задачи — перехват ценных данных и перекрытие коммуникаций в случае конфликта.

Сложно даже представить, какой урон может нанести такое перекрытие, ведь от функционирования подводной кабельной инфраструктуры зависит, в числе прочего, и работа мировых финансовых систем. Среди возможных целей России названа и демонстрация своих возможностей в качестве угрозы.

Отметим, что возможностью подключения к подводным кабелям располагает не только Россия — предположительно, такую задачу может выполнять океанографическое судно «Янтарь», оснащённое аппаратами, способными погружаться на глубину до 6000 метров — но и США с их экспериментальной подводной лодкой «Джимми Картер».

Из-за торговой войны между США и Китаем технологическим гигантам Google и Facebook, похоже, придётся смириться с потерей участка подводного кабеля Pacific Light Cable Network (PLCN).

На прошлой неделе, подав заявку в Федеральную комиссию по связи США, обе компании запросили разрешение на активацию подводного кабеля Pacific Light Cable Network (PLCN) между США, Филиппинами и Тайванем, оставив бездействующими спорные участки, соединяющиеся с Гонконгом и материковым Китаем. 

Как оказалось, высокоскоростная интернет-связь технологических гигантов с Гонконгом стала политически токсичной из-за роста напряжённости во взаимоотношениях между Вашингтоном и Пекином.

Общая протяжённость подводного кабеля, который по замыслу участников проекта, должен был напрямую соединить США и Гонконг, составляет 12 800 км, а пропускная способность равна 120 Тбит/с. Этого достаточно, к примеру, для осуществления одновременно 80 млн видеозвонков.

Хотя Google и Facebook являются наиболее влиятельными сторонами, заинтересованными в PLCN, большая часть оптоволоконного кабеля принадлежит компании Pacific Light Data Communication. Продажа в 2017 году этой компании пекинскому провайдеру широкополосного доступа Dr Peng Telecom & Media Group вызвала опасения, которые с тех пор сопровождают этот проект.

Дело в том, что хотя Dr Peng Telecom & Media Group не является государственной компанией, она имеет тесные связи с Huawei, китайским гигантом, обвиняемым правительством США в сотрудничестве с властями Китая и несущим потенциальный риск национальной безопасности.  В августе прошлого года были сообщения, что Минюст США мог вообще  закрыть проект , даже несмотря на то, что большая часть (11 тыс. км) уже была проложена, а стоимость работ оценивалась в $300 млн.