در فروردین‌ماه امسال در خبری به موضوع «امکان‌سنجی غوطه‌ور کردن سرورها در مایع خنک کننده توسط مایکروسافت» پرداخته شد. به تازگی مایکروسافت این فناوری، را در تعدادی از مراکز داده جدید خود عملیاتی کرده و در مورد گسترش آن توضیحاتی را در اختیار رسانه‌ها قرار داده است.
کمبود آب مانع گسترش مراکز داده‌ی مایکروسافت
مایکروسافت اخیراً تعهدات خود را برای صرفه جویی در مصرف آب و انرژی در مراکز داده خود افزایش داد و فناوری سرمایش و استراتژی‌های جدیدی را ارائه کرد که می‌تواند سرورهای خود را از محدودیت های فعلی نجات دهد. آخرین تعهد زیست‌محیطی این شرکت در حالی صورت می‌گیرد که قصد دارد تعداد مراکز داده‌ای را که در سرتاسر جهان فعالیت می‌کند را به طور چشمگیری گسترش دهد؛ اقدامی که می‌تواند استرس بیشتری را بر جوامع خشکسالی‌زده وارد کند، مگر اینکه شرکت راه‌هایی برای استفاده کمتر از آب پیدا کند.
برنامه‌های مایکروسافت برای کاهش مصرف آب و انتشار کربن‌دی‌اکسید
مایکروسافت قصد دارد تا سال 2024 میزان آب مصرفی مراکز داده خود را 95 درصد کاهش دهد و هدف آن درنهایت حذف استفاده از آب است. این بر اساس تعهدی است که سال گذشته برای تبدیل شدن به Water Positive تا پایان دهه انجام داد، به این معنی که نسبت به آنچه برای فعالیت‌های خود استفاده می‌کند، آب بیشتری ذخیره می‌کند. علاوه بر این در سال 2020، مایکروسافت متعهد شد که در همان مهلت مقرر کربن منفی شود، به این معنی که قصد دارد کربن دی اکسیدی بیشتر از آن میزان که آزاد می‌کند، کاهش دهد و ذخیره کند.
مایکروسافت همچنین از تلاش‌های دیگری خبر داد که می‌تواند انتشار گازهای گلخانه‌ای را در داخل و خارج از شرکت کاهش دهد. این شرکت به دنبال استفاده از مصالح ساختمانی برای ساخت مراکز داده خود است که کربن فشرده کمتری دارند، از جمله تحقیق در مورد آجرهای ساخته شده با جلبک و لوله های ساخته شده با قارچ. علاوه بر این مایکروسافت مشابه اقدام گوگل برای نمایش اثر زیست محیطی به کاربران، یک ابزار جدید به نام Microsoft Cloud for Sustainability را پیش‌نمایش کرد که می‌تواند به سازمان‌ها در ردیابی انتشار دی اکسید کربن کمک کند.
سرورهای تشنه‌ی آب، مشکل اساسی مایکروسافت
اما تعهد اصلی در مورد مراکز داده است. مراکز داده مایکروسافت مملو از سرورهایی هستند که کاربران را قادر می‌سازد فایل‌ها را ذخیره کنند، پیام ارسال کنند، خرید و بازی آنلاین کنند. تمام این فعالیت‌ها انرژی زیادی مصرف می‌کند و گرما تولید می‌کند. گرمای بیش از حد می‌تواند بر عملکرد و قابلیت اطمینان سرورها تأثیر بگذارد، اما خنک‌کردن آنها با سیستم‌های تهویه مطبوع باعث افزایش مصرف برق و انتشار گازهای گلخانه‌ای می‌شود. استفاده از آب نیز برای خنک کردن سرورها ممکن است، اما آب در بسیاری از مکان‌های خشک که مراکز داده در آن فعالیت می‌کنند به یک منبع کمیاب تبدیل شده است.
ونکاتش اودامری، استاد و مدیر مرکز منابع آب در دانشگاه فناوری تگزاس می‌گوید یک مرکز داده معمولی تقریباً به اندازه شهری با جمعیت حدود 30000 تا 40000 نفر یا حدود 3 تا 5 میلیون گالن آب در روز مصرف می‌کند. مایکروسافت می‌گوید که مراکز داده این شرکت کمتر از این میزان آب مصرف می‌کنند، هر چند در مناطق و اقلیم‌های مختلف متفاوت است.
مراکز داده مایکروسافت در حال حاضر از خنک کننده آدیاباتیک استفاده می‌کنند که برای خنک کردن دمای داخل به هوای بیرون متکی است. این سیستمی است که از برق کمتری نسبت به تهویه مطبوع و آب کمتری نسبت به برج‌های خنک‌کننده استفاده می‌کند. اما زمانی که دمای سرورها به بالای 85 درجه فارنهایت می‌رسد، هوای بیرون چندان مفید نیست. در آن نقطه، یک سیستم خنک کننده تبخیری وارد می‌شود که از آب استفاده می‌کند.
راه‌حل‌های مایکروسافت برای حذف سیستم‌های تبخیری
مایکروسافت دو استراتژی اصلی را که قصد دارد برای دستیابی به اهداف حفاظت از آب به آن تکیه کند، فاش کرد. اول: در مورد نحوه عملکرد سرورهایش در دمای بالاتر تحقیق کرد و دریافت که می‌تواند محدودیت‌های بالاتری را برای زمانی که سیستم‌های خنک‌کننده تبخیری مراکز شروع به کار می‌کنند، تعیین کند. بدین ترتیب در مناطق خنک‌تر جهان (از جمله آمستردام، دوبلین، ویرجینیا و شیکاگو) مایکروسافت می‌تواند طی چند سال آینده نیاز به آب را به طور کامل برطرف کند.
اما مراکز داده مایکروسافت در مناطق بیابانی، جایی که کمبود آب مشکل بزرگ‌تری است، احتمالاً برای سال‌های طولانی‌تر به بلعیدن منابع آب ادامه خواهند داد. مایکروسافت می‌گوید همان استراتژی که می‌تواند استفاده از آب را در آمستردام و دوبلین حذف کند، مصرف آب در مناطق بیابانی را تا سال 2024 تا 60 درصد کاهش می‌دهد.
اینجاست که بخش دوم طرح مایکروسافت وارد می‌شود. مایکروسافت برای به صفر رساندن ردپای آب خود در آن آب و هوای گرم و خشک، قصد دارد به روش جدیدی برای خنک کردن سرورها روی آورد، همان روشی که در اخبار گذشته به آن اشاره شده بود: غوطه‌ور کردن سرورها در مایع مبتنی بر فلوروکربن. هنگامی که سرورها کار می‌کنند، حرارتی که تولید می‌کنند باعث می‌شود مایع وقتی به 122 درجه فارنهایت (50 درجه سانتیگراد) می‌رسد، بجوشد. مایع در حال جوش حرارت را از سرورها دور می‌کند و سپس به بخاری تبدیل می شود که بالا می‌آید. بخار به درب مخزن خنک شده برخورد می‌کند، متراکم می‌شود و دوباره به داخل وان می‌بارد. این فرآیند که غوطه‌وری مایع دو فازی نامیده می‌شود، یک سیستم خنک‌کننده حلقه بسته ایجاد می‌کند که ضمن خلاص شدن از شر گرما، مصرف آب و برق را کاهش می‌دهد. این یک استراتژی است که شرکت می‌گوید آن را از استخراج‌کننده‌های ارزهای دیجیتال الهام گرفته است، آنها نیز از مقادیر زیادی انرژی استفاده می‌کنند و برای تجهیزات محاسباتی به خنک‌کننده غوطه‌وری مایع روی آورده‌اند. البته در حال حاضر تنها 2 درصد از مراکز داده از روش غوطه‌وری مایع خنک کننده استفاده می‌کنند.
مایکروسافت می‌گوید که رویکردی مرحله‌ای برای پیاده‌سازی استراتژی‌های خنک‌کننده جدید خود برای مراکز داده اتخاذ خواهد کرد. خنک‌سازی غوطه‌ور به سرورهای جدید و طراحی‌شده‌ای نیاز دارد و مایکروسافت منتظر خواهد ماند تا پیکربندی‌های سرورهایش قدیمی شوند و آنها را در مراکز داده موجود جایگزین کند. حتی تعداد زیادی از مراکز داده جدیدی که این شرکت برنامه‌ریزی کرده است، در ابتدا با سیستم‌های خنک‌کننده هیبریدی ساخته می‌شود که به فناوری غوطه‌وری جدید منتقل می‌شود.
مایکروسافت قصد دارد سالانه 50 تا 100 مرکز داده جدید بسازد تا بتواند با تقاضای خدمات ابری خود پاسخگو باشد. انتظار می‌رود ترافیک جهانی اینترنت تا سال آینده دو برابر شود. این یک فرصت بزرگ برای شرکت است، اما یک چالش بزرگ برای اهداف جدید پایداری شرکت نیز به شمار می‌آید.
به عنوان مثال، تنش‌ها در اطراف مراکز داده در آریزونا، جایی که مایکروسافت مرکز جدیدی را در سال جاری افتتاح کرد، افزایش یافته است. پس از اینکه مقامات فدرال اولین کمبود آب در رودخانه کلرادو را در ماه اوت اعلام کردند، آریزونا با قطع قریب‌الوقوع آب خود مواجه شد. این قطعی‌ها اساساً آب را برای کشاورزی محدود می‌کند، اما برخی از ساکنان نگران هستند که مراکز داده جدید در منطقه رقابت را برای منابع آبی که در حال حاضر کمیاب هستند بیش از پیش تشدید کند.
این شرکت باید به مسائل منحصر به فرد در هر مکانی که در آن مرکز داده می‌سازد رسیدگی کند و توجه ویژه‌ای به مکان‌هایی که تحت تنش آبی بیشتر هستند، داشته باشد.
