هل مركز بيانات مايكروسوفت يسخن البحر حولها

كجزء من مشروع Natic ​​، خفضت Microsoft مركز البيانات الخاص بها إلى قاع بحر الشمال . وقد أعرب بعض خبراء البيئة عن قلقهم من أن وضع مصدر حرارة قد يكون ضارًا بالبيئة. تقول Microsoft Ben Cutler أنه "في أسوأ الأحوال ، يمكن أن ترتفع درجات الحرارة بألف درجة . " قررت العد ومعرفة من هو على حق.



الأسماك التجارية الرئيسية في بحر الشمال هي الرنجة. أدى الصيد المكثف على المدى الطويل للرنجة ، المفلطح ، الحدوق ، إلى انخفاض مخزونها ، إلى انخفاض في قدرة استعادة هذه الأنواع. بالإضافة إلى ذلك ، منذ بداية الستينيات ، أصبح البحر أحد أكبر المراكز العالمية لاستخراج النفط من أحشاء تحت الماء ، مما أثر سلبًا على ظروفه البيولوجية ، وخاصة موارد الأسماك. الآن يقدر الوضع البيئي في بحر الشمال بأنه أزمة سابقة. دعونا نحاول معرفة ما سيصبح من درجة الحرارة إذا كان مركز البيانات يعمل بكامل طاقته ، وإذا أصبح الرنجة أكثر حزنًا.

وغمر مركز البيانات بالقرب من جزر أوركني (اسكتلندا).



إذا حكمنا من خلال خريطة القيم المناخية على سطح المحيطات ، تقع هذه المنطقة في توزيع من 5 إلى 10 درجات.



ولكن هذا على سطح الماء ، ولكن ماذا عن عمق 37.5 متر ، أين "سقط" مركز البيانات هذا؟ هنا ، تأتي مقالة غنية بالمعلومات حول بحر الشمال لمساعدتنا ، والتي يتبعها أن درجة الحرارة على سطح الماء وفي العمق ، إذا اختلفت ، ليست كبيرة. ولكن في المناطق التي يصل عمقها إلى 50 مترًا ، هناك معالجة منزلية أو حالة قريبة منها. المعالجة المنزلية هي عندما تكون درجة الحرارة هي نفسها في حجم كبير من الماء وتساوي 4 درجات مئوية. يرتبط هذا بخريطة التوزيع ، لذلك نأخذ في الاعتبار حقيقة أن درجة حرارة الماء حول مركز البيانات تساوي هذه 4 درجات.



إذا حكمنا من خلال الخرائط ، لا يتم ملاحظة التيارات في منطقة جزر أوركني بشكل خاص. لذا بالنسبة للحسابات ، نتجاهل حقيقة أن درجة الحرارة يمكن أن تتقلب. تدفقات كبيرة دافئة أو باردة عبر الجزر لا تمر ، وبالتالي فإن الوضع هناك مستقر.

وهكذا ، لدينا بركة ضخمة مشروطة بمياه مالحة ، حيث تم تخفيض مركز البيانات. لحساب كيف ستؤثر كبسولة الاحترار الضخمة على درجة حرارة البحر ، نحتاج أولاً إلى حساب كتلة البحر. حجم البحر معروف - 49 ألف كيلومتر مكعب. نترجم هذا إلى نظام SI ونحصل على 49.000.000.000.000 متر مكعب أو (49.000.000.000.000.000 لتر). كثافة الماء 1000 كجم / م 3. ولكن لدينا مياه مالحة ، لذلك لا يمكننا ببساطة أخذ 1000. تختلف ملوحة المياه في أوقات مختلفة من السنة ، اعتمادًا على التيارات ، ولكن المتوسط ​​هو 32 . بمعرفة هذا المؤشر ودرجة حرارة 4 درجات ، يمكنك حساب كثافة الماء في مجموعتنا التقليدية . تبلغ 1025 كجم / م 3 ، وسيتم استخدام هذه القيمة في المستقبل.

لذا ، لدينا حجم بحرنا وكثافته. من أجل بساطة الحساب ، نحن نقبل أن تجمعنا متجانس ، وكثافته هي نفسها في كل مكان ، ودرجة الحرارة أيضًا. علاوة على ذلك ، من أجل الحصول على نتيجة بسيطة نسبيًا ، يجب أخذ شيء آخر كأمر مسلم به: البحر لا يتبخر الماء ولا يوجد تبادل حراري مع القاع. على وجه التقريب ، هذا هو الماء مغلق في وعاء مغلق (نعم ، بحجم 49 تريليون لتر) ، وهو في فراغ.

نعود إلى كتلة البحر. كل شيء بسيط للغاية هنا. نضرب الحجم بالكثافة ونحصل على:

49،000،000،000،000 * 1،025 = 50،225،000،000،000،000 كغم = 50،225،000،000،000،000،000،000

كان لدينا كتلة بحر الشمال ، ودرجة الحرارة على عمق 37.5 مترًا ، وكثافة المياه المالحة ، وكبسولة بطول 12 مترًا ، وتيارات تحتية غير مهمة ، وتبخر الماء ، والتبادل الحراري مع القاع ، والحمل الحراري ، ومعدن غير معروف في مركز البيانات ، ورفوف الخادم مع استهلاك 250 كيلو واط. ليس هذا كل ما كان ضروريًا للعناية بالبيئة ، ولكن بمجرد أن تبدأ في عد الأشياء الغريبة ، ثم انتقل إلى هوايتك حتى النهاية. الشيء الوحيد الذي أزعجني هو الحمل. لا يوجد شيء في العالم لا يمكن التنبؤ به وفوضوي أكثر من الحمل الحراري للمياه على عمق 37.5 متر. لكنني أدركت أننا سرعان ما سنغرق فيه.


إطار من فيلم الخوف والكراهية في لاس فيجاس

عند هذه النقطة من حساباتي ، أدركت أن افتراض أن البحر عبارة عن تجمع في وعاء في فراغ ليس كافياً. لأن لحساب كل شيء بأكبر قدر ممكن من الدقة ، تحتاج إلى مراعاة نقل الحرارة والحمل الحراري ثم أخذ شرائح زمنية مختلفة ، لأن في الصيف والشتاء ، يتصرف البحر بشكل مختلف. وفي مكان آخر ، تحتاج إلى الحصول على الكثير من بيانات المصدر ، التي ليست موجودة. على سبيل المثال ، لا نعرف بالضبط ما هي الكبسولة التي تحتوي على مركز البيانات. ولكن بما أنه لا يزال لدينا تجمع من الماء في فراغ ، فلن نحصل على الدقة المناسبة على أي حال. لذلك ، تحتاج على الأقل إلى الوصول إلى الهدف الأصلي - لفهم كيف ستؤثر حرارة الخوادم على البحر (بحرنا الشرطي في فراغ ، بالطبع).

دعنا ننتقل إلى الكبسولة. لدينا بيانات بأن طوله 12 مترًا ، وقطره 2.8 مترًا (مع مكونات خارجية تصل إلى 3.18 مترًا) ، وداخله مليء بالنيتروجين المجفف. ولكن في المجال العام لا توجد معلومات حول مواد الجدران والمعلمات الأخرى من أجل حساب الموصلية الحرارية بشكل صحيح. ولكن في بيان صحفي على الموقع ، كان من الممكن العثور على مؤشر مفيد يستهلك مركز البيانات عند أقصى حمولة 240 كيلووات. هذا ما سنستخدمه. افترض (نعم ، العديد من الافتراضات ، ولكن بدونها بأي شكل من الأشكال) أن الكبسولة باردة جدًا والتوصيل الحراري للجدران يكفي لتحويل كل شيء تستهلكه الخوادم. وأن كل الطاقة المتلقاة في الكبسولة تتحول إلى حرارة ولا توجد خسارة.


Crap Taxidermy بواسطة كات سو ، بقلم يانغ ماويوان ، المصدر .

حسنًا ، يكفي الآن فقط تحويل الطاقة إلى كمية الحرارة ، أي الواط إلى الجول. لأن واط هو J / s ، فقط اضرب 240،000 واط في عدد الثواني في السنة. سنتناوله لمدة عام ، لأنه في الأجزاء الصغيرة نحصل على قيم غير تمثيلية للغاية (الأرقام التي تحتوي على عدد كبير من الأصفار بعد الفاصلة العشرية)

240 كيلوواط * 365 يومًا = 240،000 واط * 365 يومًا * 24 ساعة * 60 دقيقة * 60 ثانية =
240000 * 365 * 24 * 60 * 60 = 7568400000.000 ج.

حصلنا على كمية الحرارة التي ينتجها طفلنا المعجزة في عام واحد.
لنر الآن مقدار الحرارة اللازمة لتدفئة البحر بدرجة واحدة. الصيغة هنا بسيطة نسبيًا أيضًا: Q = c * m * t ، حيث Q هي كمية الحرارة ، m هي كتلة الجسم ، t هو الفرق بين درجات الحرارة الأولية والنهائية للجسم (في حالتنا - 1 درجة) ، c هي الحرارة النوعية للمادة.

لدينا الكثير من البحر. نأخذ الحرارة المحددة من الكتاب المرجعي وهو 3.898 J / (g · ° C). من المهم جدًا عدم الخلط في الأبعاد ، فنحن نأخذ الكتلة بالجرام.

50.225.000.000.000.000.000 جم. * 3.9898 J / (g ° C) * 1 = 195.777.050.000.000.000.000 ج.

هذه هي كمية الحرارة اللازمة لتدفئة بحر الشمال بدرجة واحدة ، إذا كنت لا تأخذ في الاعتبار أنها بالفعل جزء من المحيط.

نجد نسبة كمية الحرارة من الخادم إلى الحرارة اللازمة لتسخين البحر بدرجة 1.

568 640 000 000/195 777 050 000 000 000 000 = 0.000000038

وهكذا ، في عام واحد سوف يسخن مركز بيانات Microsoft بحرنا الفراغي ليس حتى بدرجة واحدة ، ولكن بمقدار 0.000000038 درجة. وإذا تذكرنا الآن أن الحمل الحراري ، والتيارات ، وتبادل الحرارة مع القاع ، وخسائر أثناء تحويل الطاقة ، وحمل غير مستقر على مركز البيانات ، أن هذا البحر هو في الواقع جزء من المحيط ، وغيرها ، وغيرها ... اتضح أنه لا يوجد لن يكون لمركز البيانات تأثير كبير على درجة حرارة الماء. لذا ، فإن قرار خفض الخادم في البحر للتبريد السلبي صحيح ، ويمكن للرنجة أن تسبح بأمان. شكرا للقراءة.

ملاحظة: إذا وجدت أي أخطاء في الحسابات أو تعرف كيفية تقدير الحمل الحراري وتوزيع الحرارة بشكل صحيح من مركز البيانات على مسافات مختلفة على عمق 37.5 متر ، اكتب في التعليقات.

PPS: لقد تحدثت مع عالم محيطات مألوف ، وأكد أنه لن تكون هناك عواقب بيئية مع كبسولة واحدة ، كل شيء غير مهم للغاية.