Microsoft'un Yeni Nesil Verimerkezleri

Microsoft uzun süredir veri merkezlerinin kapasitesini ve verimini artırmak için çok ciddi bir mühendislik bütçesi harcıyor. Washington’daki Quincy yapısının ikinci fazının tamamlanmasıyla birlikte “Microsoft Global Foundation Services” ekibi bir dizi yeni video ve teknik kaynağı internete sundu. Bu kaynaklar Quincy’nin yeni modüler etabı, Dublin İrlanda’daki mekanik soğutucusuz veri merkezi ve dünyanın o güne kadarki en büyük konteyner yapıdaki veri merkezi olan Chicago tesisi etrafında dönüyor.

Microsoft’un veri merkezi tasarımındaki gelişimi şirket “Generation 1, 2, 3, 4” diye sınıflıyor ve şu an dördüncü nesilden bahsediyoruz. Birinci nesil tipik kurumsal veri merkezi mimarisini (1989–2005), ikinci nesil scale-out odaklı raised-floor tasarımı (2007), üçüncü nesil modüler raised-floor (Chicago alt katı), dördüncü nesil ise tamamen konteyner ya da prefabrik modül tabanlı saha kurulumunu ifade ediyor. Bu yazıda üç ana lokasyon üzerinden bu evrimi inceleyelim.

Microsoft Modular Datacenter, Quincy, Washington

Quincy’nin ilk fazı 2007’de açıldığında klasik yapı içi tasarımdı; yaklaşık 470 bin metrekare kapalı alanla devasaydı. 2010 sonunda devreye alınan ikinci faz ise tamamen modüler. Elektrik, mekanik ve sunucu kaynağı konteyner modülleri olarak sahaya geliyor. Bu yapının avantajlarını saymak gerekirse:

• Esneklik: Her konteyner kendi içinde tier seviyesini belirleyebiliyor. Bir konteynere N+1, diğerine 2N yapılandırma uygulanabiliyor; geleneksel modelde tüm yapıda tek bir tier seçimi yapmak zorundasınız.
• Alandan kazanım: Konteynerlerin sıkı paketlenebilirliği sayesinde aynı IT kapasitesi için daha az fiziksel alan yetiyor.
• Hızlı kurulum: İkinci fazın saha hazırlığı + konteyner yerleştirme süresi yaklaşık sekiz ay. Klasik bir veri merkezinde aynı kapasitenin 18–24 ayda geldiğini düşünürsek, ciddi bir kazanç.

Microsoft bu yapı sayesinde Quincy genişlemesini geleneksel modele kıyasla yaklaşık %60 daha az sermayeyle tamamladı diyebiliriz. Hedeflenen PUE değeri ise 1.2 civarında, sektör ortalamasının (1.7–2.0) çok altında.

Microsoft Dublin Datacenter, Mekanik Soğutucusuz Mega Veri Merkezi

Dublin veri merkezi Microsoft’un ABD dışındaki ilk “mega-center” olarak konumlandırdığı tesis. Toplamda yaklaşık 303 bin metrekare alana inşa edilmiş; kapasitesi sürekli büyüyor. Tesisin en dikkat çekici özelliği bünyesinde mekanik (chiller tabanlı) soğutma sisteminin neredeyse hiç bulunmaması.

Mühendislik tarafında “air-side economization” denen yaklaşımla dış havayı doğrudan veri merkezi içine alıyorlar. İrlanda’nın yıl boyunca serin ve kuru iklimi sayesinde sunucular dış havayla soğutuluyor; sıcaklığın yükseldiği ender günlerde adiyabatik soğutma (suyu buharlaştırarak havayı serinletme) devreye giriyor. Sonuçta hem chiller maliyeti hem de su tüketimi minimum seviyeye iniyor.

Microsoft’un bu yapıdan açıkladığı kazanç yaklaşık %50 elektrik tasarrufu. Avrupa enerji fiyatları düşünüldüğünde, bu yıllık milyonlarca dolarlık bir fark anlamına geliyor. Aynı zamanda Dublin tesisi, Microsoft’un Avrupa bulut hizmetlerinin (Azure’un Avrupa bölgeleri, Hotmail / Live ID gibi servislerin önemli bir kısmı) ana lokasyonu konumunda.

Microsoft Chicago Datacenter, Konteyner Çağının Açılışı

Chicago veri merkezi 2009’da devreye girdi ve dünyanın o tarihteki en büyük konteyner yapıdaki veri merkezi unvanını aldı. Yaklaşık 65 bin metrekare alana kurulu yapı çift katlı bir mimariye sahip: alt kat klasik raised-floor tarzında, üst kat ise tamamen konteyner yerleştirme alanı. Tek bir konteyner 1.800–2.500 sunucu barındırabiliyor; tesisin tam kapasitesinde 200 binin üzerinde sunucu işletilebiliyor.

Veri merkezinde Microsoft’un çok sayıda servisi (XBox Live, MS Azure platformunun bir bölümü, Bing’in arka uç işleri) barındırılıyor. Tasarımı sayesinde karbon ayak izinde ciddi düşüşler sağlanıyor ve tesis “Green Enterprise IT” gibi ödüllere layık görülmüş durumda.

Chicago’nun gerçekten yenilikçi yanı, sunucu tedarikinde uygulanan “container-as-a-unit” yaklaşımı. Microsoft, sunucu üreticisinden konteyner içine yerleştirilmiş, kablolanmış ve test edilmiş bir blok satın alıyor. Saha tarafında yapılan tek şey güç ve soğutma bağlantılarını kurmak. Saha kurulumu gün düzeyinde inebiliyor. Önümüzdeki yıl Microsoft’un bir sonraki adımı muhtemelen konteynerden bile daha yalın, üzeri sadece çadırla kapatılmış prefabrik modüller olacak.

Dördüncü Nesil Veri Merkezi Stratejisinin Anatomisi

Microsoft’un dördüncü nesil yaklaşımının özünde birkaç temel karar var:

1. Çevresel kontrol toleransının gevşetilmesi: Geleneksel veri merkezleri 20–22°C ve düşük nem değişiminde çalışırdı. Microsoft (ve AWS, Google) yeni nesilde 30–35°C üst sınırı ve geniş nem aralığı tanımlıyor. Bu, “free cooling” kullanılabilen saat sayısını yıl boyunca ciddi şekilde artırıyor.
2. Modülerlik: Veri merkezi bir bina değil, bir saha düzeni. Konteyner ya da prefabrik modüller eklendikçe kapasite büyüyor. CapEx ihtiyacı doğrusal hâle geliyor.
3. Tedarikçiyle daha derin entegrasyon: Server ODM’leri, raf üreticileri, soğutma firmaları artık konteyner içi tasarımın paydaşları olarak çalışıyor.
4. PUE hedefi olarak 1.2: Bu, 2010’da ulaşılabilir gelmiyordu; Microsoft bunun Chicago’da yapılabildiğini göstermiş oldu.

Geleneksel Veri Merkezi Yapımıyla Karşılaştırma

Klasik tier-III ya da tier-IV bir veri merkezi inşaatı kabaca şu kalemleri içerir: arazi, kabuk yapı, mekanik (HVAC + chiller), elektrik (UPS + jeneratör), raised-floor, kablolama, ardından sunucu yerleşimi. Süreç 18–24 ay, kWh başına sermaye maliyeti 12–20 dolar arası. Modüler yaklaşımda saha hazırlığı + güç + iletişim bağlantıları tamamlandıktan sonra her ekleme 1–3 ay içinde devreye alınabiliyor; kWh başına sermaye maliyeti 5–10 dolar civarına iniyor. Rakam tabii her vaka için değişiyor ama eğilim net.

Türkiye Perspektifi

Bizim ölçeğimizde mega-center inşa edecek bir operatör henüz görünmüyor ama modüler yaklaşım orta ölçekli kurumsal veri merkezleri için de düşünülebilir bir model. Trakya ve İç Anadolu yılın yarısından fazlasında free cooling için yeterince serin; konteyner tabanlı bir modülün soğutma maliyetini ciddi şekilde indirebilir. Önümüzdeki birkaç yılda Türkiye’de de modüler bir tesis görmek beni şaşırtmaz.

İlerleyen süreçte Microsoft’un veri merkezleri tarafındaki yeni kararlarını ve gelecek planlarını takip etmeye devam edeceğim.