Doğanın güçleri
Köklerin izini sürmek
Birinden “bulutun” veya bulut bilişim hizmetlerinin görsel bir tanımını vermesini istemek, havanın görsel bir tanımını istemek gibidir. Çevrimiçi siparişler, mesajlaşma uygulamaları ve sosyal medya gibi günlük etkinlikler onsuz gerçekleşemez ancak tam olarak ne olduğunu kelimelere dökmek zordur.
Yine de bulut ve hava, kavraması kolay olan benzer nitelikleri paylaşır. Hava gibi, bulutun her zaman etrafımızda olduğunu biliyoruz. Onsuz hayatın çok zor olacağının farkındayız ve her ikisi de bizim için görünmez olsa da içlerinde paha biçilmez şeyler taşıdıklarını biliyoruz. Hava için bu bileşenler ağırlıklı olarak nitrojen ve oksijen molekülleridir; bulut içinse bu, bizim verilerimizdir.
Ancak bu temel anlayış yalnızca daha fazla soru doğurur.
Verilerimiz ilk etapta buluta nasıl girdi? Oradan nereye gidiyor? Nerede saklanır ve 7/24 nasıl kullanılabilir?
Bu uhrevi soruların cevabı aslında oldukça fiziksel ve somut bir cevaptır: veri merkezleri.
Veri merkezleri, Microsoft Bulut’un bel kemiğidir. Bunlar, verilerimizi bulut üzerinden depolayan ve taşıyan binlerce sunucuyu barındıran ve bakımını yapan fiziksel altyapıdır. Sunucuları çalışır durumda tutmak için gerekli temiz ve serin ortamın yanı sıra sabit bir enerji kaynağı sağlarlar.
Microsoft Bulut Operasyonları ve İnovasyondan Sorumlu Kurumsal Başkan Yardımcısı Noelle Walsh. “Şu anda 34’ten fazla ülkede 300’den fazla veri merkezi işletiyoruz. Veri merkezi filomuz yaklaşık 700 futbol sahasına eşdeğerdir” diyor.
Bulut hizmetlerine olan talep, kısmen küresel olarak AI kullanımındaki son artış nedeniyle her geçen yıl katlanarak artıyor, bu da Microsoft’un veri merkezi altyapısının da hızlı bir şekilde büyümesi gerektiği anlamına geliyor.
Bu büyüme için önemli bir husus, veri merkezlerinin dünyanın artan bulut bilişim talebini en az çevresel ve topluluk etkisi ile sürdürülebilir bir şekilde nasıl karşılayabileceğidir.
Veri merkezleri; evlere, ofislere ve trafik ışıklarına güç sağlayan aynı elektrik şebekesinden enerji alır. Sürekli çalışıyor olmaları gerektiğinden dizel yakıtlı yedek jeneratörler ve elektrolikit akülü kesintisiz güç kaynakları, geleneksel olarak elektrik kesintileri durumunda operasyonların temel dayanağı olmuştur.
Ek olarak, veri merkezlerinin fiziksel ölçeği çok büyük olabileceğinden bulundukları alanlarda aşılabilir bir ekolojik ayak izine sahiptirler.
Walsh, “Günlük çalışmalarımızın temel bir parçası, kullandığımız doğal kaynakların sayısını azaltmak için veri merkezlerimizin tasarımını ve operasyonel verimliliğini iyileştirmektir” diyor. “Bunu, taahhütlerimiz doğrultusunda çalışırken sürdürülebilirliği temelimiz haline getirerek ve çevre üzerindeki etkimizi en aza indirmek için günlük operasyonlarımızı sürekli olarak uyarlayarak yapıyoruz.”
Veri merkezlerinin sürdürülebilirliğini iyileştirmeye yönelik temel yaklaşım inovasyondur. Dahili Ar-Ge ekipleriyle çalışarak ve dış uzmanlarla iş birliği yaparak, kurum içi uygulamalar ve politikalar, bu tür alanların inşası ve işletilmesinde yeni yaklaşımların test edilmesi ve hayata geçirilmesinin faydalarına dair sektöre net örnekler sunmuştur.
İyi bir komşu olmak
Bir Microsoft veri merkezinde inovasyonun başlangıç noktası, doğanın kendi 3,8 milyar yıllık Ar-Ge Modern tasarım zorluklarını sürdürülebilir bir şekilde çözmek. Biyotaklit ve Gelişmiş Ekosistemler Direktörü Kaitlin Chuzi, bu çalışmada önemli bir liderdir.
Chuzi, “Herhangi bir bina inşa edildiğinde ekolojik bir maliyet vardır, bu yüzden bu şeyleri azaltmak için çalışıyoruz” diyor. “Önemli olan, alanı yerel ekosistemi göz önünde bulundurarak bütünsel ve sistematik olarak tasarlamamızdır.”
Kaitlin ve ekibi, milyonlarca yıllık evrim boyunca doğal olarak ortaya çıkan bitkilerden, hayvanlardan ve elementlerden elde edilen çözümleri kullanan ve taklit eden biyotaklit konusunda uzmandır. Biyotaklitten yararlanmak, veri merkezlerinin gezegen ve ekosistemleriyle olan ilişkisini yeniden şekillendirebilir. Her şey, sitelerin faaliyet gösterdiği mevcut topluluklarla uyum içinde olmak ve onlara olumlu katkıda bulunmakla ilgilidir.
Örneğin, bazı bölgeler geleneksel yağmur suyu tutma havuzlarını, su kalitesini filtrelemeye ve iyileştirmeye yardımcı olan ve yerel türlerin yaşaması için habitatlar yaratan insan yapımı sulak alanlara dönüştürmüştür. Bazı araştırmacılar ise kuşların zamanla algılayıp kaçınmayı öğrendiği örümcek ağlarındaki UV enzimlerinin özelliklerini taklit eden özel UV camlar kullanmayı araştırıyor. Bu camlar sayesinde kuşların binalara çarpma vakaları azaltılabiliyor.
Kuşlar, bazı örümcek ağlarında bulunan UV enzimlerini tespit edebilmek ve bunlardan kaçınabilmek için evrimleşmiştir. Kuşların pencerelere çarptığı olayların sayısını azaltmak için Kaitlin ve ekibi, bu enzimin özelliklerini taklit eden özel UV camını entegre etmeyi araştırıyor.
Biyoçeşitliliği artıran dikey bitki örtüsüne sahip yeşil duvarlardan, yağmur suyunun aşağıdaki zemine akmasına izin veren geçirgen kaldırımlara kadar doğa, veri merkezlerini çevrelerindeki ortamla daha uyumlu hale getirmenin harika bir öğretmeni olmuştur.
Veri merkezleri oluşturmak için kullanılan malzemeler, inovasyon yoluyla sürdürülebilirlik taahhütlerini ilerletmek için de büyük fırsatlar sağladı.
“Sağlıklı ve bozulmamış bir referans habitatı kıyas noktası olarak alırsak o ekosistem %100 ekosistem işlevine sahiptir. İlk modellerimiz, veri merkezlerini bu işlevin %75’ini koruyacak şekilde tasarlayabileceğimizi gösteriyor.”
Kaitlin Chuzi
Veri merkezlerinde önemli bir malzeme olan beton, tüm küresel karbon emisyonlarının %8’ini oluşturuyor ve bu da onu dünyadaki sera gazlarına en büyük katkıda bulunanlardan biri yapıyor. Microsoft, daha derin karbon azaltımları sağlamak için geri dönüştürülmüş cam kullanarak döşeme yapılarındaki karbonu yaklaşık yarı yarıya azaltacak yeni bir beton karışımının pilot uygulamasını gerçekleştiriyor. Prometheus Materials ile iş birliği içinde başka bir laboratuvar ölçekli pilot uygulama, tesislerde karbonu sıfıra yakın bir seviyeye düşürme potansiyeline sahip kireçtaşı ve yosun bazlı betondan yapılmış yapısal malzemeler kullanıyor.
Yine de bir veri merkezinin dışında ve çevresinde olup bitenler için sürdürülebilir çözümler geliştirmek, işin yalnızca yarısıdır. İçeride ne olduğu da bir o kadar önemli. Daha spesifik olarak, tüm bu alanlarda her gün 7/24 kesintisiz enerji sağlamak en önemli meseledir. En kısa elektrik kesintisi bile tüm bulut altyapısında muazzam dalgalanma etkilerine neden olacaktır.
Bu devasa görevin günlük “nasıl” sorusunu ele alan yetkili, Veri Merkezi Enerji Stratejisi Kıdemli Direktörü Audrey Lee’dir. Audrey, veri merkezleri için enerji tedarik etmeyle ve bu tedarikin, şebekeyi paylaştıkları toplulukları nasıl etkileyeceğini belirlemeyle ilgili karmaşık planlama ve stratejiyi denetler.
“Geçmişte Microsoft veri merkezleri, şebekenin daha küçük bir bölümüne ihtiyaç duyuyordu. Ancak talep arttıkça şebekeden daha fazla pay almamız gerekti, bu nedenle etkimizi anlamak önemli” diyor Lee.
Audrey’nin ekibi, şimdi ve gelecekte şebekeye olan bu artan talebi daha iyi anlamak için şebeke kullanımını tahmin eden ve böylece uygun, sürdürülebilir ve en uygun zamanda planlanabilen şebeke modellemesi adı verilen bir yaklaşımdan yararlanıyor.
Microsoft bir enerji şirketi olmasa da birçok yönden bir altyapı şirketidir ve enerji, herhangi bir bulut altyapısı için paha biçilmez bir kaynaktır. Bu nedenle, sürdürülebilir enerji uygulamaları ve olumlu bir topluluk etkisi yaratmak işletmenin önemli sorumluluklarıdır.
Olumlu etki yaratmanın bir yolu, şebeke stabilizasyonu ve şebekeye geri katkıda bulunmaktır.
Lee, elektrik tüketimi arttıkça şebekedeki güç talebi ve arzının her zaman eşleşmeyebileceğini açıkladı. Microsoft, şebeke kesintisi durumunda yedek olarak kesintisiz batarya ile çalışan tedarik sistemlerine sahiptir ve bu sistemler, veri merkezlerinin elektrik talebinin bir kısmını geçici olarak bu bataryalara kaydırarak şebekeye geri hizmet sağlayabilir ve şebekenin stabilizasyonunu destekleyebilir.
Bu yedekleme sistemleri için alternatif güç kaynaklarının yanı sıra veri merkezlerinin içindeki sunucu soğutma sistemlerinin geliştirilmesi, inovasyon için başka bir büyük fırsat olduğunu kanıtladı.
Doğayla birlikte yenilik yapmak
Biyotaklit
Biyotaklit, tarihin en eski öğretmeni olan doğadan öğrenmekle ilgilidir. Görünürde gizli, çağdaş sorunları çözmek için entegre edilebilen ve taklit edilebilen zamansız çözümlerdir. Veri merkezlerinin ekolojik işlevini bu şekilde geliştiriyoruz.
Yeşil hidrojen
Yeşil hidrojen, hidrojenin zararlı yan ürünler olmadan su moleküllerinden ayrıldığı elektroliz adı verilen bir işlemle oluşturulur. Microsoft’un veri merkezi filosu için bu tür hidrojen gücünü ölçeklendirme çabaları, dünya çapında enerji sektörü için bir ilk olacak.
Şebeke stabilizasyonu
Elektrik tüketimi arttıkça talep ve arz her zaman eşleşmeyebilir. Şebekenin bu dengeyi korumasına yardımcı olmak, şebeke stabilizasyonunun merkezinde yer alır. Veri merkezleri, kesinti durumunda her zaman çalışan kesintisiz bir yedek güç kaynağı sistemine sahiptir. Şebekede daha büyük bir talep olduğunda kendi elektrik talebimizin bir kısmını bu enerji kaynaklarına kaydırmak mümkündür, bu da daha sonra stabilizasyonunu destekler.
Sonia Maleky, Hidrojen Teknolojisi Direktörü
İnovasyondan güç alan bir gelecek
Microsoft Hidrojen Teknolojisi Direktörü Sonia Maleky, “Hidrojen yakıt hücresi teknolojisi daha küçük ölçeklerde ticarileştirildi ancak Microsoft, elektrik kesintileri ve diğer hizmet kesintileri durumunda sürekli operasyonları destekleyen yedek dizel motorlu jeneratörlerin yerini alarak, veri merkezleri için ölçekte multi-megawatt üretimini gösteren ilk şirket oldu” diyor.
Yeşil hidrojen; veri merkezleri, ticari binalar ve hastaneler dahil olmak üzere farklı endüstrilerde mükemmel bir sürdürülebilir enerji kaynağı olma potansiyeline sahiptir. PEM yakıt hücreleri; yanma, partikül madde ve karbon emisyonu olmadan hidrojen ve oksijeni elektrik, ısı ve su üreten kimyasal bir reaksiyonda birleştirir.
Sonia’nın ekibi, bugün bildiğimiz şekliyle enerji sektörünü değiştirme potansiyeline sahip enerji yenilikleri üretiyor. Yeşil hidrojenin endüstriyel ölçekte uygulandığını göstermek, dahili olarak daha fazla sürdürülebilirlik getirecek ve benzer hedefleri ve taahhütleri olan diğer şirketler için de aynı şeyi yapmak üzere güçlü bir kullanım senaryosu olacaktır.
“Sıfır emisyonlu çözümlere doğru ilerlemek için uygulanabilir yedek güç seçenekleri olarak hidrojen yakıt jeneratörlerinin başarılı bir şekilde uygulanması amacıyla yeşil hidrojen tedariği, hidrojen yakıt hücreleri ve hidrojen depolama dahil olmak üzere sağlam bir yeşil hidrojen ekonomisine ihtiyacımız var.”
Sonia Maleky
Geliştirilmekte olan ve hidrojen yakıt hücresi kadar heyecan verici olan bir diğer yenilik de soğuk plaka teknolojisidir. Soğutma sistemlerinden çıkarılan sıcak suyu soğuk su olarak geri dönüştüren bu teknolojinin uygulanması, Microsoft’un sistemlerini geleneksel sistemlerden %90 daha verimli hale getirdi. Sonunda bu, dış kaynaklardan hiç su gerektirmeyen tamamen kapalı döngü bir sistem olacaktır.
Soğutma sistemleri için suyun geri dönüştürülmesinin yanı sıra, türünün ilk örneği olan Döngüsel Merkezler programı, veri merkezlerinden çıkan donanımları yeniden kullanma ve farklı amaçlarla değerlendirme yeteneğine sahiptir. Program, 2025 yılına kadar %90 oranında geri dönüştürülmüş sunucu kullanma hedefi doğrultusunda ilerlemektedir.
Çözümleri yenilemeye yönelik bu kolektif çabalardan, veri merkezlerinin yalnızca çevre üzerinde net nötr bir etkiye sahip olmakla kalmayıp aynı zamanda olumlu etki de yarattığı bir geleceğin ulaşılabilir olduğu açıktır. Dünya genelinde bulut bilişim kullanımları artmaya devam ettikçe Microsoft’un veri merkezleri bu ihtiyacı mümkün olan en sürdürülebilir yollarla doğrudan karşılamak için hazır olacak.
Resim Kaynaklar: Matt Howard, Dave Hoefler, Ivan Bandura, Yogesh Gosavi, Josh Withers
