微软沉底服务器有哪些，工作原理是怎样的？

微软沉底服务器就是Project Natick项目下部署在海底的数据中心，目前公开的典型型号包括2015年的早期原型机Leona Philpot和2018年在苏格兰奥克尼群岛海域正式部署的北方群岛数据中心（Northern Isles数据中心）。这套系统将装满服务器的密封舱沉入水下，利用海水自然冷却，很多人把它理解成“把机房扔进海里”，本质上是微软对数据中心能耗问题的极端实验，本文会从型号梳理、部署细节、真实成本、采购渠道等几个维度,把微软沉底服务器有哪些这个问题讲透。

微软沉底服务器有哪些部署背景与典型型号

Project Natick项目的起源与试验节点

微软内部对水下数据中心的探索起步很早，2013年，微软研究员在思考一个问题：全球近一半人口生活在沿海城市，如果数据中心能贴近用户建在水下，网络延迟会大幅降低，海水能解决数据中心最大的成本项散热。

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为什么微软非把服务器沉在海底？而华为却放置在深山中，有啥不同

科普记

67.5万1.6万432

原视频地址

行业共识认为，传统数据中心超过30%的运营成本花在制冷上（业内专家指出，这一比例在炎热地区更高），把服务器泡在恒温的海水里，理论上能把这部分成本压到极低，于是Project Natick项目成立,名字来自美国马萨诸塞州的一个港口城市。

2015年，微软在加州太平洋海域投放了第一艘原型设备，代号Leona Philpot，这是一个直径约2.4米的白色圆柱体，里面塞了服务器和基本的冷却系统，它只在海底运行了大约三个月，更多是验证密封、供电和远程管理这些基础技术。

北方群岛数据中心的硬件配置与部署细节

真正让行业关注的，是2018年投放在苏格兰奥克尼群岛的北方群岛数据中心（Northern Isles）。

这个设备是一个长约12米、直径约2.8米的钢管密封舱，内部装载了864台服务器，总存储容量接近6PB，整个舱体通过一艘特种船只运到指定海域，用缆绳和锚链固定在海床上,部署水深约35米。

内部配置上，它使用了12个机架，每个机架搭载一定数量的服务器节点，这些服务器用的是标准商用硬件，和陆地上的普通服务器没有本质区别，并不存在什么“特供海底版”芯片，真正特殊的地方在于舱体内部充满氮气,用来防止湿气和氧气腐蚀电路。

这个数据中心连入奥克尼群岛的电网，同时配备了一套基于可再生能源的供电系统，微软当时还与当地一家海洋能源公司合作,测试利用潮汐能发电的能力。

沉底服务器的散热原理与运行数据

海水冷却系统如何运作

传统数据中心依赖空调和冷水机组把热量带走,水下数据中心则完全不同。

舱体是一个全封闭的金属罐，服务器产生的热量通过内部的热交换器传递给罐体外壁，再由流动的海水自然带走，不消耗额外的水，也不需要使用压缩机，整个过程是被动的、物理层面的热传导。

据微软官方公开资料，北方群岛数据中心在运行期间，PUE（电能使用效率）稳定在

07到1.17之间，这是什么概念？传统数据中心的PUE通常在1.3到1.5之间，表现优秀的能到1.2以下，PUE越接近1，说明电力越完全用在了IT设备上,这个数据证明了水下部署在能效上的巨大优势。

实际运行中的稳定性表现

这个数据中心在海底运行了整整两年，从2018年春天到2020年夏天，微软在运行期间只发生过一次硬件故障，而且不是服务器本身的问题,而是一个网络交换机的端口损坏。

更有意思的是，团队把其中的135台服务器在海底运行了超过两年后，发现服务器的故障率远低于陆地上同类设备，微软没有公开具体数字，但参与项目的工程师提到，陆地上一个由100台服务器组成的数据中心，两年内出现几次硬件故障属于正常范围,而水下这批设备的故障率显著偏低。

原因也容易理解：舱体里是恒温的氮气环境，没有温度剧烈波动、没有灰尘、没有操作人员进出带来的震动和静电，服务器在这样一个“恒温恒湿无尘”的环境里,寿命自然更长。

沉底服务器适合哪些业务场景与使用局限

适合边缘计算和沿海城市低延迟场景

水下数据中心最大的优势是贴近用户，以北方群岛数据中心为例，它距离奥克尼群岛本地用户只有几百米，距离英国大陆的主要城市也在几十公里内，对于需要低延迟的业务，比如自动驾驶测试、工业物联网、金融交易撮合,这种距离上的优势非常明显。

另一个场景是沿海地区的云游戏和视频渲染，微软内部有一个团队专门研究如何用这类边缘节点提升Xbox云游戏的体验，把沉底服务器部署在主要城市的海岸线附近，玩家到云服务器的物理距离缩短,画面延迟能降低几十毫秒。

目前的部署局限与替代方案

沉底服务器并不是完美的方案,有几个现实问题绕不开：

• 维护成本极高：一旦舱内设备损坏，无法派人下去换硬盘，整个舱体必须打捞上来，运回岸上拆解维修,单次打捞和运输的费用就可能超过舱内所有服务器的采购价。
• 生命周期受限：设计寿命大约5到10年，到达年限后，舱体需要整体回收，里面的服务器基本无法二次利用,只能做报废处理。
• 不适合内陆用户：对于远离海洋的城市，水下数据中心没有任何优势,反而因为距离远增加了网络延迟。

目前微软已经完成了对这个项目的总结，并在2020年宣布不再扩展下一阶段的大规模商业部署，这并不意味着项目失败，而是意味着微软已经拿到了想要的数据：长期可靠性、能效表现、故障率变化,后续这些数据会被用于优化陆地云数据中心的散热架构和可靠性设计。

微软沉底服务器价格与采购渠道分析

整体部署成本构成

微软从未公开过Project Natick的具体投资金额，但根据行业对类似水下密封舱项目的估算，一个12米级别的舱体，仅制造和组装成本就在

500万到1000万美元之间，包含舱体结构、服务器、内部热交换系统、供电接口、密封件的全套设备。

这其中有几项成本比普通机房更昂贵：

• 密封舱体定制制造：需要能承受海底水压的钢管和焊接工艺,不是普通机柜能比的。
• 海底施工与索具装配：需要专门的驳船、吊装设备、潜水员水下作业,整个过程按天计费。
• 远程监控与故障响应系统：水下传感器、线缆铺设、信号中继设备都是额外投入。

从单台服务器的成本分摊来看，水下部署至少比同配置的陆地机房高出40%到50%。

国内如何租用或购买相关服务

目前微软没有对国内企业和个人开放沉底服务器的采购或租用渠道，Project Natick不是一项商用服务,而是内部研发性质的测试项目。

国内想要获得类似的服务,可以选择两条路径：

• 使用微软Azure云服务：微软在全球多个国家有陆地数据中心，国内用户可以通过Azure国际版或世纪互联运营的Azure中国版获得资源,但物理位置都在陆地上。
• 关注国内厂商的水下数据中心方案：近年来国内已经有部分企业推出集装箱式水下数据中心产品，比如海兰信在海南部署了海底数据舱项目，提供IDC托管服务，这类服务目前的价格按机柜租赁计费，单机柜月租在1万元到2万元人民币之间，具体取决于带宽、电力和运维等级。

采购时的核心注意事项

如果你的企业确实对水下数据中心感兴趣，现在就想尝试,需要注意几个方面：

• 确认当地海域是否允许布放海底设备，需要办理海域使用权、海洋环评等手续,周期可能长达半年以上。
• 评估打捞维护的预算，不能只看前期建设费用,要把5年内的运维和最终回收成本算进去。
• 网络链路设计要提前规划好,海底光缆的接入点和路由是最大的隐性成本。

行业内对水下数据中心的共识与争议

支持方看中的优势

基础设施领域的专家普遍认可水下数据中心在PUE、可靠性、土地占用这三个指标上的表现，沿海城市土地资源紧张，尤其像新加坡、香港、上海这样寸土寸金的地方,把数据中心放到海上等于变相节省了拿地成本。

质疑方提出的问题

也有不少反对声音，环保组织担心设备运行产生的热量、电磁场会影响局部海洋生态，尽管微软在奥克尼群岛部署前做了环评，且没有发现明显的生态扰动，但一个设备的影响范围很小,大规模部署后的长期效应还是未知数。

另一个争议点在于回收成本，沉底设备一旦沉没，到了报废年限就必须打捞，否则就是海洋垃圾，这个成本在项目立项时容易被低估，等到真正回收时,账面上就很不好看。

虽然微软已经

暂停了大规模商用计划，但水下数据中心的概念并没有死，据工信部相关研究机构对数据中心节能技术的评估报告，海底/水下部署方案仍被列为未来边缘计算节点的潜在选项，尤其是在海岛、海上油气平台、深海观测站等特殊场景中。

如何评估沉底服务器与陆地数据中心的性价比

核心指标对比

从这张表能看出来，沉底服务器并不是一个广泛适用的替代方案，它是一种特定场景下的补充，如果你的业务在沿海、对延迟极其敏感、且能接受较高的前期投入，水下部署是有价值的，如果只是常规的网站托管或企业应用,陆地数据中心依然是更加经济和可靠的选择。

微软沉底服务器有哪些值得关注的技术延伸

在Project Natick之外,微软把从水下测试中学到的经验应用到了陆地数据中心：

• 液冷服务器机柜开始在Azure数据中心规模化部署,换热原理和海底舱体内部的热交换器类似。
• 氮气密封技术被用于一些高密度机柜,用来降低电子元件被腐蚀的风险。
• 数据中心模块化设计理念更加成熟,集装箱式数据中心跟纳提克项目的舱体在结构上是一脉相承的。

对于普通企业IT负责人来说，不需要真的去海底部署服务器，但要关注这些技术趋势，它们正在悄悄降低先进散热技术的门槛,并逐渐体现在云服务价格中。

微软沉底服务器价格相关FAQ

微软沉底服务器维护时怎么处理故障设备

整个舱体需要被提升到水面并运回岸上，维修团队打开密封舱盖、排出氮气、更换故障组件，然后重新密封测试，再次沉入海底，整个过程以周为单位,成本和停机时间远高于陆地机房。

普通企业能租到微软的沉底服务器吗

不能，微软没有对外提供任何基于Project Natick的商用租用服务，国内企业如果对水下数据中心感兴趣，可以参考国内厂商的海底数据舱托管方案,但需要按实际业务需求评估成本。

和陆地数据中心比，沉底服务器的延迟能低多少

具体数值取决于用户与数据中心的物理距离，以奥克尼群岛本地用户为例，访问沉底服务器的网络延迟比访问伦敦的数据中心低约20到30毫秒，对于绝大多数在线应用来说，这个差距感知不明显，但对于高频交易和云端游戏场景,会有可感知的体验提升。