Chi tiết về công việc IT “mát mẻ” nhất thế giới: Vận hành trung tâm dữ liệu Nam Cực

 

Trung tâm vật lý thiên văn IceCube trực thuộc trường đại học Wilconsin (gọi tắt là WIPAC), đang tìm kiếm những ứng viên tiềm năng cho công việc I.T “mát mẻ” nhất trên thế giới - theo nghĩa đen. Yêu cầu đối với các ứng viên: Có chuyên môn về công nghệ thông tin, và quan trọng hơn - có sức khỏe phi thường. Vì sao một công việc I.T lại có yêu cầu kỳ lạ như trên?

 

Nhiều công việc I.T diễn ra ở những vùng đất hẻo lánh và khắc nghiệt, nhưng khó có công việc nào thử thách hơn nhiệm vụ mà đội ngũ kĩ thuật viên của WIPAC đang phải gánh vác: Vận hành trung tâm dữ liệu biệt lập nhất trên Trái Đất - một hệ thống siêu máy tính toạ lạc trên lớp băng hà có độ dày xấp xỉ 3200 mét tại … Nam Cực.

 

 

Sở hữu hơn 1200 CPU và tổng dung lượng lưu trữ lên tới 3 petabyte (3 triệu tỉ byte), trung tâm dữ liệu này được kết nối với IceCube Observatory, một máy dò neutrino sử dụng các chuỗi cảm biến quang học được chôn ở độ sâu 1 km dưới lớp băng dày. Nhờ hệ thống trên, IceCube có thể quan sát được dấu vết còn lại của các neutrino sinh ra từ những sự kiện thiên văn dữ dội trong quá khứ, phục vụ cho việc nghiên cứu “Vật chất tối” và các tính chất vật lý của loại hạt còn nhiều bí ẩn này.

 

Nhiệm vụ trên đòi hỏi mức độ tin cậy và trách nhiệm rất cao. Trong trường hợp xảy ra bất kỳ trục trặc nào với hệ thống, những dữ liệu quý giá mà cả trăm, cả ngàn năm nữa mới thu thập được có thể bị hư hỏng toàn bộ. Quá trình làm việc tại trung tâm dữ liệu này mang đến những trải nghiệm đặc biệt mà chỉ rất ít chuyên viên I.T có dịp trải qua.

Quá trình vận chuyển con người và trang thiết bị đến điểm cực nam là thử thách đầu tiên trong công việc đặc biệt này. Trung tâm dữ liệu đóng cửa trong suốt mùa đông (từ tháng 3 đến tháng 10), do đó toàn bộ các công đoạn chuyên chở phải được hoàn thành từ tháng 11 đến tháng 1. Thêm vào đó, thời tiết khắc nghiệt thường xuyên gây ra trục trặc, làm ảnh hưởng đến lịch trình chung.

Trạm nghiên cứu Amundsen-Scott South Pole là điểm đích của tuyến vận chuyển dài hơn 14000 km, chia làm 3 chặng. Đầu tiên, các chuyên viên cùng hàng hóa sẽ được đưa từ Mĩ đến thành phố Christchurch của New Zealand. Tại đây, mọi thứ sẽ được đưa lên Air Force C-17 Globalmaster - một trong những loại máy bay chuyên dụng có thể hạ cánh xuống đường băng làm từ … băng tuyết tại trạm nghiên cứu McMurdo. 1300 km cuối cùng của hành trình - cũng là chặng đường khắc nghiệt nhất - sẽ do máy bay vận tải LC-130 (với hệ thống cất cánh sử dụng tên lửa) thuộc sở hữu của Binh chủng Phòng không không quân Hoa Kì đảm nhiệm.

Trạm Amundsen-Scott South Pole dường như tọa lạc ở một hành tinh khác chứ không phải Trái Đất mà chúng ta vẫn biết. Vào mùa hè, trong suốt cả ngày mặt trời chiếu sáng ở vị trí góc 2 giờ chiều; trong khi vào mùa đông, thứ ánh sáng duy nhất tồn tại chỉ là ánh trăng và hiện tượng cực quang. Sống trong điều kiện này, đồng hồ sinh học của bạn sẽ bị ảnh hưởng khá nhiều.

Đa số chúng ta cho rằng I.T là một nghề không yêu cầu cao về sức khỏe. Điều đó đúng trong hầu hết mọi trường hợp, nhưng công việc này lại hoàn toàn khác. Tại trạm nghiên cứu này, dù ở giữa “mùa hè” song nhiệt độ trung bình ngày chỉ khoảng âm 30 độ C, cá biệt có những cơn gió lạnh với nhiệt độ xấp xỉ âm 40 độ C. Điểm cực Nam có cao độ 2835 mét so với mực nước biển, vì vậy không khí ở đây cũng rất loãng. Những đặc điểm thời tiết khắc nghiệt trên có thể gây tổn hại nghiêm trọng đến sức khỏe con người. Thậm chí, việc thực hiện những công việc thường ngày cũng trở nên mệt mỏi và tốn sức hơn rất nhiều. Bình oxi trở thành công cụ không thể thiếu cho các nhà khoa học tại đây, đặc biệt là khi nhiệm vụ đòi hỏi họ phải ra ngoài tòa nhà trung tâm.

Trước khi đến với trạm Nam Cực, tất cả các chuyên viên đều phải trải qua một vòng kiểm tra sức khỏe toàn diện. Yêu cầu trên mang tính bắt buộc vì hai lý do: Thứ nhất, cơ thể của họ phải đảm bảo thích ứng được với điều kiện lạnh giá. Thứ hai, số lượng trang thiết bị y tế tại đây rất nghèo nàn. Trong trung tâm luôn có một bác sĩ và một y tá thường trực, song sẽ rất nguy hiểm nếu như có bất kì ai gặp vấn đề nghiêm trọng về sức khỏe. Điều này dẫn đến việc áp dụng một số biện pháp y tế tiên quyết trước mỗi chuyến đi, kể cả với những người tương đối khỏe mạnh. Một số người bị nhổ răng khôn; một số khác phải cắt ruột thừa, để đảm bảo trong quá trình làm việc tại đây họ sẽ không gặp vấn đề với các bộ phận đó.

Vào mùa hè, số lượng người làm việc tối đa tại trạm Amundsen-Scott South Pole cũng chỉ khoảng 200 người (con số tương ứng ở trạm nghiên cứu McMurdo có thể lên tới 1100). Ngược lại, khối lượng công việc là rất nặng nề; từng dự án đều mang tính chất quan trọng - hàng triệu USD vốn đầu tư sẽ bị lãng phí nếu như không thu thập hay không truyền tải được dữ liệu. Chính vì vậy, ngoài những kiến thức công nghệ thông tin, đội ngũ I.T tại đây còn phải nắm vững kỹ năng thuộc rất nhiều lĩnh vực khác, để có thể ứng biến trong mọi trường hợp. Hãy tưởng tượng, bạn chỉ biết tiếng anh, và bạn đang tìm cách sửa chữa chiếc laptop của một nhà nghiên cứu khác với phiên bản Windows … bằng tiếng Pháp chẳng hạn.

Phần còn lại trong năm, vì điều kiện thời tiết cực kì khắc nghiệt (nhiệt độ thấp nhất có thể xuống đến âm 80 độ C), hầu hết các chuyên viên được phép trở về, tuy nhiên vẫn có khoảng 60-80 người sẽ phải ở lại để chịu trách nhiệm vận hành trung tâm. Họ được chọn chủ yếu dựa trên những tiêu chí về tình trạng thể chất chứ không phải trình độ công nghệ thông tin. Để bảo vệ tính mạng của mình, trong 8 tháng liên tục (từ tháng 3 đến tháng 10), họ không được phép ra khỏi tòa nhà trung tâm dù chỉ một phút. Sống trong một khu vực nhỏ hẹp, gặp gỡ chừng ấy con người và thực hiện những công việc lặp đi lặp lại, những người trụ lại qua mùa đông phải luôn giữ được tâm lý ổn định và làm việc với hiệu suất cao bất chấp tình trạng stress dài ngày.

Hiện tại, phương thức thông tin liên lạc phổ biến nhất trong nội bộ trạm Nam Cực chính là hệ thống vệ tinh Iridium – dù hệ thống này chỉ hỗ trợ tốc độ truyền tải tối đa 2400 bits/giây. Dù vậy, đội ngũ kĩ thuật đã áp dụng rất nhiều biện pháp để tận dụng triệt để mức băng thông này, ví dụ như truyền dồn kênh nhiều kết nối đến vệ tinh, nén để làm giảm kích thước các email, hay sử dụng một server wireless để lập ra các “container thông tin” với tính năng chia sẻ file để liên kết với các trạm nghiên cứu nhỏ hơn.

Đội ngũ I.T tại trạm Nam Cực không bị cô lập hoàn toàn; họ nhận được những chỉ dẫn kĩ thuật qua các cuộc gọi vệ tinh từ trụ sở chính của WIPAC đặt tại trường đại học Wilconsin. Những cuộc gọi này được thực hiện qua đường truyền băng thông rộng với tốc độ lên tới 150 megabits/giây, cung cấp khoảng 10 giờ mỗi ngày bởi hệ thống vệ tinh TDRSS của NASA. Ngoài ra, GOES 3 - một vệ tinh thời tiết bị mất chức năng chụp ảnh - cũng góp phần mở rộng băng thông thêm 1 megabit/giây khoảng 8 giờ một ngày.

Tuy nhiên, quá trình bắt tín hiệu từ những vệ tinh ở vĩ độ 90 độ Nam không phải là một công việc đơn giản - hai trong số những nhân viên quan trọng nhất tại trạm Nam Cực là một kĩ sư vệ tinh và một hỗ trợ viên. Hệ thống TDRSS cung cấp băng thông rất lớn, nhưng trên thực tế chỉ có bốn đến năm cuộc gọi được thực hiện mỗi ngày. Một kĩ thuật viên nói vui: “Chúng tôi thường chạy đi nấu ăn trong thời gian chờ đợi kết nối với vệ tinh vì nó quá lâu.”

Vấn đề tản nhiệt có nên được bàn đến tại … Nam Cực? Trớ trêu thay, đó là một trong những mối bận tâm lớn mà các kĩ thuật viên phải giải quyết. Trung tâm dữ liệu Nam Cực bao gồm 150 kệ máy, vì vậy lượng nhiệt năng tỏa ra tương ứng cũng rất lớn. Quá trình bảo trì trung tâm khó hơn chúng ta tưởng rất nhiều. Việc xâm nhập phòng máy cũng phải hết sức cẩn thận - chênh lệch nhiệt độ sẽ làm các linh kiện phần cứng hư hỏng hoàn toàn. Lấy ví dụ, nhiều lần các chuyên viên không dám mở khung để xem xét bên trong linh kiện, vì các phần của linh kiện sẽ dễ dàng bị nứt khi gặp lạnh. Ở một khía cạnh khác, trong quá trình vận hành, các thiết bị điện tử có thể rơi vào tình trạng quá nóng do được thiết kế phù hợp với điều kiện khí hậu lạnh giá.

Bài toán khó tiếp theo đối với các kĩ thuật viên là việc xác định mức nhiệt độ hoạt động phù hợp cho các thiết bị. Rất khó để đưa ra những ước tính kĩ thuật hợp lý, vì mọi hướng dẫn bảo quản thiết bị của các nhà cung cấp là vô dụng trong điều kiện thời tiết ở đây. Hiện tại, nhiệt độ phòng máy luôn được duy trì ở mức 18 độ C (nhiệt độ ngoài trời là âm 40 độ C vào mùa hè và âm 70 độ C vào mùa đông). 

Để đạt được mức nhiệt trên, IceCube sở hữu cơ chế tản nhiệt bằng hệ thống HVAC (Heating, Ventilation, Air Conditioning - sưởi ấm, thông gió và điều hòa không khí). Hệ thống này được cấu thành từ các lỗ thông hơi với chức năng đưa không khí lạnh từ bên ngoài vào các linh kiện một cách có kiểm soát. Tuy nhiên, điều kiện môi trường đôi khi gây ra những trục trặc - đã có nhiều lần các lỗ thông hơi này bị đóng băng trong quá trình vận hành.

Vì một số lý do kĩ thuật, tất cả dữ liệu thu thập từ hệ thống IceCube Observatory được ghi vào các băng. Tuy nhiên, các chuyên viên thường xuyên gặp khó khăn trong việc duy trì chất lượng các băng dữ liệu này. Sau khi áp dụng nhiều biện pháp sửa chữa, nhóm nghiên cứu xác định: Vấn đề này liên quan mật thiết đến độ ẩm thấp (tại Nam Cực, độ ẩm không khí luôn ở mức xấp xỉ 0%). Các băng dữ liệu dường như đã bị tĩnh điện trong; sau khi được làm ẩm chúng đã hoạt động hiệu quả hơn. Đội ngũ I.T của WIPAC thậm chí đã đưa ra đề nghị về một hệ thống làm ẩm ngay bên trong phòng máy, tuy nhiên rủi ro về sự ngưng tụ hơi nước đã khiến ý tưởng này không trở thành hiện thực.

 

Điện năng là một vấn đề lớn khác mà trạm Nam Cực luôn phải để ý tới. Toàn bộ điện năng tiêu thụ của trạm nghiên cứu và các công trình có liên quan được cung cấp bởi nguồn cấp điện duy nhất: Hai máy phát điện JP-8 chạy bằng dầu diesel. Nếu xảy ra bất kỳ trục trặc nào với hệ thống trên, các bộ phận khác của trạm nghiên cứu sẽ bị tê liệt - kể cả IceCube Observatory - và không ai biết sẽ phải mất bao nhiêu thời gian mới khắc phục xong những hậu quả của nó.

Tuy nhiên, có lẽ thách thức lớn nhất đối với đội ngũ I.T tại đây chính là việc … di chuyển đến trung tâm dữ liệu - một công trình nằm biệt lập so với trạm Nam Cực. Ngay cả trong mùa hè, số lần tiếp cận trung tâm trong một ngày cũng rất hạn chế; còn trong mùa đông thì hầu như không thể. Thêm vào đó, các chuyên viên I.T phải hết sức cẩn thận mỗi khi làm việc trong phòng máy chủ. Để đảm bảo an toàn, họ luôn mang áo khoác chống tĩnh điện, và tránh tiếp điện với mặt đất trong mọi trường hợp.

Thay cho lời kết, Genk.vn xin trích dẫn lời tự bạch của một chuyên viên sau chuyến hành trình gian nan này: “Khi bạn có thể nói với mọi người - chúng tôi chuẩn bị đến Nam Cực; chúng tôi sẽ vận hành một siêu máy tính với 150 server và hàng petabyte dữ liệu; chúng tôi sẽ vượt qua mọi thử thách và hiểm nguy - bạn sẽ cảm thấy thật đáng tự hào phải không?”

 

Độc giả của Genk có cảm nhận như thế nào về công việc này? Hãy để lại comment bên dưới cho chúng tôi.