为了推动经济增长,中国正大力投资于人工智能、云计算和其他数字技术。 这项宏伟计划的一部分是快速建造数据中心,以增强计算能力。
但这些庞大的服务器集群消耗了越来越多的能源,每天需要循环使用数十万加仑的水来带走产生的热量。
这意味着这些设施在中国及其他地区将日益与供人类生存直接相关的水需求竞争,从农业到日常饮用水。
根据非营利性新闻机构SourceMaterial和《卫报》的调查,许多公司将其数据中心选址在世界上一些最干旱的地区,包括亚利桑那州、西班牙部分地区和中东地区,因为干燥的空气降低了设备因湿度而受损的风险。
为了解决水资源问题,中国在海洋中建设数据中心,选址在最湿润的地方。今年6月,位于上海沿海约六英里处的风能驱动的海底数据中心开始建设,这是中国人工智能的中心之一。
“中国的这一雄心勃勃的做法标志着向低碳数字基础设施的大胆转变,并可能影响全球可持续计算的规范,”能源焦点智库Ember的分析师Shabrina Nadhila表示,她对数据中心进行了研究。
数据中心的冷却
数据中心存储信息并为企业执行复杂的计算,随着业务的日益自动化,这一需求正在不断增加。 这些设施因服务器持续不间断工作而消耗大量电力和水,并产生的废热可能损坏设备及数据,因此需要不断降温。
一般来说,普通数据中心约40%的电力用于冷却。 这部分能量大多用于冷却水,通过喷洒或允许水蒸发来降低其温度。
这些水可能来自地下水、附近的河流或溪流,或者回收的废水。
然而,海底数据中心利用管道将海水泵送至服务器机架背后的散热器,以吸收热量并将其带走。
Hailanyun(有时被称为HiCloud)表示,与中国信息通信科技学院进行的评估显示,其项目用电量减少至少30%,得益于自然冷却。
位于上海的数据中心还将连接到附近的海上风电场,预计将提供97%的能源,Hailanyun发言人李朗平表示。
项目的第一阶段设计包含198个服务器机架,能容纳396到792个具备AI能力的服务器,预计于9月投入运营。
李指出,该中心预计提供足够的计算能力来在一天内完成相当于训练GPT-3.5的任务,该模型是OpenAI在2022年发布并用于微调ChatGPT的。
然而,与典型的陆基数据中心相比,Hailanyun的上海中心规模较小:一个中型数据中心在中国通常有多达3000个标准机架,而超级数据中心可容纳超过10000个。
超越美国
Hailanyun在其2.23亿美元的上海数据中心项目的核心,是一种微软十多年前在名为Project Natick的项目下首创的技术。 该项目将一个类似于集装箱的胶囊放置在苏格兰海岸117英尺的海底,内部包含超过800台服务器。
微软在两年后将胶囊拉起时发现,海底数据中心“可靠、实用且可持续地利用能源。”
该实验还显示,与陆基数据中心相比,海下数据中心的故障率较低,因为该容器密封并充满氮气,氮气的腐蚀性低于氧气。
微软还表示,缺乏人员也避免了设备在陆基中心中由于物理接触或移动而导致的损坏。
但微软据说已经搁置了Project Natick。 该公司发言人未对项目是否终止做出回应,反而发布了一份声明:“虽然我们目前没有海上的数据中心,但我们将继续将Project Natick作为研究平台,探索、测试和验证有关数据中心可靠性和可持续性的新概念。”
Hailanyun的目标是超越美国公司:如果上海项目成功,李预计他的公司将在中国政府的支持下,迅速推进大规模海上风能海底数据中心的部署。
加州大学戴维斯分校的博士后研究员张宁专注于下一代低碳基础设施,指出Hailanyun仅在30个月内就从海南的一次试点项目转向商业化推广,。“这是微软的Project Natick从未尝试过的。”
环境问题
尽管海底数据中心看起来有显著优势,但仍存在一些值得关注的问题,特别是潜在的环境影响。 微软的研究人员发现,他们的胶囊在海中造成了一些局部升温,但这种影响有限。
“在Natick船只下游几米的水温升高最多只有几千分之一度,”他们写道。
但其他研究人员表示,沉没的数据中心在海洋热浪期间可能会对水下生物多样性造成伤害——这是指异常高温的海洋期间,此时来自设备的排水水温更高,并且其中的氧气含量较低,会影响水下生物的生存。
另一个担忧是安全问题。2024年的一项研究表明,海底数据中心可能会因某些声音而遭受破坏,这提高了关于利用声波进行恶意攻击的担忧。
针对这些问题,Hailanyun表示,他们的海底数据中心“环保”,引用了2020年在中国南部珠江进行的评估,“海底数据中心散发的热量使周围水的温度升高不到一个度,几乎没有对环境造成任何实质性影响,”李表示。
海底数据中心的概念似乎在中国以外也越来越受欢迎。 韩国等国家也宣布计划追求海底数据中心,而日本和新加坡则在考虑浮在海面上的数据中心。
张宁表示,其他沿海地区是否会加入这一潮流,主要取决于潜在运营商如何快速解决监管、生态和供应链问题,“而中国现在正在大规模应对这些挑战。”
图片源于:scientificamerican