人類對數(shù)據(jù)的需求越來越強，數(shù)據(jù)中心對能源的消耗也越來越大，困境如何解決?
2022年12月中旬，海南陵水，海底數(shù)據(jù)倉入海。
互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心由于高耗能、高耗水等資源消耗特性，長期困擾著行業(yè)發(fā)展。在“雙碳”背景下，如何綠色升級，提高能效，提高可再生能源利用率，是數(shù)據(jù)中心行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關鍵。
近期，全球首個商用UDC(海底數(shù)據(jù)中心)項目在海南省陵水黎族自治縣開機運行，為解決高耗能、高耗水等問題帶來了新的突破口。據(jù)悉，陵水示范項目還將承擔起驗證相關商業(yè)模式的重任，為根植于蔚藍海洋空間的數(shù)據(jù)中心帶來無盡的想象空間。
落戶陵水
近期，在海南省陵水黎族自治縣英州鎮(zhèn)清水灣靠海一帶區(qū)域，海南海底數(shù)據(jù)中心項目(一期)岸站、海蘭信海洋科技展廳和海蘭云機房等基地正在加緊建設。距離岸線幾公里開外，一艘作業(yè)船正在對海底數(shù)據(jù)艙進行入海安裝和維護。
UDC由岸站、水下中繼站、水下數(shù)據(jù)終端和海纜組成，岸站承載電力、網(wǎng)絡接入和中央監(jiān)控等設施，水下中繼站是負責電力及網(wǎng)絡分發(fā)、控制和回傳的中間接續(xù)水下設施的統(tǒng)稱，水下數(shù)據(jù)終端則集中放置電子信息設備和水下設施。其中，水下中繼站和水下數(shù)據(jù)終端部署在指定目標海底。
這個項目的核心裝備海底數(shù)據(jù)艙呈圓柱形罐體狀，可保證艙內(nèi)恒濕、恒壓和無氧的安全密閉環(huán)境;重量達1300噸，相當于1000輛小汽車的重量，罐體直徑達3.6米，與空間站天和核心艙相當，是目前全球最大的海底數(shù)據(jù)艙，結(jié)構(gòu)設計壽命為25年，應用水深超30米。
UDC采用重力熱管原理，利用海水作為自然冷源，總體能效較傳統(tǒng)機房能效提升60%。
陵水縣自然資源和規(guī)劃局局長蘇軍表示，該項目作為海南省自貿(mào)港數(shù)字化建設的“新基建”創(chuàng)新示范工程，是“海南省 2022 年重點(重大)項目預備項目”，已被納入《海南省超常規(guī)穩(wěn)住經(jīng)濟大盤行動方案》和《海南省海洋經(jīng)濟發(fā)展“十四五”規(guī)劃》。
此前，承建方深圳海蘭云數(shù)據(jù)中心科技有限公司聯(lián)合國家海洋環(huán)境監(jiān)測中心，對海底數(shù)據(jù)中心建設海域進行全島篩選。最終，項目落戶陵水。
業(yè)務“下海”
深圳海蘭云數(shù)據(jù)中心科技有限公司是海蘭信控股(以下簡稱海蘭信)的子公司。海蘭信董事長申萬秋稱，陵水項目的主要優(yōu)勢體現(xiàn)在低耗能、省資源、省資金;可在沿海發(fā)達城市海岸部署，實現(xiàn)低延時;艙內(nèi)惰性氣體的密閉環(huán)境，可提高IT設備的安全性和可靠性;基本沒有土建，可模塊化部署，不存在機架空置情況，與海上綠色能源可實現(xiàn)多能互補。
海蘭信在UDC領域的探索，可追溯到三年前。其在2020年完成對加拿大深海裝備公司OceanWorks收購之后，便在國內(nèi)啟動UDC技術探索;同年11月，在珠海完成了第一次小試樣機測試，單艙PUE值(數(shù)據(jù)中心消耗的所有能源與IT負載消耗的能源的比值)僅為1.076，達到微軟同等技術指標。專業(yè)環(huán)評機構(gòu)出具的環(huán)評報告顯示，該方案對水流下方3米內(nèi)僅產(chǎn)生小于0.2攝氏度的溫升，對海洋環(huán)境友好。
緊接著，在2021年5月至8月，海蘭信聯(lián)合中國電信海南公司在海南省澄邁縣進行了第二次測試，將運營商提供的IT業(yè)務拉“下?！保瑢嶒灲Y(jié)果證明其網(wǎng)絡效能屬于互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心最高級別，可以承載對延時性、互通量要求最高的業(yè)務。除了PUE指標外，UDC在WUE(用來表征數(shù)據(jù)中心單位IT設備用電量下數(shù)據(jù)中心的耗水量)、土地資源占用、服務器失效率、交付周期和碳排放方面較陸地數(shù)據(jù)中心亦有著獨特的優(yōu)勢。
據(jù)海蘭信相關技術人員介紹，陵水項目計劃分三期完成。第一期(2022-2023年)為示范開發(fā)工程項目，首期計劃布放3個海底數(shù)據(jù)中心模塊，共6個艙體，總投資2億元;第二期(2023-2024年)為規(guī)?；_發(fā)項目，預計將完成合計30個艙體的建設，預計總投資規(guī)模將達到12億元;第三期(2025年-)為商業(yè)化推廣開發(fā)項目，將完成合計100個艙體的建設，預計投資規(guī)模將達到約56億元。
商業(yè)模式擴容
作為數(shù)字經(jīng)濟底座的數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)，將進入新一輪爆發(fā)期。與前幾年快速成長不同的是，數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)高耗能、高耗水等資源消耗特性已受到社會關注，不少地方近年來紛紛出臺了相應的限制政策。
《海南省海洋經(jīng)濟發(fā)展“十四五”規(guī)劃》提出建設海南海底數(shù)據(jù)中心，布放100個數(shù)據(jù)艙，并逐步建設以海底數(shù)據(jù)中心為核心的綜合性海洋新技術產(chǎn)業(yè)園。全球首個商用UDC示范應用項目，正好響應了這一政策的要求。目前，陵水項目一期客戶已經(jīng)確定，它們是海南電信、商湯科技和光環(huán)新網(wǎng)，分別代表電信運營商、人工智能和第三方IDC運營商這三個不同應用場景。二期將重點開拓頭部互聯(lián)網(wǎng)和超算客戶。長期來看，海南自貿(mào)港全島封關運作后，將迎來大量的離岸數(shù)據(jù)中心需求。
作為UDC首批客戶之一，中國電信海南公司總經(jīng)理李云莊說，中國電信和深圳海蘭云數(shù)據(jù)中心科技有限公司于2021年5月簽訂海南UDC示范項目合作協(xié)議，落戶陵水的首個海底數(shù)據(jù)艙將用于部署中國電信天翼云海南海底媒體存儲節(jié)點、CDN節(jié)點以及海南省國資專屬云資源池，打造專屬海底數(shù)據(jù)中心的天翼云平臺，共計可提供800G網(wǎng)絡帶寬能力，5200vCPU、17000GB內(nèi)存和8.68PB云存儲等計算存儲網(wǎng)絡能力。
申萬秋表示，除現(xiàn)有的托管服務以外，接下來會推出服務器租賃、海底云空間和云算力租賃等商業(yè)模式，對于海外市場、軍方市場和互聯(lián)網(wǎng)頭部企業(yè)，也可采用更靈活的代建代維等合作模式。
“UDC是陸地數(shù)據(jù)中心的補充而不是替代，定位于低耗能數(shù)據(jù)中心的細分賽道，在特定地域發(fā)揮價值，具有高行業(yè)壁壘的特征。海底數(shù)據(jù)中心項目目前的劣勢表現(xiàn)在海底單艙布放的用船成本高，但隨著規(guī)模部署和運維，成本將顯著降低?！鄙耆f秋說。
破解行業(yè)困境
中國工程院院士鄔賀銓認為，UDC這種硬核科技值得鼓勵和支持。
當前，數(shù)據(jù)中心發(fā)展面臨較大的挑戰(zhàn)，機柜密度不斷增加，給機柜的熱量管理、電源分配和安裝遷移等方面帶來難題。鄔賀銓認為，創(chuàng)新模式的UDC，將數(shù)據(jù)中心部署在海底，利用海水的巨量流動、穩(wěn)定溫差為服務器散熱，這種“自然免費的不間斷冷源、無壓縮機/冷卻塔制冷”的優(yōu)勢，能解決現(xiàn)存的很多問題。同時，UDC在災備場景下有著獨特的價值，特別在防火、防洪和防臺風方面。
人類對數(shù)據(jù)的需求越來越強，數(shù)據(jù)中心對能源的消耗也越來越大，困境如何解決?
業(yè)內(nèi)對UDC的探索一直沒有停歇。近年來，谷歌、微軟、臉書和騰訊等頭部企業(yè)紛紛對數(shù)據(jù)中心行業(yè)節(jié)能降耗開展了探索，圍繞充分利用自然冷源、向可再生能源大幅度靠攏，已是共識。
UDC的探索始于微軟2015年啟動的納迪克項目。2020年9月，微軟宣布項目驗證成功，服務器在海底、密閉惰性氣體環(huán)境中工作的可靠性是陸地機房的8倍。
中國工程院院士倪光南認為，相比于陸上數(shù)據(jù)中心，UDC省電、省地、省水，綠色環(huán)保，總成本具有明顯優(yōu)勢。UDC對岸上土地占用極少，沒有冷卻塔，運營過程中每年每個機柜可以節(jié)約200立方米的水資源;并且，UDC對海洋的利用不是排他性的，布放的海域既可以包容海洋牧場、漁業(yè)網(wǎng)箱等生態(tài)類項目，又可以與海上風電、海上石油平臺等工業(yè)類項目互相服務。因此，UDC是陸海統(tǒng)籌、生態(tài)用海和集約用海的綜合實踐。
海洋新貢獻
目前，我國沿海地區(qū)集聚了全國超過45%的人口和近60%的GDP。業(yè)內(nèi)普遍認為，UDC不僅節(jié)省土地，還在靠近用戶和降低延時等方面具有獨特價值。對時延要求不高的業(yè)務，可以按照國家“東數(shù)西算”引導政策，放到西部地區(qū)的數(shù)據(jù)中心去處理;但沿海發(fā)達地區(qū)若發(fā)展自動駕駛汽車等需要數(shù)據(jù)精準同步的產(chǎn)業(yè)，數(shù)據(jù)反饋時間延長哪怕1毫秒，都可能造成嚴重后果。
UDC將數(shù)據(jù)中心放置在沿海城市附近的水下，可實現(xiàn)更快速流暢的網(wǎng)絡服務。對于東京、新加坡、上海和深圳這一類沿海超大城市，UDC價值尤為突出;如果沿著“一帶一路”海域投資建設UDC，可為國家“一帶一路”建設提供深遠意義的支撐。
2021年底以來，國家發(fā)改委工信部等部門先后印發(fā)《貫徹落實碳達峰碳中和目標要求 推動數(shù)據(jù)中心和5G等新型基礎設施綠色高質(zhì)量發(fā)展實施方案》《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》等文件，鼓勵探索利用河湖、海洋等優(yōu)勢資源，建設利用自然冷源散熱的數(shù)據(jù)中心，充分發(fā)揮氣候水文和地形地貌等自然條件天然優(yōu)勢，因地制宜促進數(shù)據(jù)中心節(jié)能降耗。
海南省、廣東省和山東省等地制定海洋經(jīng)濟發(fā)展“十四五”規(guī)劃，也都提出要促進海底數(shù)據(jù)中心研發(fā)及建設。
鄔賀銓表示，東部沿海地區(qū)，特別是經(jīng)濟發(fā)達的長三角、粵港澳大灣區(qū)和渤海經(jīng)濟圈等，可以考慮做算力平衡、熱數(shù)據(jù)的陸海統(tǒng)籌嘗試，充分利用海洋可再生能源，把海洋能源轉(zhuǎn)化為海洋算力，在能耗和能源方面雙管齊下。
中國工程院院士蔣興偉認為，海洋經(jīng)濟數(shù)字化轉(zhuǎn)型潛力巨大。全球60%的人口居住在離海岸200公里以內(nèi)的沿海地區(qū)，海洋經(jīng)濟占據(jù)經(jīng)濟總量的重要部分。在建設海洋強國的時代背景下，海洋大數(shù)據(jù)以新基建和海洋科技創(chuàng)新作為驅(qū)動力，是高質(zhì)量發(fā)展的重要內(nèi)容，對管理決策具有重要支撐作用。
蘇軍表示，UDC的建設將為我國實現(xiàn)“雙碳”目標提供新方案，為陸海統(tǒng)籌及立體用海提供新思路，為“東數(shù)西算”戰(zhàn)略工程提供“陸數(shù)海算”新補充，為“海洋經(jīng)濟+數(shù)字經(jīng)濟”創(chuàng)建新賽道，為我國綠色低碳發(fā)展作出海洋新貢獻。
來源/《瞭望東方周刊》
監(jiān)制/黃丹 范江虹 葉微
主編/陳銀玲 王欣
編輯/丁燦
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