有些对时延要求不高的业务,可以按照国家“东数西算”引导政策,放到西部地区的数据中心去处理;但沿海发达地区未来如果发展自动驾驶汽车等需要数据精准同步的产业,数据反馈时间如果延长哪怕1毫秒,就可能带来严重后果。
所以,缩短数据中心与用户之间的距离,无论何时都是“硬实力”。海兰信联合创始人魏法军始终坚定地认为,相对于沿海地区人口密集、土地有限的实际,利用丰富的海洋资源解决数据中心扩充受限的难题,已是题中应有之义。
相比于陆地上的传统数据中心,海底数据中心还有哪些优势?
“首当其冲的,当然是节能减排!”李震解释道,因为海水是天然的“冷源”,相当于“免费的空调”,通过海水给对冷却系统有极大需求的数据中心进行“冷却”,能够很大程度上节省能源。
他给记者算了一笔节电的账——
一个传统的数据中心,大概1/3的电能是消耗在为数据中心进行制冷的空调系统上。如果同等体量的海底数据中心,消耗用于制冷的电能,只需要总耗电量的1/10左右。
换一种算法——
目前全国数据中心的用电量是一年约2500亿度,其中大概800亿度电用于为数据中心进行环境制冷。如果同等体量的数据中心放在海底,消耗在制冷上的电量,如果多打点儿余量,按300亿度计算,那么一年能节省500亿度电,相当于能减少燃烧1500万吨标煤,减排效果显而易见。
当然,这是理论状态。实际测试数据结果怎样?
2020年11月,UDC攻关团队设计的第一个原型样机,如期在珠海完成第一次小试。三个月的实验数据显示,单舱能耗指标PUE值仅为1.076。远远低于2021年度全国数据中心平均能耗指标PUE值——1.49。目前,国家发改委、工业和信息化部等,要求新建数据中心的PUE值必须降到1.3以下。如果以海底数据中心市场渗透率达到10%计算,与传统陆地数据中心使用火电相比,预计2025年全年我国可以减少碳排放约113万吨。
除了节约电能,节水也是一大优势。
海底数据中心没有冷却塔,可以节约大量水资源。一座功率20MW的数据中心每年节水超过60万立方米,同样以市场渗透率10%计算,预计2025年我国可以减少淡水消耗5700万吨以上。
“海底数据中心的建设,对于解决需求增长与扩建受限之间的矛盾,特别是快速发展中的沿海地区数字经济,具有深远的战略意义。”正是看到了这些优势,在2020年开发首台样机之时,李震欣然接受邀请,也迎来了设计新型数据中心冷却系统的挑战。
耗电柜机“埋”海里安全可靠吗
把数据中心放在海底,这本身就很颠覆认知。
很多人冒出的第一个念头是通电的设备绝对不能碰水。数据中心舱体里装满了一刻都离不开电的服务器,怎么保证海水淹不着?就算用特别密封的壳体保护得很好,但海底下生物系统复杂多样,生物附着物和海水腐蚀侵害难题,也一样横亘在面前。
即便以上两项都做得很好,那么多柜机的硬件、软件如果需要维护和更换,是需要人下到海底,还是将数据舱吊回海面?
疑惑点就是创新点,也是设计路径和解决方案的着力点。
UDC攻关团队直接面临三大难题,一是密封安全性,二是抗附着和腐蚀能力,三是可长期无人维护。
从哪里下手呢?就从密封安全开始吧。
UDC攻关团队找到彼时还在上海交通大学的胡勇教授,他可是“蛟龙号”载人潜水器结构系统主任设计师。
下潜5000米和下潜50米相比,乍一想,似乎后者更简单。
“这么想就错了!实际上,对于密封性而言,深海压力大,结构和材料只要符合要求,通过压力可以更好地实现密封。但浅海的外部压力小,壳体的设计还要兼顾制冷设备和各种商用需求,尤其是浅海生物系统较深海更复杂,生物附着和腐蚀侵害更严重,某种程度上说也更难。”全程参与UDC项目技术攻关的工程师傅荣荣解释道。
胡勇接受记者采访时,回忆起前期参与数据中心开发过程中,提出的“解题”思路——壳体的密封性是一方面,还有长期耐久性、耐腐蚀性能、后期维修性、设备的安装工艺都要同步考虑。
如此看来,设计一个海底数据中心,绝对是个系统工程。
融合创新,找准切入点后突飞猛进
深圳海兰云总经理苏洋直言,进行壳体设计需要综合考虑全流程使用方案。为了确保海底数据中心与传统数据中心的相对性优势,首先就要分析论证其使用流程、维护保障流程、全寿命周期内节能指标的预算,以及与现有陆上数据中心的性价比比较分析。