8月11日，“華彩杯”算力應(yīng)用創(chuàng)新大賽南區(qū)決賽頒獎(jiǎng)典禮隆重舉行。海南海底數(shù)據(jù)中心示范工程榮獲一等獎(jiǎng)，受到業(yè)界高度關(guān)注。
“華彩杯”算力應(yīng)用創(chuàng)新大賽由中國(guó)信息通信研究院牽頭發(fā)起，與各省信息工業(yè)相關(guān)部門和機(jī)構(gòu)聯(lián)合舉辦。大賽共設(shè)置算力、存力、運(yùn)力三個(gè)技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新賽道和一個(gè)綠色低碳賽道。經(jīng)由參賽各省初賽選拔后，分為東南西北四個(gè)賽區(qū)進(jìn)行區(qū)域賽決賽。其中海南海底數(shù)據(jù)中心所在的南區(qū)包含福建、廣東、廣西、貴州、海南、江西、港澳臺(tái)等9個(gè)省市。
本次“華彩杯”大賽全國(guó)共有5000個(gè)參賽項(xiàng)目展開(kāi)角逐。海底數(shù)據(jù)中心在南區(qū)決賽中脫穎而出，邁入全國(guó)總決賽，為我國(guó)新型綠色算力的發(fā)展提供了高水平方案。
海底數(shù)據(jù)中心榮獲“華彩杯”算力大賽南區(qū)決賽一等獎(jiǎng)
算力是數(shù)字經(jīng)濟(jì)的核心要素之一。在快速發(fā)展的同時(shí)，算力也面臨著諸多挑戰(zhàn)。一方面，伴隨AI時(shí)代的到來(lái)，數(shù)據(jù)中心能耗與日俱增，無(wú)論是單機(jī)功率，還是耗能總量，都快速增長(zhǎng)，傳統(tǒng)制冷技術(shù)已難以滿足算力中心的散熱需求。
2022年，全國(guó)數(shù)據(jù)中心能源消耗達(dá)2700億千瓦時(shí)，占全社會(huì)用電量的3.1%。預(yù)計(jì)到2025年，全國(guó)數(shù)據(jù)中心能源消耗總量達(dá)4000億千瓦時(shí)，約占全社會(huì)用電量4.1%。
另一方面，全球變暖導(dǎo)致極端天氣災(zāi)害頻發(fā)，造成巨大的生命和財(cái)產(chǎn)損失。世界氣象組織宣布，今年7月是觀測(cè)史上氣溫最高的一個(gè)月。聯(lián)合國(guó)秘書(shū)長(zhǎng)古特雷斯表示：“全球變暖時(shí)代結(jié)束，全球沸騰時(shí)代到來(lái)。”
全球變暖導(dǎo)致越來(lái)越多地方出現(xiàn)歷史性高溫
伴隨著全球變暖和數(shù)據(jù)中心能耗走高，綠色低碳越來(lái)越成為算力可持續(xù)發(fā)展的應(yīng)有之義。業(yè)界為此持續(xù)開(kāi)發(fā)新技術(shù)、新產(chǎn)品、新方案。海底數(shù)據(jù)中心將服務(wù)器安放在海底的壓力容器中，以海洋為自然冷源，從而獲得“三省兩高一快”的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，即省電、省水、省地、高安全、高可靠、快速部署。
同時(shí)，該項(xiàng)目易于以集約用海方式與海上風(fēng)電、光伏、波浪能等可再生能源結(jié)合，促進(jìn)高耗能的數(shù)據(jù)中心向“低碳”、“零碳”發(fā)展。
GPT等生成式人工智能浪潮引發(fā)新一輪AI革命，各行業(yè)大模型訓(xùn)練、生成式AI對(duì)算力產(chǎn)生爆炸式需求。得算力者得天下，沿海發(fā)達(dá)城市的算力容量是其未來(lái)發(fā)展空間的關(guān)鍵因素。而當(dāng)前受能耗指標(biāo)限制，這些城市的智算中心發(fā)展受到制約。充分利用自然冷源、與可再生能源相結(jié)合是數(shù)據(jù)中心綠色低碳發(fā)展的共識(shí)和趨勢(shì)。
“東數(shù)西算”政策的提出，正是看中了西部地區(qū)清潔能源。而東部沿海地區(qū)要發(fā)展本地算力，需要因地制宜、依海而興。向海洋要冷源和新能源，是沿海發(fā)達(dá)城市數(shù)據(jù)中心向“零碳”發(fā)展的必由之路。
海底數(shù)據(jù)中心概念圖
海底數(shù)據(jù)中心應(yīng)運(yùn)而生，將海洋工程、數(shù)據(jù)中心、海上新能源等多領(lǐng)域融合，主要由岸站基地、海底光電復(fù)合纜、分電站及數(shù)據(jù)艙四個(gè)部分組成。通過(guò)立體科技用海，實(shí)現(xiàn)降本增效，多產(chǎn)業(yè)協(xié)同;通過(guò)就地消納海上綠電，解決數(shù)據(jù)中心能耗和高算力需求矛盾，突破沿海發(fā)達(dá)城市發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)的資源限制。
據(jù)測(cè)算，海底數(shù)據(jù)中心融合海上風(fēng)電，建設(shè)成本比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心低23%、日常運(yùn)維成本比傳統(tǒng)低14%，綠電使用率理論可達(dá)100%。以上海市為例，海底數(shù)據(jù)中心若能取代上海當(dāng)前11萬(wàn)架陸地?cái)?shù)據(jù)中心，將能節(jié)約地方57.8億千瓦時(shí)(約71萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤)能耗指標(biāo)。
2022年12月，全球首例商用海底數(shù)據(jù)中心在海南陵水成功啟用。該項(xiàng)目由海蘭云與中國(guó)電信海南分公司合作開(kāi)發(fā)。其暖通系統(tǒng)利用海水實(shí)現(xiàn)全年自然冷卻，匹配重力熱管技術(shù)、海水泵變頻技術(shù)、空調(diào)群控技術(shù)等節(jié)能措施，艙內(nèi)運(yùn)營(yíng)平均溫度約25攝氏度，運(yùn)行PUE低至1.1，較傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心節(jié)能30%以上。
由于無(wú)需蒸發(fā)散熱，減少了冷卻塔和冷水系統(tǒng)，水資源消耗為0。此外，由于大部分設(shè)施位于海底，土地占地極少，僅有傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的十分之一。
全球首例商用海底數(shù)據(jù)中心入海瞬間
海底數(shù)據(jù)中心顯著提高服務(wù)器的安全性與可靠性。相較于陸地和海面，海底環(huán)境十分平穩(wěn)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)能夠應(yīng)對(duì)百年一遇的風(fēng)暴。海底數(shù)據(jù)艙內(nèi)充滿惰性氣體，給IT設(shè)備提供了一個(gè)無(wú)氧、無(wú)塵、恒濕、恒壓的密閉環(huán)境。這一方面使系統(tǒng)具備防火災(zāi)、防水澇、防極端天氣的容災(zāi)價(jià)值，另一方面對(duì)服務(wù)器及相關(guān)設(shè)備十分友好，提高了數(shù)據(jù)中心的可靠性。
海南示范項(xiàng)目運(yùn)行以來(lái)，沒(méi)有一臺(tái)服務(wù)器出現(xiàn)故障，大大降低運(yùn)維工作量。此外，該項(xiàng)目搭建數(shù)字孿生系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全鏈路微結(jié)點(diǎn)智控技術(shù)，滿足海底數(shù)據(jù)中心的遠(yuǎn)程維護(hù)、少維護(hù)、甚至免維護(hù)的需求，顯著降低運(yùn)維成本及碳排放。
中國(guó)電信海南分公司在海底數(shù)據(jù)中心部署的業(yè)務(wù)包括媒體存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)、CDN節(jié)點(diǎn)以及海南省國(guó)資專屬云資源池等。自項(xiàng)目首艙下水投產(chǎn)運(yùn)行以來(lái)，各業(yè)務(wù)運(yùn)行穩(wěn)定，系統(tǒng)性能表現(xiàn)良好。目前海底艙內(nèi)的核心路由器到省域網(wǎng)核心路由器平均延遲不超過(guò)4m，網(wǎng)絡(luò)效能達(dá)到互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心最高級(jí)別，可以承載對(duì)時(shí)延性、互通量要求最高的業(yè)務(wù)。
下一步，海底數(shù)據(jù)中心將與海上風(fēng)電融合，打造算電協(xié)同新模式。該方案具有多種優(yōu)勢(shì)：
PART.01
海底數(shù)據(jù)中心與海上風(fēng)電可以共用海域場(chǎng)址、海底光電復(fù)合纜、海洋工程船，實(shí)現(xiàn)降本增效，相比傳統(tǒng)陸上數(shù)據(jù)中心，建造和運(yùn)維成本優(yōu)勢(shì)明顯。
PART.02
海上風(fēng)電供綠電，大大降低海底數(shù)據(jù)中心用電成本，相較陸上市電，用電成本更低，也更加綠色低碳。
PART.03
海底數(shù)據(jù)中心作為海上風(fēng)電的有效載荷，可以原位消納海上綠電的產(chǎn)業(yè)，提高海上風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電效率和經(jīng)濟(jì)效益，助力海上風(fēng)電場(chǎng)產(chǎn)業(yè)鏈做大做強(qiáng)。
目前我國(guó)正在大力發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)與海洋經(jīng)濟(jì)，海上風(fēng)電等新能源產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，產(chǎn)業(yè)融合創(chuàng)新進(jìn)入機(jī)遇窗口期。海底數(shù)據(jù)中心與海洋綠色能源結(jié)合，將海洋電力轉(zhuǎn)化為陸地算力，有助于實(shí)現(xiàn)綠電直供、立體用海、共建共維、產(chǎn)業(yè)協(xié)同的新發(fā)展格局，打造海上新能源與數(shù)字經(jīng)濟(jì)融合發(fā)展新賽道。
海底數(shù)據(jù)中心與海上風(fēng)電融合方案
