探索水下數(shù)據(jù)中心的可行性和可持續(xù)性

水是數(shù)據(jù)中心硬件冷卻工作的重要組成部分。微軟將一個迷你數(shù)據(jù)中心沉入海底，將這一技術(shù)提升到了一個新的高度。這個實驗讓數(shù)據(jù)中心專家想知道水下設(shè)施在未來是否可行，以及它們對環(huán)境和整體可持續(xù)性的影響。

水下數(shù)據(jù)中心能否大規(guī)模建設(shè)，并為下一代技術(shù)提供動力，就像占地數(shù)萬平方英尺的陸上數(shù)據(jù)中心一樣？讓我們仔細(xì)看看水下數(shù)據(jù)中心是否可行且可持續(xù)。

為什么要把數(shù)據(jù)中心放到海里？

數(shù)據(jù)中心存儲和管理著人們每天生成和使用的大量信息?，F(xiàn)代數(shù)據(jù)中心的選址通常包括電力便宜、土地便宜且設(shè)施不會對當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)造成影響的地區(qū)。部署水下數(shù)據(jù)中心也有類似的好處，不過一些額外的成本和缺點會帶來重大障礙。

水下數(shù)據(jù)中心示例

微軟于2015年和2018年啟動的Natick項目是首批水下數(shù)據(jù)中心之一。截至2020年，微軟終止了Natick項目。2015年的第一階段包括一個小型數(shù)據(jù)中心，該數(shù)據(jù)中心在加利福尼亞海岸進(jìn)行了105天的測試。2018年的第二階段是部署一個稍大一些的數(shù)據(jù)中心，名為NorthernIsles，位于蘇格蘭海岸海底117英尺（35.7米）深處，為期兩年。它將864臺服務(wù)器安置在一個長約40英尺（12.2米）、直徑約9英尺（2.8米）的容器中，并配有低壓干燥氮氣環(huán)境。

另一家企業(yè)SubseaCloud則設(shè)計和部署了商用水下數(shù)據(jù)中心。該企業(yè)使用非加壓“艙”來容納服務(wù)器，艙內(nèi)裝有專有的非導(dǎo)電液體，以保護(hù)艙內(nèi)技術(shù)。SubseaCloud聲稱其艙可承受高達(dá)3,000英尺（914.4米）的深度。艙采用被動冷卻方法，可減少碳足跡和對周圍環(huán)境的影響。

2023年，專門從事水下數(shù)據(jù)中心建設(shè)的Highlander企業(yè)在中國海南附近的水域啟動了一座商業(yè)設(shè)施。該數(shù)據(jù)中心重約1,433噸（1,300公噸），位于水下約115英尺（35米）。該企業(yè)計劃在不久的將來再部署100個模塊，以減少土地、淡水和電力的使用。

水下數(shù)據(jù)中心的好處

與大型數(shù)據(jù)中心相比，使用水下數(shù)據(jù)中心可以實現(xiàn)能源可持續(xù)性、低成本和減少土地使用。實現(xiàn)這些優(yōu)勢的因素有很多。

充足的空間和減少的延遲

大約40%的人口居住在距離海岸62英里（100公里）的范圍內(nèi)。如果沒有足夠的土地用于建設(shè)數(shù)據(jù)中心，企業(yè)可以在海上部署數(shù)據(jù)中心。海岸線附近的水下數(shù)據(jù)中心可供大部分人口使用，且不會占用住宅和商業(yè)開發(fā)空間。

位于人口密集的沿海地區(qū)附近的水下數(shù)據(jù)中心可以減少或消除網(wǎng)絡(luò)延遲。數(shù)據(jù)傳輸距離較短。

通過前期投資節(jié)省成本

大多數(shù)云服務(wù)器的使用壽命為5至10年，而其他基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備的使用壽命則為5年。企業(yè)可以直接購買硬件，并在使用壽命結(jié)束后再重新購買新設(shè)備。

降低硬件故障率

技術(shù)硬件在水下的使用壽命更長，因為人類不會與容器發(fā)生碰撞。在干燥的氮基環(huán)境中儲存時，腐蝕也更少。微軟指出，水下的故障率是陸地上的八分之一。

降低電力需求和成本

由于水下數(shù)據(jù)中心體積更小、結(jié)構(gòu)更高效，因此耗電量更少。它們可以與其他海上設(shè)施共置，例如通過風(fēng)或海浪作用發(fā)電的海上風(fēng)力發(fā)電場。SubseaCloud利用現(xiàn)有的海底電纜為其吊艙供電，無需使用新的電源。

無冷卻成本

深海數(shù)據(jù)中心利用海洋的冷卻能力持續(xù)保持較低的溫度。由于周圍的水自然比船內(nèi)的硬件溫度低，因此不需要主動、耗能的機械冷卻系統(tǒng)。海水也是一種氣候友好型資源。

減少部署時間

水下數(shù)據(jù)中心是一個制造項目，可以在數(shù)周內(nèi)建成并部署。制造項目利用現(xiàn)有的行業(yè)和市場，其工作進(jìn)度比陸地上的大型數(shù)據(jù)中心設(shè)施更快。

水下數(shù)據(jù)中心的缺點

盡管這些實驗和優(yōu)勢使得水下數(shù)據(jù)中心看起來像是近期和頻繁部署的事物，但它們也存在一些缺點，使得這個想法目前不可行。

部署和檢索的可訪問性

進(jìn)入海床可能是一個挑戰(zhàn)，特別是在深水區(qū)或容易出現(xiàn)惡劣條件的地區(qū)。水下船只可以應(yīng)對波濤洶涌的大海，但部署船只卻不能。

能源

氣候友好型能源并非隨處可見。海上風(fēng)力發(fā)電廠在無風(fēng)的日子里就會停止工作，而波浪發(fā)電機可能只有在海浪超過一定大小時才能工作。

物理安全

該船位于水下，可防止大多數(shù)罪犯和入侵者入侵。然而，它很容易受到資金充足的罪犯和民族國家行為者的攻擊，他們可能更容易攻擊沒有傳統(tǒng)手段保護(hù)的設(shè)施。

可擴展性

由于規(guī)模龐大，通過將多個數(shù)據(jù)中心聯(lián)網(wǎng)，在水下復(fù)制陸上數(shù)據(jù)中心可能無法實現(xiàn)。這取決于其他因素，例如硬件、電源和項目要求。

海底位置和管轄權(quán)

海底穩(wěn)定性和水域管轄權(quán)是決定地點的重要因素。根據(jù)地點的不同，允許此類船只和建筑物進(jìn)入可能是一個問題。

船舶結(jié)構(gòu)耐久性

水下數(shù)據(jù)中心的規(guī)模受限于目前可用的建造方法和材料。微軟的測試船只有40英尺（12.2米）長、9英尺（2.8米）直徑，而SubseaCloud的艙室長約20英尺（6米）。專家們不確定如何建造和部署更大規(guī)模、足夠安全的硬件結(jié)構(gòu)。

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