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数据中心正在成为这个时代最耗电的基础设施之一。

AI模型训练、大语言模型推理、实时大数据处理,每一项任务都在疯狂消耗电力,而其中相当大一部分电力并不用来计算,只是用来给服务器降温。全球数据中心的平均电源使用效率普遍徘徊在1.5上下,意味着每用1度电做计算,还要再花半度电来对抗热量。

中国在上海近海给出的答案是:把服务器沉到海里,用海水冷却,用海风发电。

这座位于上海临港特区近海的水下数据中心,日前正式进入全面商业运营状态,被认为是全球首个由海上风能驱动、部署在海底的商用数据中心。项目总投资约2.26亿美元,由临港特区管委会、上海临港投资控股集团和海云科技联合推进,中国电信已在其中部署了GPU集群,用于支持AI推理和大型语言模型开发。

这套系统的冷却逻辑,建立在一个几乎不需要额外耗电的物理循环上。

服务器运行产生的热空气,被背板空调系统吸入后,将铜管中的制冷剂从液态加热为气态。气体因密度低而自然上浮,进入模块上层的冷却腔,在那里与海水通过热交换器完成热量转移,重新凝结为液态。液态制冷剂靠重力流回服务器机房,整个循环不需要额外的泵送电力驱动。

这种依靠相变和重力完成的被动热管理,是这套系统能效表现优异的核心原因。据中国媒体报道,该数据中心的电源使用效率约为1.15,也就是说,每消耗1度电,其中0.87度用于实际计算,只有0.13度用于冷却和其他基础设施开销。

相比之下,传统企业数据中心的PUE通常在1.4到1.6之间,大型云计算巨头经过多年优化后能做到1.2左右,而谷歌、微软等公司在特定园区实现1.1以下的PUE,往往需要投入极为精密的液冷系统和大量工程成本。

开发商的数据显示,水下部署方式可以减少22.8%的电力消耗,完全消除淡水使用,并将土地占用减少90%以上。最后这一点在土地资源紧张的沿海城市尤为重要,上海的地价使得传统地面数据中心的建设成本居高不下。

电力供应同样是这个设计的亮点之一。水下模块被部署在临港海上风电场一期和二期之间,可以直接接入风电场的海底电缆,实现可再生能源直供,减少远距离输电损耗。这种"就地取电"的布局,是陆上数据中心很难复制的结构性优势。

微软的"纳蒂克计划"早在2015年就在加利福尼亚海岸测试了水下服务器舱,2018年在苏格兰奥克尼群岛进行了更大规模的部署试验,装入了864台服务器,在水下运行了两年后被回收评估。测试结果显示,水下环境中的硬件故障率明显低于陆上数据中心,研究人员认为这与水下环境氮气充填、无人值守带来的零振动和零湿度波动有关。

但微软在2024年终止了这个项目,没有推进商业部署。理由涉及运维复杂性、扩展成本以及商业模式的可行性等多个层面。

上海的项目走到了微软没有走到的那一步,完成了从实验原型到商业运营的跨越。这一步的背后,是一套完整的商业生态:政府主导的特区管委会提供政策和土地资源,国资背景的投资主体提供资金保障,中国电信作为计算客户提供稳定的需求支撑,多家专业运营商分担技术和维护风险。

这种以国家资本为压舱石、以产业客户为锚点的推进模式,在基础设施创新领域有着较高的确定性,但也意味着其商业逻辑在其他市场环境中未必能够直接复制。

水下运维的工程挑战是客观存在的。海水腐蚀对密封材料的长期考验、深水压力对设备外壳的持续负载、海底电缆的可靠性维护,以及一旦发生硬件故障时的人工干预成本,都是这套系统在长期运营中必须面对的现实问题。水下环境无法像陆上机房那样随时派工程师进行物理检修,这要求设备具备极高的本征可靠性和模块化替换能力。

项目目前第一阶段装机容量为2.3兆瓦,计划扩展至24兆瓦,容纳近2000台服务器。与动辄数百兆瓦的大型超算中心相比,这个体量仍然相对有限,距离主流AI训练集群的规模还有相当距离。

但它证明了一件事:把服务器沉入海底,在工程上是可行的,在商业上也是可以运转的。

在全球AI基础设施的电力和冷却需求持续膨胀的背景下,这个证明本身,已经足够重要。