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水下數(shù)據(jù)中心：能源效率與可持續(xù)發(fā)展的新前沿

水下數(shù)據(jù)中心是這些設(shè)施尋求更高能源效率和可持續(xù)性的關(guān)鍵舉措。

雖然海底數(shù)據(jù)中心的想法現(xiàn)在越來越受到關(guān)注，但直到2015年，微軟才為該系統(tǒng)管理了第一個(gè)大型模型，即Natick項(xiàng)目。

水下數(shù)據(jù)中心建設(shè)的核心是能源效率和數(shù)據(jù)中心冷卻創(chuàng)新。數(shù)據(jù)中心的能源使用正日益成為全球關(guān)注的問題。事實(shí)上，國際能源署已經(jīng)警告稱，未來兩年數(shù)據(jù)中心的電力消耗可能會急劇上升，從2022年預(yù)計(jì)的460TWh增長到2026年的1000TWh以上。

因此，多項(xiàng)創(chuàng)新計(jì)劃都致力于確保數(shù)據(jù)中心在限制能源使用的同時(shí)，繼續(xù)滿足全球需求。由于冷卻占此類設(shè)施能源使用量的25-40%，因此重點(diǎn)關(guān)注數(shù)據(jù)中心冷卻的改進(jìn)至關(guān)重要。

在這一探索中，液體和水已經(jīng)發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。服務(wù)器兩相浸入式冷卻等措施正在為數(shù)據(jù)中心冷卻帶來重大進(jìn)步。

正是在這種背景下，我們必須了解水下數(shù)據(jù)中心。雖然海水冷卻系統(tǒng)已經(jīng)在區(qū)域冷卻計(jì)劃中實(shí)施，但目前對于許多希望充分利用水下服務(wù)器和數(shù)據(jù)中心潛力的計(jì)劃來說，這是一個(gè)充滿希望的時(shí)機(jī)。

什么是水下數(shù)據(jù)中心？

水下數(shù)據(jù)中心是指數(shù)據(jù)存儲和處理設(shè)備浸沒在水體中的設(shè)施。

因此，水下數(shù)據(jù)中心背后的前提是，可以利用水的自然冷卻特性來提高能源效率，并減少中心對環(huán)境的影響。

微軟于2015年在加利福尼亞海岸進(jìn)行了首次海底數(shù)據(jù)中心實(shí)驗(yàn)，這是一項(xiàng)創(chuàng)新舉措，當(dāng)時(shí)該企業(yè)正在尋找數(shù)據(jù)中心冷卻的最佳替代方案。隨后，一項(xiàng)規(guī)模更大的計(jì)劃于2018年在蘇格蘭海岸進(jìn)行。

自那時(shí)起，人們對水下數(shù)據(jù)中心的熱情日益高漲，越來越多的企業(yè)開始采用這種方法，并報(bào)告了積極的成果。

水下數(shù)據(jù)中心的優(yōu)勢

天然、可再生、幾乎無限的冷卻水供應(yīng)，無需提取水資源（與陸地?cái)?shù)據(jù)中心相反），具有很高的WUE（水利用效率）。由于冷卻需求被最小化，電力消耗顯著減少。輕松獲取可持續(xù)能源，包括風(fēng)能、潮汐能、波浪能和太陽能發(fā)電廠，從而為綠色數(shù)據(jù)中心鋪平道路。水的出色導(dǎo)熱性賦予了其高效率。可以在人口中心和城市附近安裝，以實(shí)現(xiàn)更低的延遲和更快的速度。最大限度地減少人為錯(cuò)誤，并使用專門的技術(shù)來保護(hù)設(shè)備和去除有害物質(zhì)，提高可靠性、減少腐蝕并延長使用壽命。可以從應(yīng)用模塊化方法中受益。最大限度地減少因物理訪問數(shù)據(jù)中心而造成破壞的可能性。受益于近海土地價(jià)格較低。

水下數(shù)據(jù)中心的技術(shù)創(chuàng)新

海底數(shù)據(jù)中心的尖端技術(shù)

通過對水下數(shù)據(jù)中心所涉及的具體技術(shù)的研究，可以證明水下數(shù)據(jù)中心在各個(gè)領(lǐng)域都取得了最先進(jìn)的成果，包括:

先進(jìn)的浸入式冷卻技術(shù)，旨在促進(jìn)散熱的同時(shí)最大限度地降低能耗。創(chuàng)新的模塊化設(shè)計(jì)，使得水下數(shù)據(jù)中心可以根據(jù)需要部署和擴(kuò)展。防水、耐壓外殼的開發(fā)也最大限度地節(jié)省了空間。開拓可再生能源整合。傳感器技術(shù)可實(shí)時(shí)監(jiān)控環(huán)境條件、設(shè)備性能和任何潛在問題。耐用材料和系統(tǒng)的發(fā)展，以減少維護(hù)需求。自主操作系統(tǒng)。從物理和數(shù)字角度采取的安全措施。使用先進(jìn)的水下光纜，方便連接地面網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)高速可靠的數(shù)據(jù)傳輸。保證冗余。確保對海底的物理和生態(tài)影響最小的技術(shù)。

設(shè)計(jì)和部署挑戰(zhàn)

必須解決和考慮維護(hù)目的的可訪問性，包括自動化或機(jī)器人維護(hù)的可能性。必須加強(qiáng)保障可靠、持續(xù)地使用可再生能源。應(yīng)對潛在海洋熱浪的解決方案，包括傳感器和備用冷卻系統(tǒng)。評估環(huán)境對周圍生物和海洋生態(tài)系統(tǒng)的影響。考慮到潛在的地震活動。通過聲波或其他先進(jìn)技術(shù)解決潛在的服務(wù)中斷攻擊。必須確保遵守有關(guān)水下設(shè)施、數(shù)據(jù)中心和環(huán)境保護(hù)的當(dāng)?shù)睾蛧H法規(guī)。

環(huán)境和經(jīng)濟(jì)影響

可持續(xù)性和環(huán)境效益

正如上面提到的，水下數(shù)據(jù)中心因其能夠獲取可靠且可持續(xù)的冷卻液而脫穎而出：海水和其他類似環(huán)境中的水。

由于迫切需要解決數(shù)據(jù)中心冷卻問題，以最大限度地減少這些設(shè)施對環(huán)境的影響，水下數(shù)據(jù)中心成為業(yè)界正在考慮的一項(xiàng)關(guān)鍵創(chuàng)新。

然而值得注意的是，這些系統(tǒng)對其直接環(huán)境的影響仍然是圍繞該模型的未知變量之一，因?yàn)槟壳斑€沒有開發(fā)足夠的項(xiàng)目來準(zhǔn)確評估其影響。

經(jīng)濟(jì)可行性和成本效益

自首次部署此類項(xiàng)目以來，水下數(shù)據(jù)中心的經(jīng)濟(jì)可行性也一直受到關(guān)注。

由于該模型采用創(chuàng)新的冷卻方法，水下數(shù)據(jù)中心能夠減少與冷卻直接相關(guān)的電費(fèi)。此外，根據(jù)公開的數(shù)據(jù)，該模型的硬件故障率也低于陸上數(shù)據(jù)中心，從而減少了停機(jī)時(shí)間及其不利的經(jīng)濟(jì)影響。

此外，采用模塊化設(shè)計(jì)、注重確?？煽啃院蜏p少維護(hù)需求也證明了此類項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)可行性。

在此背景下，值得一提的是，缺乏足夠的實(shí)施代表著對這些舉措成本效益的理解存在局限性。然而，越來越多的企業(yè)選擇海底模式，這證明了該行業(yè)有興趣將其作為可行方案進(jìn)行評估。

事實(shí)上，如今提供水下數(shù)據(jù)中心實(shí)施服務(wù)的企業(yè)已經(jīng)選擇了截然不同的模式和技術(shù)，以及不同的環(huán)境條件來安置其設(shè)施。這進(jìn)一步證明了海底數(shù)據(jù)中心模式所代表的機(jī)遇，因?yàn)槠湟殉蔀橥黄菩詣?chuàng)新的關(guān)鍵沃土。

隨著水下數(shù)據(jù)中心在環(huán)境、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面的持續(xù)試驗(yàn)，這種新的數(shù)據(jù)中心模式將具有重大的機(jī)遇和創(chuàng)新空間。

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