“Total investasi 1,6 miliar yuan, PUE serendah 1,15, pasokan listrik hijau langsung melebihi 95%, menghemat 61 juta kWh listrik per tahun. Pusat data bawah laut pertama di dunia yang terhubung langsung dengan tenaga angin lepas pantai beroperasi di perairan Laut Cina Timur, Donghai, Lingang, Shanghai.”
Tahun 2026, semua orang senang menggunakan AI, tapi orang yang mengelola pusat komputasi hampir gila karena sibuk. Permintaan daya komputasi melonjak terlalu cepat, pendinginan dan pasokan listrik tidak bisa mengimbangi, industri sudah mencapai tahap yang mengandalkan imajinasi. Beberapa waktu lalu bahkan ada yang mengusulkan konsep daya komputasi luar angkasa, meluncurkan pusat data ke luar angkasa. Dan sekarang, benar-benar ada yang melemparkan server ke laut.
Ini bukan memperkenalkan konsep masa depan kepada Anda. Ini sudah terjadi, diinvestasikan 1,6 miliar yuan, sekali lempar ke laut langsung lebih dari 2000 server. Di Lingang, Shanghai, di perairan Laut Cina Timur di sebelah timur Pulau Xiaoyangshan, 192 rak server terselip di dalam ruang server bawah laut empat lantai sedalam 10 meter di bawah platform lepas pantai, terus-menerus menjalankan daya komputasi. Seluruh struktur ini beratnya 1950 ton, kira-kira setara dengan 1300 mobil penumpang. Di sebelahnya, sekitar 500 meter, ada lebih dari 50 turbin angin, listrik angin terhubung langsung, tingkat pasokan listrik hijau melebihi 95%.
Pertama, lihat beberapa data. PUE (indikator efisiensi energi pusat data, semakin mendekati 1 semakin baik): Pusat data bawah laut ini adalah 1,15 (angka ini sangat hebat, nanti akan kita bahas detailnya), rata-rata nasional 1,48. Konsumsi air tawar: nol. Luas lahan: 200 meter persegi, di darat untuk skala yang sama butuh 2000 meter persegi. Setelah beroperasi penuh, menghemat listrik 61 juta kWh per tahun.
Artinya, merendam server di laut tidak merusaknya, malah lebih hemat listrik, air, lahan, dan tingkat kegagalannya lebih rendah dibanding di darat.
Beberapa hari lalu CCTV menyiarkan berita ini. Setelah menontonnya, saya mencari informasi di baliknya dan menemukan bahwa hal ini jauh lebih menarik daripada yang diberitakan.
Melihat ke belakang, ini adalah jalur yang telah dieksplorasi dan divalidasi selama bertahun-tahun. Berulang kali diverifikasi, akhirnya memastikan bisa membenamkan daya komputasi ke dalam air dengan aman. Melihat ke depan, dua usaha besar yaitu pusat komputasi dan energi hijau, kebetulan bertemu di jalur ini, langkah strategis yang besar telah melangkah.
Layak diceritakan dari awal.
01: Mengapa Harus Membenamkan Server ke Laut?
Pusat data ini, kompleks sekaligus sederhana. Secara sederhana, inti masalah yang harus dipecahkan ada dua: pasokan listrik dan pendinginan.
Server butuh listrik, semua orang tahu itu. Tapi yang banyak orang tidak tahu adalah, listrik yang digunakan untuk mendinginkan server mungkin hampir sama dengan listrik yang dikonsumsi server itu sendiri.
Di industri ada indikator inti untuk mengukur efisiensi energi pusat data, disebut PUE, Power Usage Effectiveness. Perhitungannya juga intuitif: total listrik yang digunakan seluruh pusat data, dibagi dengan listrik yang digunakan perangkat IT (server, penyimpanan, jaringan). Jika PUE adalah 2, artinya server membakar 1 kWh untuk bekerja, AC dan fasilitas pendukung lainnya membakar 1 kWh lagi untuk membantunya mendingin dan menjaga operasi.
Dalam kondisi ideal, PUE seharusnya 1, artinya semua listrik digunakan untuk komputasi, tidak ada yang terbuang untuk pendinginan. Tapi kenyataannya tidak akan pernah mencapai 1, hanya bisa mendekati tanpa batas.
Rata-rata PUE pusat data di seluruh negeri kira-kira 1,48. Dengan kata lain, di semua pusat data di Tiongkok, kira-kira dari setiap 3 kWh listrik yang dibakar, 1 kWh digunakan untuk AC.
Tahun 2024, penggunaan listrik pusat data global sekitar 415 TWh, atau 1,5% dari total konsumsi listrik global. IEA (International Energy Agency) memprediksi, pada 2030 angka ini akan lebih dari dua kali lipat, menjadi 945 TWh. Ini baru konsumsi energi pusat data tradisional. Setelah AI datang, situasinya menjadi lebih ekstrem.
Dulu, satu server CPU standar, konsumsi dayanya sekitar 300 watt. Jika diganti dengan server GPU untuk pelatihan AI, konsumsi daya mesin dengan ukuran yang sama bisa mencapai 3000 watt, sepuluh kali lipat. Laporan IEA menyebutkan, konsumsi listrik server khusus AI diprediksi tumbuh 30% per tahun.
Seseorang yang telah bekerja di industri pusat data selama 20 tahun memberi saya gambaran yang intuitif: sebuah gedung perkantoran, unit AC luar di atap cukup untuk seluruh gedung. Tapi jika gedung itu diubah menjadi pusat data, kebutuhan pendinginannya akan meningkat secara eksponensial. Area yang ditempati peralatan AC dan listrik bahkan bisa lebih besar dari server. Nanti atap ditambah halaman di bawah dipenuhi unit AC luar, mungkin masih tidak cukup untuk membuang panas.
Jadi industri pusat data di seluruh dunia, bertahun-tahun ini terus memikirkan hal yang sama: bagaimana menemukan sumber pendingin yang lebih murah. Jawabannya ternyata sama: minta dari alam.
Dulu Facebook mencoba membangun pusat data di wilayah lintang tinggi Amerika Utara, semakin dekat Lingkar Arktik semakin baik, suhu alaminya rendah. Beberapa tahun lalu Tencent membangun pusat data di gua gunung di Guizhou, suhu di gua konstan sepanjang tahun. Dalam hal ini, kriteria pertama pemilihan lokasi oleh perusahaan besar bukan transportasi, bukan talenta, tapi mana yang lebih sejuk.
Proyek "Perhitungan Barat untuk Data Timur" ("Dong Shu Xi Suan") di Tiongkok juga dengan logika yang sama: membangun pusat data ke Inner Mongolia, Guizhou, Gansu, dan tempat-tempat lain di barat. Barat memiliki listrik, listrik batu bara murah, energi baru juga banyak; cuaca dingin, seperti Ulanqab, sebagian besar waktu dalam setahun suhunya di bawah nol, kemampuan pendinginan alami kuat. Delapan hub daya komputasi, sepuluh klaster pusat data, pada dasarnya mengejar listrik murah dan pendinginan gratis ke barat.
Bagaimana dengan kota-kota di timur?
Tempat-tempat seperti Shanghai, Shenzhen, Beijing justru tempat kebutuhan daya komputasi paling tinggi. Transaksi keuangan, inferensi AI, pemrosesan data lintas batas, banyak bisnis sangat sensitif terhadap latensi, data tidak bisa terus-menerus diproses di gua gunung Guizhou yang jaraknya dua ribu kilometer lalu dikirim kembali. Tapi kota-kota ini justru tanahnya paling mahal, indikator konsumsi energi sangat ketat, musim panas juga panas sekali.
Jadi jawabannya adalah laut.
Suhu rata-rata tahunan air laut hanya sekitar 15 derajat Celcius, fluiditasnya sangat kuat, kemampuan pendinginannya puluhan kali lipat dari air danau. Dan tenaga angin lepas pantai sedang dibangun secara besar-besaran, listrik ada di sebelahnya. Sumber pendingin dan sumber listrik, dua hal paling dibutuhkan pusat data, laut memberikannya sekaligus.
Secara logika, membenamkan server ke laut sebenarnya adalah jawaban yang paling alami.
02: Membawa Daya Komputasi ke Laut, Ada Berapa Langkah?
Ide menaruh pusat data di dasar laut bukan berasal dari orang Tiongkok.
2015, Microsoft memulai proyek bernama Project Natick. Percobaan pertama, idenya cukup sederhana: lemparkan dulu satu ke bawah untuk melihat apakah rusak. Mereka menenggelamkan kapsul tertutup berbentuk silinder berdiameter sekitar 2,4 meter ke dasar Samudra Pasifik, berisi server, berjalan 105 hari, melihat apakah server tahan direndam di laut.
Kesimpulannya: tahan.
2018, Microsoft melakukan putaran kedua, deployment resmi. Di perairan Kepulauan Orkney, Skotlandia, sebuah wadah tertutup berisi 864 server ditenggelamkan ke dasar Laut Utara sedalam sekitar 35 meter. Ditenagai oleh energi pasang surut dan angin lokal, didinginkan secara alami oleh air laut, lalu dibiarkan begitu saja.
Dua tahun kemudian, 2020, Microsoft mengangkat benda itu dari dasar laut. Dibuka, datanya mengejutkan.
Dari 800 lebih server bawah laut, hanya 6 yang rusak, tingkat kegagalan sekitar 0,7%. Microsoft juga menempatkan kelompok kontrol di darat, 135 server, berjalan selama dua tahun yang sama, 8 rusak, tingkat kegagalan mendekati 6%. Tingkat kegagalan di bawah laut sekitar seperdelapan dari di darat.
Ini hasil yang berlawanan dengan akal sehat. Penjelasan Microsoft adalah, kapsul tertutup diisi dengan nitrogen kering, tidak ada oksigen, tidak ada uap air, tidak ada debu, tidak ada getaran dan fluktuasi suhu dari orang yang keluar masuk. Server beroperasi di lingkungan hampir steril, kecepatan penuaan perangkat keras jauh berkurang.
Tidak ada yang menyentuh, tidak ada yang melihat, tidak ada debu, tidak ada yang membuka pintu masuk dan mengganggu, justru tidak ada masalah sama sekali. Tempat yang benar-benar tanpa manusia mungkin adalah lingkungan kerja ideal untuk server.
Eksperimen Microsoft membuktikan satu hal: pendinginan bawah laut dapat diandalkan. Hal selanjutnya, dilakukan oleh orang Tiongkok.
2020, Hailanxin, sebuah perusahaan publik Tiongkok yang membuat peralatan kelautan, mengakuisisi sebuah tim peralatan laut dalam dari Kanada. Tim ini pernah terlibat dalam pekerjaan teknik proyek Natick Microsoft. Yang lebih penting, mereka memiliki pengalaman lebih dari 20 tahun di bidang laut dalam. Pengetahuan berdasarkan pengalaman itu penting: tempat apa yang tumbuh mikroorganisme apa, wilayah laut mana yang memiliki kondisi arus dan geologi seperti apa, bagaimana merancang sambungan agar bisa bertahan 20 tahun di bawah air tanpa masalah.
Dengan dasar teknologi ini, pusat data bawah laut komersial pertama dioperasikan di Hainan.
Lokasi di Teluk Qingshui, Lingshui, Hainan, sekitar 3 km dari pantai, kedalaman air 40 meter. Desainnya menenggelamkan wadah tertutup ke dasar laut, terhubung ke stasiun kontrol di darat melalui kabel bawah laut, didinginkan secara alami oleh air laut, mulai dioperasikan percobaan tahun 2022.
Berjalan lebih dari tiga-empat tahun, beberapa data inti keluar. PUE kurang dari 1.2, jauh lebih baik dari rata-rata nasional 1.48, energi pendinginan dihemat lebih dari 90%, artinya menghemat sekitar 3 juta kWh listrik per tahun, menghemat air tawar sekitar 15.000 ton, bagian stasiun di darat hanya menempati 400 hingga 500 meter persegi, kira-kira seperlima dari pusat data darat dengan skala yang sama.
Kedengarannya seperti memindahkan pusat data ke dasar laut sudah selesai, bukan itu.
Generasi di Hainan ini, sumber pendingin terpecahkan, biaya juga terbukti, tapi sumber listrik masih menjadi kelemahan. Jaringan listrik Hainan terutama bergantung pada pembangkit listrik tenaga batu bara, lebih dari 70%. Pusat data bawah laut menggunakan listrik kota dari darat, ditarik dengan kabel bawah laut, biaya kabel saja mencapai investasi jutaan yuan. Biaya operasional harian memang rendah, tapi jika memasukkan investasi aset berat selama pembangunan, efisiensi ekonomisnya tidak terlalu baik, dan pasokan listrik dari batu bara, dalam jangka panjang, belum cukup hijau.
Bagaimana mengatasi sumber pendingin dan sumber listrik sekaligus. Maka langkah selanjutnya, sampai di Shanghai.
Proyek Shanghai memiliki pendekatan yang sepenuhnya berbeda: lokasi di perairan Laut Cina Timur sebelah timur Xiaoyangshan, Lingang, hanya 500 meter dari ladang angin lepas pantai yang sudah ada berkapasitas 200 MW. Listrik angin terhubung langsung ke pusat data melalui kabel bawah laut, tidak melalui jaringan listrik darat, menggunakan listrik hijau sejati. Sumber pendingin dan sumber listrik, akhirnya terpecahkan sekaligus.
Perubahan kunci ada pada struktur biaya. Generasi di Hainan perlu membangun stasiun pantai sendiri, memasang kabel, menarik jaringan, infrastruktur ini menempati proporsi besar dari total investasi. Generasi di Shanghai, stasiun pantai, kabel, jaringan, bahkan sebagian peralatan listrik, sudah ada di ladang angin, langsung digunakan kembali, hanya bagian ini saja, investasi turun puluhan persen.
Hal ini memakan waktu lama, kesulitan yang lebih besar di luar teknologi, karena ini adalah hal yang hampir tidak pernah dilakukan siapa pun, bahkan banyak standar yang perlu dibuktikan dari awal.
Pertama, lingkungan hidup. Fakta yang tidak banyak diketahui adalah, standar lingkungan hidup untuk proyek di laut lebih tinggi daripada di darat.
Anda menaruh sesuatu yang terus-menerus menghasilkan panas di dasar laut, jika pendinginannya baik, itu disebut pendinginan; jika tidak baik, itu seperti pemanas air. Sebelumnya ada yang mencoba menggunakan air danau untuk mendinginkan pusat data, memompa air dingin dari danau untuk mendinginkan, lalu mengembalikannya. Hasilnya suhu air danau naik, untungnya tidak sampai merebus ikan, tapi pertumbuhan ikan jelas lebih cepat, keseimbangan ekologi terganggu, tidak memenuhi standar lingkungan.
Standar di laut lebih ketat. Pelaku usaha memberi tahu kami, dalam detail ini, persyaratan lingkungan mengharuskan perubahan suhu air laut di sekitar pusat data (sekitar 1 meter) tidak boleh melebihi 0,1 derajat Celcius. 0,1 derajat, presisi ini sudah sangat ketat, tetapi hanya memenuhi standar tidak cukup, Anda juga harus memiliki kemampuan monitoring berkelanjutan, rencana penanganan situasi ekstrem, kemampuan ini tidak dimiliki semua orang.
Perusahaan yang melakukan proyek ini, Hailanyun, adalah anak perusahaan dari perusahaan publik Hailanxin di bidang kelautan. Perusahaan induk telah mendalami bidang teknologi kelautan selama bertahun-tahun, melakukan observasi laut, peralatan dasar laut, komunikasi laut, dan hal-hal lainnya. Jika perusahaan lain tanpa latar belakang teknik kelautan melakukannya, mungkin hanya persoalan lingkungan hidup ini saja sudah terhambat.
Selanjutnya di sisi server, yang bersedia melemparkan server mahal ke air, harus benar-benar percaya pada solusi ini. Perangkat-perangkat ini tidak murah, jika rusak karena direndam, sungguh menyakitkan. Dan proyek semacam ini secara alami membutuhkan setiap bagian perangkat keras cukup andal, jangan berpikir bisa mengirim orang ke bawah untuk mengganti beberapa kartu setiap beberapa hari, sangat merepotkan.
Karena berbagai alasan, proyek ini akhirnya mengumpulkan perusahaan besar di berbagai bidang dalam rantai ini, misalnya Shenergy yang mengoperasikan ladang angin, perusahaan besar di bidang energi di Tiongkok Timur; Shanghai Yidian, grup industri ternama, bertanggung jawab atas server di sini; komunikasi ditangani oleh Shanghai Telecom, tidak perlu dijelaskan lagi. Secara keseluruhan, teknik kelautan, pasokan energi, pengoperasian daya komputasi, pembuatan server berkumpul di sini, satu mata rantai putus, seluruh hal ini tidak akan berjalan.
03: Angin + Listrik, Seberapa Besar Potensi Imajinasinya?
Melihat ke depan, proyek Shanghai ini bahkan hanya sebuah awal. Yang benar-benar membuat orang merasa jalur ini memiliki potensi imajinasi besar, adalah integrasi selanjutnya dengan ladang angin lepas pantai besar di laut jauh.
Shanghai sedang merencanakan sebuah ladang angin lepas pantai laut jauh, kapasitas total 4300 MW. Saat ini, skala pusat data menengah-besar di Shanghai kira-kira 20 MW, artinya, kemampuan pembangkitan satu ladang angin ini, secara teori, dapat memasok 200 lebih pusat data menengah-besar.
Tentu tidak semuanya untuk memasok pusat data, tapi ada yang menghitung proporsi yang cukup aman: ambil sekitar 15% dari kemampuan pembangkitan maksimum ladang angin, sudah cukup untuk memasok klaster daya komputasi lepas pantai skala besar. Apa artinya 15%? Artinya, bahkan jika hanya turbin angin yang paling sedikit berputar, bagian listrik ini stabil, tidak perlu ditambah penyimpanan energi, tidak perlu khawatir tentang fluktuasi, ini adalah listrik terbaik.
Dengan proporsi ini, 15% dari 4300 MW adalah sekitar 600 MW. Pusat daya komputasi 600 MW, ditempatkan di laut, dipasok langsung oleh listrik hijau, didinginkan secara alami oleh air laut.
Di sini ada perhitungan ekonomi yang penting: ladang angin laut jauh berjarak lebih dari seratus kilometer dari pantai, listrik yang ditransmisikan dari laut ke darat, kehilangan transmisi lebih dari 10%. Tapi daya komputasi tidak perlu mentransmisikan listrik, Anda mengubah listrik langsung menjadi daya komputasi di laut, setelah selesai dihitung, hasilnya dikirim kembali melalui serat optik, hampir tidak ada kehilangan transmisi. Kehilangan listrik adalah lebih dari 10%, kehilangan data hampir nol, sama-sama mengirim sesuatu dari laut, mengirim bit lebih menguntungkan daripada mengirim elektron.
Lebih jauh lagi, pikirkan ini. Dasar turbin angin lepas pantai disebut menara, itu adalah pilar besar yang ditancapkan di dasar laut. Turbin angin lepas pantai sekarang semakin besar, daya satu turbin angin dari 2-3 MW di darat menjadi 12 hingga 20 MW di laut. Diameter menara juga mengikuti, sekarang kira-kira 18 hingga 20 meter.
Pilar dengan diameter 18 hingga 20 meter, bagian dalamnya kosong, ruangnya tidak kecil, tapi sebelumnya tidak ada yang memikirkan apa yang bisa dilakukan di dalamnya.
Bagaimana jika saat membangun ladang angin, langsung menyediakan ruang di dalamnya untuk menaruh server? Tidak perlu membangun struktur lain, tidak perlu memasang kabel lain, fasilitas pasokan listrik ladang angin, kabel bawah laut, koneksi jaringan, sudah ada, seperti membuat ruang server secara sekaligus saat membangun rumah.
Berdasarkan ide ini, biaya konstruksi gabungan turun beberapa puluh persen dibanding darat, ini belum termasuk harga listrik. Jika harga listrik yang dikonsumsi di tempat di laut jauh bisa dinegosiasikan menjadi tiga sampai empat mao per kWh, maka biaya operasional keseluruhan bisa turun lagi.
Satu turbin angin, di atas bilah berputar menghasilkan listrik, di dalam pilar bawah server berjalan. Turbin angin yang tersebar di permukaan laut, setiap pilar adalah pabrik daya komputasi kecil, tidak perlu listrik kota, tidak perlu air tawar, tidak perlu dijaga. Sempurna.
Ini terdengar seperti fiksi ilmiah, tapi logika dasarnya setiap langkah dapat dipertahankan. Sampai di sini, Anda akan menemukan dua usaha besar, energi dan daya komputasi, saling bertautan. Tenaga angin perlu dikonsumsi di tempat untuk meningkatkan efisiensi ekonomis, daya komputasi perlu listrik hijau murah dan sumber pendingin gratis, dua hal yang awalnya berjalan sendiri-sendiri, bertemu di laut.
Tiongkok memiliki keunggulan besar dalam melakukan hal ini: tenaga angin lepas pantai. Tiongkok memiliki kapasitas terpasang tenaga angin lepas pantai terbesar di dunia, biaya pembangkitan terendah, rantai pasokan konstruksi paling matang. Mengikat pusat daya komputasi dengan tenaga angin lepas pantai, jika ada yang bisa maju lebih dulu, kemungkinan besar ada di Tiongkok.
"Perhitungan Barat untuk Data Timur" ("Dong Shu Xi Suan") ke barat, mengejar batu bara dan dingin, sekarang ada yang mulai ke timur, mengejar angin dan laut. Dua jalur, memecahkan soal yang sama: membuat daya komputasi menggunakan listrik termurah, pendinginan tergratis.
Artikel ini berasal dari akun WeChat "酷玩实验室", penulis: 酷玩实验室
