“总投资16亿元、PUE低至1.15、绿电直供超过95%、年省电6100万度。上海临港东海海域,全球首个海风直连海底数据中心投入运行。”
2026年,大家用AI用得很开心,但做算力中心的人已经快忙疯了。算力需求涨得太猛,散热和供电跟不上,行业已经到了拼想象力的阶段。前段时间还有人提太空算力的概念,把数据中心发射到外太空去。然后现在,真的有人往海里扔服务器了。
这不是在跟你介绍某个未来的概念。是已经扔了,投了16个亿,往海里一扔就是2000多台服务器。就在上海临港,小洋山以东的东海海域,一座海上平台下面10米深的水里,192个机柜塞在一个四层的水下机房里,不间断地跑着算力。整个东西加起来1950吨,差不多相当于1300辆家用轿车的重量。旁边500米就是50多座风机,风电直接接进来,绿电供给率超过95%。
先看几个数据。PUE(数据中心能效指标,越接近1越好):这个海底数据中心是1.15(这个数字很厉害,后面我们再来详细介绍),全国平均1.48。淡水消耗:零。占地面积:200平方米,陆地上同规模要2000平方米。全规模运行后年省电6100万度。
也就是说,把服务器泡进海里,不但没泡坏,还比放在陆地上省电、省水、省地、故障率还低。
前两天央视播了这条新闻,看完之后我去扒了扒背后的东西,发现这件事比新闻里说的有意思得多。
往前看,这是一条探索和验证了好多年的路线。反复验证,才最终确保能安全地把算力扔进水里。往未来看,算力中心和绿色能源这两个大事业,恰好在这条路线上交汇到了一起,一盘大棋,走出了关键的一步。
值得从头讲讲。
01:为啥非要把服务器沉到海里
数据中心这个东西,说复杂也复杂,说简单也简单。往简单了说,它要解决的核心问题就两个:供电和散热。
服务器要用电,这谁都知道,但很多人不知道的是,给服务器散热用的电,可能跟服务器本身耗的电差不多。
行业里有一个衡量数据中心能效的核心指标,叫PUE,Power Usage Effectiveness。算法也很直观:整个数据中心总共用了多少电,除以IT设备(服务器、存储、网络)用了多少电。如果PUE是2,意思就是服务器烧1度电干活,空调和其他配套设施再烧1度电帮它散热和维持运转。
理想状态下PUE应该是1,也就是所有的电都拿来算数,一度都不浪费在散热上。但实际上永远达不到1,只能无限接近。
全国数据中心的平均PUE大概在1.48。换句话说,全中国的数据中心,差不多每烧3度电,有1度是给空调用的。
2024年全球数据中心用电大约415太瓦时,占全球总用电的1.5%。IEA(国际能源署)预测,到2030年这个数字会翻一倍多,到945太瓦时。这还只是传统数据中心的能耗,AI来了以后,事情变得更夸张了。
原来一台标准的CPU服务器,功耗大概300瓦。换成GPU服务器跑AI训练,同样一台机器的功耗可能到3000瓦,超出十倍。IEA的报告里说,AI专用服务器的用电量预计每年增长30%。
一位在数据中心行业干了20年的人跟我说了一个很直观的画面:一栋写字楼,楼顶的空调室外机给整栋楼用是够的,但你要是把这栋楼改成数据中心,散热要求会指数级提升,空调和供电设备占的面积甚至可以比服务器大,到时候楼顶加楼下的广场摆满空调外机,可能都不够把热量散出去。
所以全世界的数据中心行业,这些年一直在琢磨同一件事:怎么找到更便宜的冷源。大家的答案出奇一致:找自然要。
以前Facebook试过把数据中心往北美高纬度地区建,越靠近北极圈越好,天然气温低。前几年腾讯把数据中心建到了贵州的山洞里,山洞里常年恒温。在这件事情上,大厂选址的第一标准不是交通、不是人才,是哪儿凉快。
中国的"东数西算"工程也是同一个逻辑:把数据中心建到内蒙、贵州、甘肃这些地方去。西部有电,煤电便宜,新能源也多;天气冷,像乌兰察布这种地方一年大部分时间零下,自然散热能力强。八大算力枢纽、十个数据中心集群,本质就是追着便宜的电和免费的冷往西跑。
东部城市怎么办?
上海、深圳、北京这些地方,恰恰是算力需求最旺盛的地方。金融交易、AI推理、跨境数据处理,很多业务对延迟非常敏感,数据不能一直要绕到两千公里外的贵州山洞里算一遍再传回来。但这些城市偏偏土地最贵、能耗指标卡得最死、夏天还热得要命。
所以才是海。
海水年均温度只有15摄氏度左右,流动性极强,散热能力是湖水的几十倍。而且海上风电正在大规模建设,电就在旁边。冷源和电源,数据中心最需要的两样东西,海上同时给你了。
把服务器沉到海里,从逻辑上讲,其实是最自然的答案。
02:算力入海这件事,拢共分几步
把数据中心放到海底,这个想法不是中国人先想到的。
2015年,微软启动了一个叫Project Natick(纳蒂克)的项目。第一次试验,思路也挺朴素的:先扔一台下去看看会不会坏,他们把一个直径约2.4米的圆柱形密封舱沉到了太平洋海底,里面装着服务器,跑了105天,看看服务器泡在海里到底行不行。
结论是行。
2018年,微软来了第二轮,正式部署。在苏格兰奥克尼群岛海域,把一个装有864台服务器的密封容器沉到了北海海底约35米深处。用当地潮汐能和风能供电,海水自然冷却,然后就不管了。
两年后,2020年,微软把这个东西从海底捞了上来,打开一看,数据很惊人。
800多台海底服务器里,只有6台出了故障,故障率大概0.7%。同时微软在陆地上放了一组对照组,135台服务器,同样跑两年,坏了8台,故障率接近6%。海底的故障率大约是陆地的八分之一。
这是一个反常识的结果。微软的解释是,密封舱里充的是干燥氮气,没有氧气、没有水汽、没有灰尘、没有人进出带来的振动和温度波动。服务器在一个几乎无菌的环境里运行,硬件老化速度大大降低。
没人碰、没人看、没灰尘、没人开门进来晃一下,反倒什么事都没有,一个完全没有人类的地方大概是服务器最理想的工作环境。
微软的实验证明了一件事:海底冷却靠谱。接下来的事,是中国人干的。
2020年,海兰信,一家做海洋装备的国内上市公司,收购了一个加拿大深海装备团队。这个团队曾经参与过微软Natick项目的工程工作,更重要的是,他们在深海领域积累了20多年的经验。那套靠经验积累出来的know-how很重要:什么地方长什么微生物、哪个海域有什么样的水流和地质条件、怎么设计接头才能在水下撑20年不出问题。
有了这个技术基础,第一个商业化海底数据中心在海南落了地。
选址在海南陵水清水湾,离岸约3公里,水深40米。设计思路是把一个密封罐体沉到海底,通过海底电缆连接岸上的控制站,用海水自然冷却,2022年投入试运行。
跑了三四年多,几个核心数据出来了。PUE不到1.2,远好于全国平均的1.48,制冷能耗省了90%以上,意味着每年节省约300万千瓦时电,节约淡水约1.5万吨,岸上部分站占地只有400到500平方米,大约是同体量陆地数据中心的五分之一。
听起来像是把数据中心搬到海底就万事大吉了,远远不是。
海南这一代,冷源解决了,成本也验证了,但电源还是短板。海南的电网主要靠火电,超过70%。海底数据中心用的是岸上的市电,一根海底电缆拉过去,光电缆就花了千万级的投入。日常运营成本确实低,但把建设期的重资产投入算进去,经济性并不是很好,而且火电供电,长远来看,还不够绿色。
怎么同时搞定冷源和电源。于是下一步,就到了上海。
上海的项目是完全不同的思路:选址在临港小洋山以东的海域,距离一座已有的200兆瓦海上风电场只有500米,风电通过海底电缆直接接入数据中心,不经过陆地电网,用的全是真·绿电。冷源和电源,终于同时解决了。
关键的变化在成本结构。海南那一代需要自己建岸站、铺电缆、拉网络,这些基础设施占了总投资的很大比例。上海这一代,岸站、电缆、网络、甚至部分电气设备,风电场那边本来就有,直接复用,光这一块,投资就降了百分之几十。
这件事之所以走了这么久,更大的难度在技术之外,因为这是一个几乎没有人干过的事情,连很多标准都是需要从头论证的。
先说环保。一个不太多人知道的事实是,在海里搞工程,环保标准比陆地高得多。
你在海底放一个持续发热的东西,散热散得好那叫制冷,散不好那就是一个热得快。之前就有人尝试过用湖水给数据中心散热,把湖里的冷水抽上来降温,再排回去。结果湖水温度升高,倒还好没煮成鱼汤,但鱼的生长速度明显加快了,生态平衡被打破了,环保不合格。
海里的标准更严格。从业者告诉我们,在这个细节上,环保要求数据中心周边(差不多是1米)海域水温变化不能超过0.1摄氏度。0.1度,这个精度已经很苛刻了,但光达标不够,你还得有持续监测的能力,有应对极端情况的预案,这些能力不是谁都有的。
做这个项目的海兰云,是海洋领域上市公司海兰信的子公司。母公司在海洋科技领域深耕多年,做过海洋观测、海底装备、海上通信这些事情。换一家没有海洋工程背景的公司来,光环保这一关可能就卡住了。
再说服务器端,愿意把昂贵的服务器扔到水里去的,得是真信任这个方案。这些设备可不便宜,泡坏了那是真心疼。而且这种项目天然要求硬件各个环节都足够靠谱,别想着三天两头能派个人下去换几张卡,很麻烦。
各种原因加在一起,这个项目最终集齐了链条上各个领域的大公司,比如运营着风电场的申能,华东能源领域的大哥;上海仪电,老牌工业集团,在这里头负责服务器;通信由上海电信负责,这就不必多解释了。总的来说,海洋工程的、能源供给的、算力运营的、服务器制造的集结于此,一个环节掉链子,整件事就走不通。
03:风+电,想象空间有多大?
往长远看,上海这个项目甚至也只是一个开头,真正让人觉得这条路线有大想象空间的,是接下来和远海大型风电场的结合。
上海正在规划一座深远海海上风电场,总容量4300兆瓦。上海目前一个中大型数据中心的规模大概在20兆瓦左右,也就是说,这一个风电场的发电能力,理论上可以供200多个中大型数据中心。
当然不全拿来供数据中心,但有人算过一个比较稳妥的比例:取风电场最大发电能力的15%左右,就足够供给一个大规模的海上算力集群。15%是什么意思?就是哪怕只有最少的风机在转,这部分电力也是稳定的,不用加储能,不用担心波动,是最好的电。
按这个比例算,4300兆瓦的15%就是大约600兆瓦。600兆瓦的算力中心,放在海上,用绿电直供,海水自然冷却。
这里有一个很重要的经济账:远海风电场离岸一百多公里,电从海上传到陆地,传输损耗超过10%。但算力不需要传电,你在海上把电直接变成算力,算完的结果通过光纤传回来,几乎没有传输损耗。电的损耗是10%以上,数据的损耗几乎为零,同样是从海上送东西回来,送比特比送电子划算多了。
更远一步想。海上风机的基座叫塔筒,就是那根插在海底的大柱子。现在的海上风机越做越大,一台风机的功率从陆地上的两三兆瓦做到了海上的12到20兆瓦。风筒的直径也跟着涨,现在大概在18到20米。
18到20米直径的柱子,里面是空的,空间不小,但以前没人想过这里面能干什么。
如果在建风电场的时候,直接在里面预留空间放服务器呢?不用另外建结构,不用另外铺电缆,风电场的供电设施、海底电缆、网络连接,本来就有,相当于在盖房子的时候顺手把机房做进去了。
按这个思路算,综合建设成本比陆地降几成,这还没算电价,如果远海就地消纳的电价能谈到三四毛钱一度,那整体运营成本还能再降一截。
一台风机,上面转叶片发电,下面的柱子里跑着服务器。一座座散布在海面上的风机,每一根都是一个小型的算力工厂,不用市电、不用淡水、不需要人值守。完美。
这听起来像科幻,但底层逻辑每一步都站得住。走到这里,你会发现能源和算力这两个大事业,环环相扣地咬合到了一起。风电需要就地消纳来提升经济性,算力需要便宜的绿电和免费的冷源,两件事原本各走各的路,在海上交汇了。
中国干这件事有一个很大的底气:海上风电。中国有全球最大的海上风电装机规模、最低的发电成本、最成熟的建造供应链。把算力中心和海上风电捆在一起这件事,如果有人能先跑出来,大概率是在中国。
东数西算往西走,追的是煤和冷,现在有人开始往东走了,追的是风和海。两条路线,解的是同一道题:让算力用上最便宜的电、最免费的冷。
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