10 Minutės
Prie Šanchajaus krantų ryškiai geltona kapsulė ruošiama bandymui, kuris gali pakeisti požiūrį į duomenų centrus. Kinijos jūrų technologijų įmonė planuoja 2025 m. spalio viduryje nuleisti į jūrą serverių podą, žadėdama smarkiai sumažinti aušinimo energijos sąnaudas – tačiau tuo pačiu kyla inžinerinių ir ekologinių klausimų.
Kodėl verta statyti serverius po vandeniu?
Įprasti duomenų centrai naudoja didžiules oro kondicionavimo sistemas arba garinį aušinimą, kurie reikalauja daug elektros. Povandeninės įrangos privalumas yra akivaizdus: vandenynas dažnai yra žymiai vėsesnis nei sausuma. Highlander, jūrų įrangos kompanija už Šanchajaus projekto, teigia, kad vandenyno srovės gali natūraliai aušinti paslėptus serverius be energiją vartojančių žemės baze grindžiamų aušintuvų. „Povandeninės operacijos turi įgimtas pranašumo savybes“, – sako Highlander viceprezidentas Yang Ye.
Įmonė skelbia, kad tokia sistema gali sumažinti aušinimo energijos poreikį apie 90 procentų. Kapsulė aptarnaus klientus, įskaitant China Telecom ir valstybės valdomą AI skaičiavimo įmonę; projektas taip pat dera su platesniu vyriausybės siekiu mažinti duomenų infrastruktūros anglies pėdsaką.
Inžinerija po bangomis: dizainas ir energijos tiekimas
Modulinis statymas ir korozijos apsauga
Statyti duomenų centrą, kuris tarnaus po bangomis, yra kitoks inžinerinis iššūkis nei tradicinis antžeminis statinys. Highlander surinko podą prie Šanchajaus krantinės iš atskirų modulių, po to sandariai ją įdėjo į plieninę kapsulę. Norėdami kovoti su sūraus vandens korozija, korpusas padengtas apsauginiu mišiniu, kuriame yra stiklo pluošto plokštelių ir kitų barjerų nuo elektrokeminio ir mechaninio pažeidimo. Be to, kapsulę sujungia liftas arba techninis koridorius su virš vandens esančia sekcija, kad priežiūros komandos galėtų pasiekti vidines sistemas negaišdamos ilgų valčių kelionių.
Atnaujinami energijos šaltiniai ir kabelių jungtys
Energijos tiekimo klausimas yra kritinis. Highlander teigia, kad beveik visa instaliacijos elektra bus tiekiama iš netoliese esančių jūrinės vėjo energetikos parkų. Kompanija skaičiuoja, jog daugiau nei 95 procentai galios gaus kilti iš atsinaujinančių šaltinių, o ankstesniems valstybės remtiems bandymams – pavyzdžiui, 2022 m. Hainano vandenyse – buvo suteiktos subsidijos, kad paspartintų technologijos vystymą.
Tiekimo linijos – tiekenergetinės ir optinės – turės pereiti nuo jūros dugno iki krantinės per specialias jungtis ir apsaugotus kabelių kanalus. Aukštos galios perdavimo kabeliai, jūrų transformatorinės stotys ir kabelių lizdai reikalauja investicijų ir techninių sprendimų, kad būtų užtikrintas patikimas ryšys ilgesnį laikotarpį net esant agresyviai jūros aplinkai.
Kaip eksperimentai veda prie komercinių sprendimų
Idėja statyti serverius po vandeniu nėra visiškai nauja. 2018 m. Microsoft atliko panašų bandymą prie Škotijos krantų: į jūrą buvo nuleista duomenų podo instaliacija, siekiant ištirti, kaip serveriai atlaiko sūrią aplinką ir ar natūralus aušinimas gali pakeisti tradicinius sprendimus. 2020 m. Microsoft podas buvo iškelta, ir įmonė pavadino eksperimentą technine sėkme, nors komercinio masto diegimo nebuvo.
Tokie bandymai parodė, kad koncepcija veikia mažame lygyje. Tačiau perėjimas prie megavatinių pajėgumų atveria naujus klausimus: kaip valdyti šiluminę išsklaidą, kaip užtikrinti elektros ir duomenų ryšio patikimumą, kokios yra priežiūros ir remonto procedūros sudėtingumai – ypač esant tolimam ar negalima greitai pasiekti povandeniniam objektui.
Eksploatavimo scenarijai ir priežiūra
Priežiūra yra viena iš kertinių temų. Nors kapsulė turi virš vandens esančią prieigą, daug techninių operacijų, įskaitant serverių keitimą, jūrų inžinerijos patikras ir korozijos kontrolę, reikalauja specializuotos įrangos bei kvalifikuotų komandų. Periodiniai krovinių pakėlimai į krantą, pakabos sistemos ir sinchronizuoti laivų darbai didina eksploatacijos kaštus palyginti su vietiniais datacentrais.
Privalumai, rizikos ir diskusija apie poveikį
Ši koncepcija turi kelis akivaizdžius pliusus:
- Ženklus aušinimo energijos ir su tuo susijusių CO2 emisijų sumažėjimas, jei pažadėtas 90% efektyvumas išliks ir didesniame mastelyje.
- Artumas pakrantės klientams ir povandeniniams kabeliams gali sutrumpinti tinklo atstumo ir sumažinti latenciją, svarbu debesų paslaugoms ir AI apmokymui.
- Integracija su jūrine energetika – ypač vėjo elektrinėmis – suteikia galimybę gauti mažo anglies intensyvumo elektros energiją.
Vis dėlto kritikų ir nepriklausomų tyrėjų balsai ragina atsargumą. Aukštos talpos optinių kabelių ir galios linijų klojimas tarp jūros dugno ir sausumos yra sudėtingas ir brangus. Floridos universiteto ir Japonijos mokslininkų komandos atlikti tyrimai rodo, kad vanduo gali skleisti akustinius signalus ir teikti naujų pavojų saugumui – pavyzdžiui, galimybę vykdyti garsines atakas arba trukdyti monitoringo aparatūrai.
Taip pat yra mažai aptarta šilumos problema: net jei aplinkinė jūra gausiai sugeria šilumą, nepageidaujamas vietinis temperatūros padidėjimas gali pakeisti biologinius procesus. Jūrų ekologas Andrew Want iš Hull universiteto įspėja, kad net nedidelis vandens temperatūros kilimas gali paveikti rūšių elgseną, pritraukti tam tikras organizmų bendruomenes ir išstumti kitas. Highlander nurodo nepriklausomą savo 2020 m. Zhuhai bandymo vertinimą, kuriame nustatyta, jog aplinkinės vandens temperatūros pokyčiai liko priimtinuose ribose. Tačiau Shaolei Ren iš Kalifornijos universiteto Riverside atkreipia dėmesį: „Terminiai efektai didėja su pajėgumu: megavatinių povandeninių duomenų centrų šiluminės taršos problema reikalauja išsamesnių tyrimų.“
Highlander atvirai pripažįsta, kad statyba buvo sudėtingesnė nei planuota. Inžinierius Zhou Jun prisipažįsta, kad antžeminė surinkimo dalis, sandarinimas ir ilgalaikė korozijos apsauga pareikalavo daugiau darbo nei iš pradžių tikėtasi. Projektas taip pat remiamas subsidijomis: Highlander gavo 40 mln. juanių (apie 5,6 mln. USD) Hainano bandymui, kas iliustruoja, kaip vyriausybės parama stumia prototipus link komercinių pasiūlymų.
Teisiniai, reguliaciniai ir aplinkosaugos iššūkiai
Be techninių problemų, povandeniniai duomenų centrai susiduria su teisinėmis ir reguliacinėmis kliūtimis. Jūrų teritorijų naudojimas, ekosistemos apsauga ir bendradarbiavimas su vietinėmis bendruomenėmis reikalauja leidimų ir aplinkos poveikio vertinimų. Tarptautiniai susitarimai ir vietiniai įstatymai dėl jūrų erdvių valdymo gali nustatyti papildomas sąlygas, ypač jeigu instaliacijos įsikurs migracinių kelių arba statinių, svarbių žvejybai, zonose.
Kur povandeniniai duomenų centrai dera su esama infrastruktūra?
Ekspertai mano, kad tokių centrų greičiausiai papildys – o ne visiškai pakeis – tradicinius žemės duomenų centrus. Jie gali rasti nišines roles: prie pakrantės įsikūrusios AI klasteriai, vėliniai (latency-sensitive) klientai arba instaliacijos, glaudžiai susietos su jūros energetika, kur tiesioginė energijos ir ryšio jungtis sumažina sąnaudas ir pagerina efektyvumą.
Įsivaizduokite ateitį, kur dalis AI modelių treniruojami jūroje, aušinami vandenyno srovėmis ir maitinami vėjo turbinų – tai viliojanti vizija. Tačiau jos mastymas saugiai ir tvariai reikalauja daugiau tyrimų, patikimų aplinkos stebėjimo sistemų ir kruopščios inžinerijos. Kol kas projektai, kaip Šanchajaus kapsulė, įrodo techninę galimybę ir testuoja ekonominius bei ekologinius kompromisus.
Kaip tai veikia su debesų paslaugomis ir AI?
Povandeninės instaliacijos galėtų būti naudingos didelės spartos skaičiavimo užduotims, pavyzdžiui, vietiniam AI modelių treniravimui ar duomenų apdorojimui arti pakrantės vartotojų. Mažesnė aušinimo energija ir arčiau esantys poilsių interneto mazgai gali sumažinti vėlavimą (latenciją) kritinėms programoms, tokioms kaip realaus laiko analizė, autonominiai laivai ar pakrantės infrastruktūros valdymo sistemos.
Vis dėlto debesų paslaugų integracija reikalauja, kad operatoriai spręstų didelio masto replikaciją, tinklo atsparumą ir duomenų saugumą tarp povandeninių podų ir pagrindinių žemės duomenų centrų. Pavyzdžiui, duomenų atsarginė kopija ir katastrofų atsigavimas turi būti užprogramuoti taip, kad nuostolio atveju paslaugos rodytų minimalų sutrikimą.
Technologiniai patobulinimai, kurių reikės ateityje
Norint, kad povandeniniai duomenų centrai taptų realia alternatyva, reikalingi keli technologiniai žingsniai:
- Patikimi, ilgaamžiai korozijai atsparūs korpusai ir moduliai;
- Efektyvios šilumos sklaidos sistemos, kurios sumažina vietinį temperatūros poveikį aplinkai;
- Galingi, atsparūs jūrinėms sąlygoms kabeliai ir lizdai, užtikrinantys stabilų energijos tiekimą;
- Automatizuotas nuotolinis valdymas ir diagnostika, leidžianti sumažinti fizinių intervencijų skaičių;
- Sauga nuo naujų tipų atakų – tiek fizinių, tiek akustinių ar elektromagnetinių – ir tvirtas kibernetinis saugumas.
Tokia sinergija tarp mechanikos, elektronikos ir jūrinės ekologijos reikalauja tarpdisciplininio požiūrio – inžinierių, ekologų, energetikos specialistų ir teisininkų bendradarbiavimo.
Ekonomika: ar tai ekonominė perspektyva?
Ekonominis pagrindimas priklauso nuo kelių faktorių: instaliacijos pradinės investicijos, priežiūros kaštai, vėjo energetikos integracijos mastas, subsidijų lygis ir klientų poreikiai. Subvencijos ir vyriausybinė parama gali sumažinti pradines ribines išlaidas ir pagreitinti technologijos priėmimą, tačiau ilgalaikė ekonomika pareikalaus masto ekonomijos ir patikimumo, kuris užtikrintų mažesnes veiklos sąnaudas lyginant su žemės centrų alternatyvomis.
Taip pat svarbu apsvarstyti ne tik tiesiogines sąnaudas, bet ir sąnaudas, susijusias su anglies pėdsako mažinimu, energijos kainų svyravimais ir galimais aplinkos apsaugos reikalavimais, kurie gali apriboti tam tikras zonas arba nulemti papildomas kompensacijas.
Kas laukia toliau?
Projektai, tokie kaip Šanchajaus kapsulė, yra eksperimentiniai etapai, kurie suteikia vertingų duomenų. Ateityje reikės platesnių ilgalaikių stebėjimų, nepriklausomų aplinkos vertinimų ir testų didesniame mastelyje, kad būtų galima patikimai įvertinti poveikį jūrų biologijai, tinklų patikimumą ir ekonominį tvarumą.
Galiausiai, povandeniniai duomenų centrai – ar jie taps šios srities ateitimi, ar liks nišiniais sprendimais – priklausys nuo to, ar inžineriniai sprendimai įveiks esamus iššūkius, ar reguliavimas ir visuomenės lūkesčiai bus patenkinti ir ar rinkos poreikiai privers tęsti investicijas. Kol kas ši technologija atveria įdomias galimybes: mažiau energijos, galimas artimesnis ryšys su atsinaujinančia jūros energetika ir naujos serverių diegimo vietos. Tačiau šalia galimybių stovi ir rimti įsipareigojimai – ekologiniai tyrimai, saugumo sprendimai ir racionalus ekonominis planavimas.
Ar verta rizikuoti ir stumti technologiją į gilumą? Atsakymas priklausys nuo to, kiek sėkmingai bus derinami technologiniai sprendimai, aplinkosaugos priemonės ir ekonominė realybė. Viena aišku: po vandeniu sumontuoti serveriai paleidžia naują diskusiją apie tai, kur ir kaip mes saugosime vis augančius duomenų srautus.
Šaltinis: sciencealert
Palikite komentarą