Китай опережает остальной мир в погружении дата-центров, обеспечивающих работу искусственного интеллекта, в океан — это альтернативный способ их охлаждения.
Для роста своей экономики Китай делает большую ставку на искусственный интеллект (ИИ), облачные вычисления и другие цифровые технологии. Важной частью этой стратегии является быстрое строительство центров обработки данных (ЦОД) для наращивания вычислительных мощностей.
Однако эти огромные комплексы серверов поглощают всё больше энергии и ежедневно пропускают через себя сотни тысяч литров воды для отвода тепла. Это означает, что такие объекты — как в Китае, так и за его пределами — будут всё чаще конкурировать за водные ресурсы, необходимые для выживания человека, от сельского хозяйства до питьевой воды.
Многие компании размещают свои ЦОД в одних из самых засушливых регионов мира, включая некоторые части Испании и Ближний Восток, поскольку сухой воздух снижает риск повреждения оборудования от влажности.
Частично для решения проблемы с водой Китай теперь размещает дата-центр в океане. В июне этого года началось строительство подводного ЦОД, работающего на энергии ветра, примерно в 10 км от побережья Шанхая — одного из центров развития ИИ в Китае.
Проблема перегрева дата-центров
Дата-центры хранят информацию и выполняют сложные вычисления для бизнеса, чья растущая автоматизация постоянно увеличивает такие потребности.
Эти объекты потребляют огромное количество электроэнергии и воды, потому что их серверы работают непрерывно и в непосредственной близости друг от друга, выделяя отработанное тепло как побочный продукт, который может повредить оборудование и уничтожить данные. Поэтому их необходимо постоянно охлаждать.
Примерно 40% электроэнергии, потребляемой обычным дата-центром, уходит именно на эту цель. Большая часть этой энергии используется для охлаждения воды, которую либо распыляют в воздухе, циркулирующем вокруг серверов, либо оставляют испаряться рядом с ними, понижая температуру.
Эта вода может поступать из подземных источников, близлежащих рек или ручьёв, а также из очищенных сточных вод. Вместо этого подводные дата-центры используют трубы для прокачки морской воды через радиатор на задней стороне серверных стоек (конструкций для монтажа серверов), чтобы поглощать и отводить тепло.
Компания Hailanyun (иногда упоминаемая как HiCloud), стоящая за проектом в Шанхае, утверждает, что оценка, проведённая совместно с Китайской академией информационных и коммуникационных технологий, показала: что их проект потребляет как минимум на 30% меньше электроэнергии, чем наземные ЦОД, благодаря естественному охлаждению.
Шанхайский центр также будет подключён к близлежащей морской ветряной электростанции, которая будет обеспечивать 97% его энергии.
Первая фаза проекта рассчитана на 198 серверных стоек — этого достаточно для размещения от 396 до 792 серверов, способных работать с ИИ, — и должна быть введена в эксплуатацию в сентябре, говорит Ли.
Ожидается, что она обеспечит достаточную вычислительную мощность для выполнения задач, эквивалентных обучению GPT-3.5 (большой языковой модели, выпущенной OpenAI в 2022 году и использовавшейся для настройки ChatGPT) в течение одного дня, добавляет он.
Тем не менее шанхайский центр Hailanyun невелик по сравнению с типичным наземным: дата-центр среднего масштаба в Китае обычно насчитывает до 3000 стандартных стоек, а сверхкрупный может содержать более 10 000.
Подводные дата-центры
В основе шанхайского проекта Hailanyun стоимостью 223 млн долларов лежит технология, которую Microsoft впервые применила более 10 лет назад в рамках проекта Natick.
Тогда компания погрузила капсулу размером с транспортный контейнер, вмещавшую более 800 серверов, на глубину 35 м у побережья Шотландии. Подняв капсулу 2 года спустя, Microsoft пришла к выводу, что подводные дата-центры «надёжны, практичны и используют энергию очень устойчиво».
Эксперимент также показал меньшее количество вышедших из строя серверов по сравнению с наземными ЦОД, поскольку контейнер был герметично запечатан и заполнен азотом, который менее агрессивен, чем кислород, сообщила Microsoft в пресс-релизе 2020 года.
Отсутствие людей также означало, что оборудование избегало физических контактов или перемещений, которые могли бы повредить его в наземном центре, заявили в компании. Однако по сообщениям, Microsoft свернула проект Natick. Хотя представитель компании не ответил на вопросы о том, был ли проект прекращён.
Вместо этого он предоставил заявление: «Хотя в настоящее время у нас нет дата-центров в воде, мы продолжим использовать Project Natick в качестве исследовательской платформы для изучения, тестирования и проверки новых концепций в области надёжности и устойчивости ЦОД».
Hailanyun стремится опередить американские компании: если шанхайский проект окажется успешным, Ли ожидает, что его компания при поддержке китайского правительства сможет перейти к крупномасштабному развёртыванию морских подводных дата-центров, работающих на энергии ветра.
Hailanyun перешла от пилотного проекта, проведённого на Хайнане в декабре 2022 года, к коммерческому внедрению менее чем за 30 месяцев — то, на что Project Natick от Microsoft так и не решился.
Экологические и другие риски
Несмотря на очевидные преимущества подводных дата-центров, некоторые опасения остаются — особенно в отношении потенциального воздействия на окружающую среду.
Исследователи Microsoft обнаружили, что их капсула вызвала некоторый локальный нагрев морской воды, хотя воздействие было ограниченным. «Вода всего в нескольких метрах ниже по течению от контейнера Natick нагревалась максимум на несколько тысячных долей градуса», — писали они.
Однако другие исследователи утверждают, что погруженные дата-центры могут нанести вред водному биоразнообразию во время морской волны тепла — периода необычно высоких температур в океане. В таких случаях выходящая из контейнера вода будет ещё теплее и содержать меньше кислорода, необходимого для выживания водных организмов, говорится в статье 2022 года.
Ещё одна проблема — безопасность. Исследование 2024 года показало, что подводные дата-центры могут быть уничтожены определёнными звуками, создаваемыми подводными акустическими системами, что вызывает опасения по поводу злонамеренных атак с использованием звука.
В ответ на такие опасения Hailanyun заявляет, что их подводные дата-центры «экологически безопасны», ссылаясь на оценку, проведённую на одной из их тестовых капсул в Жемчужной реке на юге Китая в 2020 году.
«Тепло, рассеиваемое подводным дата-центром, вызвало повышение температуры окружающей воды менее чем на один градус. Это практически не оказало никакого существенного влияния» — говорит Ли.
Концепция подводных ЦОД, похоже, набирает популярность и за пределами Китая. Такие страны, как Южная Корея, также объявили о планах по их созданию, в то время как Япония и Сингапур рассматривают возможность размещения дата-центров в плавучих платформах на поверхности океана.
Чжан говорит, что-то, последуют ли другие прибрежные регионы этому тренду, зависит не столько от технической осуществимости, сколько от того, как быстро потенциальные операторы смогут решить нормативные, экологические и логистические вопросы, которые «Китай сейчас решает в промышленных масштабах».
