新創(chuàng)意破解數(shù)據(jù)中心能耗難題

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隨著數(shù)字世界蓬勃發(fā)展，數(shù)據(jù)中心作為數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)的核心設(shè)施，重要性日益凸顯。同時(shí)，運(yùn)行這些設(shè)施對(duì)清潔能源的需求也急劇增加。近年來，數(shù)據(jù)中心行業(yè)涌現(xiàn)出諸多新概念，從深入海底到飛向太空，再到陸地設(shè)施的綠色轉(zhuǎn)型，這些新創(chuàng)意都是要破解數(shù)據(jù)中心的能耗難題。

太空計(jì)劃：環(huán)境優(yōu)勢(shì)，得天獨(dú)厚

將數(shù)據(jù)中心置于太空，這一設(shè)想正逐步成為現(xiàn)實(shí)。太空中的豐富太陽能與極低溫度，為數(shù)據(jù)中心提供了得天獨(dú)厚的運(yùn)行環(huán)境。

太空數(shù)據(jù)中心的想法并不新鮮。為了探索太空數(shù)據(jù)中心的潛力，歐盟委員會(huì)于2022年委托意大利著名航天器制造商泰雷茲·阿萊尼亞航天公司牽頭，進(jìn)行 “歐洲凈零排放和數(shù)據(jù)主權(quán)高級(jí)空間云”（ASCEND）研究，探討將數(shù)據(jù)中心發(fā)射到軌道的可行性，以及太空數(shù)據(jù)中心的潛力和環(huán)境影響，以幫助歐洲在2050年前實(shí)現(xiàn)碳中和。

美國消費(fèi)者新聞與商業(yè)頻道報(bào)道，經(jīng)過為期16個(gè)月的研究，阿萊尼亞航天公司于今年6月得出了非常令人鼓舞的結(jié)論。他們表示，太空數(shù)據(jù)中心在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境上都是可行的。

根據(jù)ASCEND計(jì)劃，太空數(shù)據(jù)中心將在大約1400公里的軌道高度運(yùn)行。這一高度是國際空間站的兩倍左右。ASCEND預(yù)計(jì)到2036年部署13個(gè)太空數(shù)據(jù)中心模塊，每個(gè)模塊占地約6300平方米，包含自己的數(shù)據(jù)中心服務(wù)能力，總?cè)萘繛?0兆瓦，以實(shí)現(xiàn)云服務(wù)商業(yè)化的起點(diǎn)。該計(jì)劃最終目標(biāo)是在2050年前部署1300個(gè)構(gòu)建模塊，以實(shí)現(xiàn)1吉瓦的容量。

海底試驗(yàn)：自然冷卻，能效新高

如果把筆記本電腦放在腿上，長(zhǎng)時(shí)間使用后會(huì)感到它在發(fā)熱。設(shè)備過熱不僅會(huì)影響運(yùn)行速度，還可能損壞器件、導(dǎo)致火災(zāi)。因此，防止設(shè)備過熱是承載海量數(shù)據(jù)處理任務(wù)的數(shù)據(jù)中心的主要關(guān)注點(diǎn)。

目前，數(shù)據(jù)中心使用的能源中，有多達(dá)40%用于其冷卻系統(tǒng)，而隨著全球變暖導(dǎo)致氣溫升高，未來的冷卻成本可能會(huì)飆升。因此數(shù)據(jù)中心開發(fā)商正在尋找更高效的降溫方法，其中一些人將目光投向了海底。

在此背景下，微軟啟動(dòng)了“納蒂克項(xiàng)目”，并于2018年將一個(gè)裝有864臺(tái)服務(wù)器的數(shù)據(jù)中心沉入蘇格蘭海底約35米處，利用自然低溫環(huán)境進(jìn)行冷卻試驗(yàn)。

在經(jīng)過兩年試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，水下數(shù)據(jù)中心的故障率極低，864臺(tái)服務(wù)器中僅有8臺(tái)出現(xiàn)了問題，故障率是地面的1/8。水下數(shù)據(jù)中心不僅比陸上服務(wù)器更穩(wěn)定，電源使用效率也更高，PUE得分達(dá)到1.07。該得分是衡量數(shù)據(jù)中心效率的標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)，理想分?jǐn)?shù)為1.0，在此基礎(chǔ)上數(shù)值越低越好。普通數(shù)據(jù)中心的平均得分為1.55左右。

微軟發(fā)言人表示：“雖然目前我們尚未實(shí)際運(yùn)營(yíng)水下數(shù)據(jù)中心，但將繼續(xù)利用納蒂克項(xiàng)目作為研究平臺(tái)，探索、測(cè)試和驗(yàn)證數(shù)據(jù)中心可靠性和可持續(xù)性方面的新概念，例如液體浸沒技術(shù)?！?/p>

陸地布局：地?zé)岷四?，清潔供?/p>

盡管海底與太空為數(shù)據(jù)中心提供了新穎的解決方案，但傳統(tǒng)陸基數(shù)據(jù)中心仍是當(dāng)前主流。為了提升能效、降低碳排放、實(shí)現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型，科技巨頭們紛紛布局綠色數(shù)據(jù)中心，探索利用地?zé)?、核能等可再生能源供電?/p>

例如，谷歌和Fervo能源公司于2021年開始合作開發(fā)下一代地?zé)崮茉础?023年，該項(xiàng)目已開始為內(nèi)華達(dá)州谷歌數(shù)據(jù)中心提供3.5兆瓦的無碳電力。

許多大型科技公司也對(duì)用核能作為穩(wěn)定的清潔能源表現(xiàn)出濃厚興趣。亞馬遜最近收購了美國賓夕法尼亞州的一座核動(dòng)力數(shù)據(jù)中心，該數(shù)據(jù)中心可利用附近總裝機(jī)容量達(dá)2.5吉瓦的核電站生產(chǎn)的電力。

與此同時(shí)，微軟自2022年以來一直在與專注于脫碳的非營(yíng)利組織Terra Praxis攜手，試圖將燃煤發(fā)電廠改造成核能發(fā)電廠。為此，微軟正在訓(xùn)練一個(gè)人工智能系統(tǒng)，以簡(jiǎn)化新型核反應(yīng)堆建設(shè)審批流程。