陸數(shù)海算，海南先行

2022年12月中旬，海南陵水，海底數(shù)據(jù)倉(cāng)入海（ 王存福/ 攝）

互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心由于高耗能、高耗水等資源消耗特性，長(zhǎng)期困擾著行業(yè)發(fā)展。在“雙碳”背景下，如何綠色升級(jí)，提高能效，提高可再生能源利用率，是數(shù)據(jù)中心行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。

近期，全球首個(gè)商用UDC（海底數(shù)據(jù)中心）項(xiàng)目在海南省陵水黎族自治縣開(kāi)機(jī)運(yùn)行，為解決高耗能、高耗水等問(wèn)題帶來(lái)了新的突破口。據(jù)悉，陵水示范項(xiàng)目還將承擔(dān)起驗(yàn)證相關(guān)商業(yè)模式的重任，為根植于蔚藍(lán)海洋空間的數(shù)據(jù)中心帶來(lái)無(wú)盡的想象空間。

近期，在海南省陵水黎族自治縣英州鎮(zhèn)清水灣靠海一帶區(qū)域，海南海底數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目（一期）岸站、海蘭信海洋科技展廳和海蘭云機(jī)房等基地正在加緊建設(shè)。距離岸線幾公里開(kāi)外，一艘作業(yè)船正在對(duì)海底數(shù)據(jù)艙進(jìn)行入海安裝和維護(hù)。

UDC由岸站、水下中繼站、水下數(shù)據(jù)終端和海纜組成，岸站承載電力、網(wǎng)絡(luò)接入和中央監(jiān)控等設(shè)施，水下中繼站是負(fù)責(zé)電力及網(wǎng)絡(luò)分發(fā)、控制和回傳的中間接續(xù)水下設(shè)施的統(tǒng)稱，水下數(shù)據(jù)終端則集中放置電子信息設(shè)備和水下設(shè)施。其中，水下中繼站和水下數(shù)據(jù)終端部署在指定目標(biāo)海底。

“UDC（ 海底數(shù)據(jù)中心）是陸地?cái)?shù)據(jù)中心的補(bǔ)充而不是替代，定位于低耗能數(shù)據(jù)中心的細(xì)分賽道，在特定地域發(fā)揮價(jià)值，具有高行業(yè)壁壘的特征。項(xiàng)目目前的劣勢(shì)表現(xiàn)在海底單艙布放的用船成本高，但隨著規(guī)模部署和運(yùn)維，成本將顯著降低?！?/p>

這個(gè)項(xiàng)目的核心裝備海底數(shù)據(jù)艙呈圓柱形罐體狀，可保證艙內(nèi)恒濕、恒壓和無(wú)氧的安全密閉環(huán)境；重量達(dá)1300噸，相當(dāng)于1000輛小汽車的重量，罐體直徑達(dá)3.6米，與空間站天和核心艙相當(dāng)，是目前全球最大的海底數(shù)據(jù)艙，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)壽命為25年，應(yīng)用水深超30米。

UDC采用重力熱管原理，利用海水作為自然冷源，總體能效較傳統(tǒng)機(jī)房能效提升60%。

陵水縣自然資源和規(guī)劃局局長(zhǎng)蘇軍表示，該項(xiàng)目作為海南省自貿(mào)港數(shù)字化建設(shè)的“新基建”創(chuàng)新示范工程，是“海南省 2022 年重點(diǎn)（重大）項(xiàng)目預(yù)備項(xiàng)目”，已被納入《海南省超常規(guī)穩(wěn)住經(jīng)濟(jì)大盤行動(dòng)方案》和《海南省海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展“十四五”規(guī)劃》。

此前，承建方深圳海蘭云數(shù)據(jù)中心科技有限公司聯(lián)合國(guó)家海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，對(duì)海底數(shù)據(jù)中心建設(shè)海域進(jìn)行全島篩選。最終，項(xiàng)目落戶陵水。

深圳海蘭云數(shù)據(jù)中心科技有限公司是海蘭信控股（以下簡(jiǎn)稱海蘭信）的子公司。海蘭信董事長(zhǎng)申萬(wàn)秋稱，陵水項(xiàng)目的主要優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在低耗能、省資源、省資金；可在沿海發(fā)達(dá)城市海岸部署，實(shí)現(xiàn)低延時(shí)；艙內(nèi)惰性氣體的密閉環(huán)境，可提高IT設(shè)備的安全性和可靠性；基本沒(méi)有土建，可模塊化部署，不存在機(jī)架空置情況，與海上綠色能源可實(shí)現(xiàn)多能互補(bǔ)。

海蘭信在UDC領(lǐng)域的探索，可追溯到三年前。其在2020年完成對(duì)加拿大深海裝備公司OceanWorks收購(gòu)之后，便在國(guó)內(nèi)啟動(dòng)UDC技術(shù)探索；同年11月，在珠海完成了第一次小試樣機(jī)測(cè)試，單艙P(yáng)UE值（數(shù)據(jù)中心消耗的所有能源與IT負(fù)載消耗的能源的比值）僅為1.076，達(dá)到微軟同等技術(shù)指標(biāo)。專業(yè)環(huán)評(píng)機(jī)構(gòu)出具的環(huán)評(píng)報(bào)告顯示，該方案對(duì)水流下方3米內(nèi)僅產(chǎn)生小于0.2攝氏度的溫升，對(duì)海洋環(huán)境友好。

緊接著，在2021年5月至8月，海蘭信聯(lián)合中國(guó)電信海南公司在海南省澄邁縣進(jìn)行了第二次測(cè)試，將運(yùn)營(yíng)商提供的IT業(yè)務(wù)拉“下?！?，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明其網(wǎng)絡(luò)效能屬于互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心最高級(jí)別，可以承載對(duì)延時(shí)性、互通量要求最高的業(yè)務(wù)。除了PUE指標(biāo)外，UDC在WUE（用來(lái)表征數(shù)據(jù)中心單位IT設(shè)備用電量下數(shù)據(jù)中心的耗水量）、土地資源占用、服務(wù)器失效率、交付周期和碳排放方面較陸地?cái)?shù)據(jù)中心亦有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

據(jù)海蘭信相關(guān)技術(shù)人員介紹，陵水項(xiàng)目計(jì)劃分三期完成。第一期（2022-2023年）為示范開(kāi)發(fā)工程項(xiàng)目，首期計(jì)劃布放3個(gè)海底數(shù)據(jù)中心模塊，共6個(gè)艙體，總投資2億元；第二期（2023-2024年）為規(guī)?；_(kāi)發(fā)項(xiàng)目，預(yù)計(jì)將完成合計(jì)30個(gè)艙體的建設(shè)，預(yù)計(jì)總投資規(guī)模將達(dá)到12億元；第三期（2025年-）為商業(yè)化推廣開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，將完成合計(jì)100個(gè)艙體的建設(shè)，預(yù)計(jì)投資規(guī)模將達(dá)到約56億元。

作為數(shù)字經(jīng)濟(jì)底座的數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)，將進(jìn)入新一輪爆發(fā)期。與前幾年快速成長(zhǎng)不同的是，數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)高耗能、高耗水等資源消耗特性已受到社會(huì)關(guān)注，不少地方近年來(lái)紛紛出臺(tái)了相應(yīng)的限制政策。

《海南省海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展“十四五”規(guī)劃》提出建設(shè)海南海底數(shù)據(jù)中心，布放100個(gè)數(shù)據(jù)艙，并逐步建設(shè)以海底數(shù)據(jù)中心為核心的綜合性海洋新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園。全球首個(gè)商用UDC示范應(yīng)用項(xiàng)目，正好響應(yīng)了這一政策的要求。目前，陵水項(xiàng)目一期客戶已經(jīng)確定，它們是海南電信、商湯科技和光環(huán)新網(wǎng)，分別代表電信運(yùn)營(yíng)商、人工智能和第三方IDC運(yùn)營(yíng)商這三個(gè)不同應(yīng)用場(chǎng)景。二期將重點(diǎn)開(kāi)拓頭部互聯(lián)網(wǎng)和超算客戶。長(zhǎng)期來(lái)看，海南自貿(mào)港全島封關(guān)運(yùn)作后，將迎來(lái)大量的離岸數(shù)據(jù)中心需求。

作為UDC首批客戶之一，中國(guó)電信海南公司總經(jīng)理李云莊說(shuō)，中國(guó)電信和深圳海蘭云數(shù)據(jù)中心科技有限公司于2021年5月簽訂海南UDC示范項(xiàng)目合作協(xié)議，落戶陵水的首個(gè)海底數(shù)據(jù)艙將用于部署中國(guó)電信天翼云海南海底媒體存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)、CDN節(jié)點(diǎn)以及海南省國(guó)資專屬云資源池，打造專屬海底數(shù)據(jù)中心的天翼云平臺(tái)，共計(jì)可提供800G網(wǎng)絡(luò)帶寬能力，5200vCPU、17000GB內(nèi)存和8.68PB云存儲(chǔ)等計(jì)算存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)能力。

申萬(wàn)秋表示，除現(xiàn)有的托管服務(wù)以外，接下來(lái)會(huì)推出服務(wù)器租賃、海底云空間和云算力租賃等商業(yè)模式，對(duì)于海外市場(chǎng)、軍方市場(chǎng)和互聯(lián)網(wǎng)頭部企業(yè)，也可采用更靈活的代建代維等合作模式。

“UDC是陸地?cái)?shù)據(jù)中心的補(bǔ)充而不是替代，定位于低耗能數(shù)據(jù)中心的細(xì)分賽道，在特定地域發(fā)揮價(jià)值，具有高行業(yè)壁壘的特征。海底數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目目前的劣勢(shì)表現(xiàn)在海底單艙布放的用船成本高，但隨著規(guī)模部署和運(yùn)維，成本將顯著降低?！鄙耆f(wàn)秋說(shuō)。

對(duì)時(shí)延要求不高的業(yè)務(wù)，可以按照國(guó)家“東數(shù)西算” 引導(dǎo)政策，放到西部地區(qū)的數(shù)據(jù)中心去處理；但沿海發(fā)達(dá)地區(qū)若發(fā)展自動(dòng)駕駛汽車等需要數(shù)據(jù)精準(zhǔn)同步的產(chǎn)業(yè)，數(shù)據(jù)反饋時(shí)間延長(zhǎng)哪怕1毫秒，都可能造成嚴(yán)重后果。

中國(guó)工程院院士鄔賀銓認(rèn)為，UDC這種硬核科技值得鼓勵(lì)和支持。

當(dāng)前，數(shù)據(jù)中心發(fā)展面臨較大的挑戰(zhàn)，機(jī)柜密度不斷增加，給機(jī)柜的熱量管理、電源分配和安裝遷移等方面帶來(lái)難題。鄔賀銓認(rèn)為，創(chuàng)新模式的UDC，將數(shù)據(jù)中心部署在海底，利用海水的巨量流動(dòng)、穩(wěn)定溫差為服務(wù)器散熱，這種“自然免費(fèi)的不間斷冷源、無(wú)壓縮機(jī)/冷卻塔制冷”的優(yōu)勢(shì)，能解決現(xiàn)存的很多問(wèn)題。同時(shí)，UDC在災(zāi)備場(chǎng)景下有著獨(dú)特的價(jià)值，特別在防火、防洪和防臺(tái)風(fēng)方面。

人類對(duì)數(shù)據(jù)的需求越來(lái)越強(qiáng)，數(shù)據(jù)中心對(duì)能源的消耗也越來(lái)越大，困境如何解決？

業(yè)內(nèi)對(duì)UDC的探索一直沒(méi)有停歇。近年來(lái)，谷歌、微軟、臉書(shū)和騰訊等頭部企業(yè)紛紛對(duì)數(shù)據(jù)中心行業(yè)節(jié)能降耗開(kāi)展了探索，圍繞充分利用自然冷源、向可再生能源大幅度靠攏，已是共識(shí)。

UDC的探索始于微軟2015年啟動(dòng)的納迪克項(xiàng)目。2020年9月，微軟宣布項(xiàng)目驗(yàn)證成功，服務(wù)器在海底、密閉惰性氣體環(huán)境中工作的可靠性是陸地機(jī)房的8倍。

中國(guó)工程院院士倪光南認(rèn)為，相比于陸上數(shù)據(jù)中心，UDC省電、省地、省水，綠色環(huán)保，總成本具有明顯優(yōu)勢(shì)。UDC對(duì)岸上土地占用極少，沒(méi)有冷卻塔，運(yùn)營(yíng)過(guò)程中每年每個(gè)機(jī)柜可以節(jié)約200立方米的水資源；并且，UDC對(duì)海洋的利用不是排他性的，布放的海域既可以包容海洋牧場(chǎng)、漁業(yè)網(wǎng)箱等生態(tài)類項(xiàng)目，又可以與海上風(fēng)電、海上石油平臺(tái)等工業(yè)類項(xiàng)目互相服務(wù)。因此，UDC是陸海統(tǒng)籌、生態(tài)用海和集約用海的綜合實(shí)踐。

目前，我國(guó)沿海地區(qū)集聚了全國(guó)超過(guò)45%的人口和近60%的GDP。業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，UDC不僅節(jié)省土地，還在靠近用戶和降低延時(shí)等方面具有獨(dú)特價(jià)值。對(duì)時(shí)延要求不高的業(yè)務(wù)，可以按照國(guó)家“東數(shù)西算”引導(dǎo)政策，放到西部地區(qū)的數(shù)據(jù)中心去處理；但沿海發(fā)達(dá)地區(qū)若發(fā)展自動(dòng)駕駛汽車等需要數(shù)據(jù)精準(zhǔn)同步的產(chǎn)業(yè)，數(shù)據(jù)反饋時(shí)間延長(zhǎng)哪怕1毫秒，都可能造成嚴(yán)重后果。

UDC將數(shù)據(jù)中心放置在沿海城市附近的水下，可實(shí)現(xiàn)更快速流暢的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。對(duì)于東京、新加坡、上海和深圳這一類沿海超大城市，UDC價(jià)值尤為突出；如果沿著“一帶一路”海域投資建設(shè)UDC，可為國(guó)家“一帶一路”建設(shè)提供深遠(yuǎn)意義的支撐。

2021年底以來(lái)，國(guó)家發(fā)改委工信部等部門先后印發(fā)《貫徹落實(shí)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)要求 推動(dòng)數(shù)據(jù)中心和5G等新型基礎(chǔ)設(shè)施綠色高質(zhì)量發(fā)展實(shí)施方案》《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》等文件，鼓勵(lì)探索利用河湖、海洋等優(yōu)勢(shì)資源，建設(shè)利用自然冷源散熱的數(shù)據(jù)中心，充分發(fā)揮氣候水文和地形地貌等自然條件天然優(yōu)勢(shì)，因地制宜促進(jìn)數(shù)據(jù)中心節(jié)能降耗。

海南省、廣東省和山東省等地制定海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展“十四五”規(guī)劃，也都提出要促進(jìn)海底數(shù)據(jù)中心研發(fā)及建設(shè)。

鄔賀銓表示，東部沿海地區(qū)，特別是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的長(zhǎng)三角、粵港澳大灣區(qū)和渤海經(jīng)濟(jì)圈等，可以考慮做算力平衡、熱數(shù)據(jù)的陸海統(tǒng)籌嘗試，充分利用海洋可再生能源，把海洋能源轉(zhuǎn)化為海洋算力，在能耗和能源方面雙管齊下。

中國(guó)工程院院士蔣興偉認(rèn)為，海洋經(jīng)濟(jì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型潛力巨大。全球60%的人口居住在離海岸200公里以內(nèi)的沿海地區(qū)，海洋經(jīng)濟(jì)占據(jù)經(jīng)濟(jì)總量的重要部分。在建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)的時(shí)代背景下，海洋大數(shù)據(jù)以新基建和海洋科技創(chuàng)新作為驅(qū)動(dòng)力，是高質(zhì)量發(fā)展的重要內(nèi)容，對(duì)管理決策具有重要支撐作用。

蘇軍表示，UDC的建設(shè)將為我國(guó)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)提供新方案，為陸海統(tǒng)籌及立體用海提供新思路，為“東數(shù)西算”戰(zhàn)略工程提供“陸數(shù)海算”新補(bǔ)充，為“海洋經(jīng)濟(jì)+數(shù)字經(jīng)濟(jì)”創(chuàng)建新賽道，為我國(guó)綠色低碳發(fā)展作出海洋新貢獻(xiàn)。