新创意破解数据中心能耗难题

2024-08-19 16:54:01 来源：科技日报

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随着数字世界蓬勃发展，数据中心作为数据处理与存储的核心设施，重要性日益凸显。同时，运行这些设施对清洁能源的需求也急剧增加。近年来，数据中心行业涌现出诸多新概念，从深入海底到飞向太空，再到陆地设施的绿色转型，这些新创意都是要破解数据中心的能耗难题。

太空计划：环境优势，得天独厚

将数据中心置于太空，这一设想正逐步成为现实。太空中的丰富太阳能与极低温度，为数据中心提供了得天独厚的运行环境。

太空数据中心的想法并不新鲜。为了探索太空数据中心的潜力，欧盟委员会于2022年委托意大利著名航天器制造商泰雷兹·阿莱尼亚航天公司牵头，进行 “欧洲净零排放和数据主权高级空间云”（ASCEND）研究，探讨将数据中心发射到轨道的可行性，以及太空数据中心的潜力和环境影响，以帮助欧洲在2050年前实现碳中和。

美国消费者新闻与商业频道报道，经过为期16个月的研究，阿莱尼亚航天公司于今年6月得出了非常令人鼓舞的结论。他们表示，太空数据中心在技术、经济和环境上都是可行的。

根据ASCEND计划，太空数据中心将在大约1400公里的轨道高度运行。这一高度是国际空间站的两倍左右。ASCEND预计到2036年部署13个太空数据中心模块，每个模块占地约6300平方米，包含自己的数据中心服务能力，总容量为10兆瓦，以实现云服务商业化的起点。该计划最终目标是在2050年前部署1300个构建模块，以实现1吉瓦的容量。

海底试验：自然冷却，能效新高

如果把笔记本电脑放在腿上，长时间使用后会感到它在发热。设备过热不仅会影响运行速度，还可能损坏器件、导致火灾。因此，防止设备过热是承载海量数据处理任务的数据中心的主要关注点。

目前，数据中心使用的能源中，有多达40%用于其冷却系统，而随着全球变暖导致气温升高，未来的冷却成本可能会飙升。因此数据中心开发商正在寻找更高效的降温方法，其中一些人将目光投向了海底。

在此背景下，微软启动了“纳蒂克项目”，并于2018年将一个装有864台服务器的数据中心沉入苏格兰海底约35米处，利用自然低温环境进行冷却试验。

在经过两年试验后发现，水下数据中心的故障率极低，864台服务器中仅有8台出现了问题，故障率是地面的1/8。水下数据中心不仅比陆上服务器更稳定，电源使用效率也更高，PUE得分达到1.07。该得分是衡量数据中心效率的标准指标，理想分数为1.0，在此基础上数值越低越好。普通数据中心的平均得分为1.55左右。

微软发言人表示：“虽然目前我们尚未实际运营水下数据中心，但将继续利用纳蒂克项目作为研究平台，探索、测试和验证数据中心可靠性和可持续性方面的新概念，例如液体浸没技术。”

陆地布局：地热核能，清洁供电

尽管海底与太空为数据中心提供了新颖的解决方案，但传统陆基数据中心仍是当前主流。为了提升能效、降低碳排放、实现绿色转型，科技巨头们纷纷布局绿色数据中心，探索利用地热、核能等可再生能源供电。

例如，谷歌和Fervo能源公司于2021年开始合作开发下一代地热能源。2023年，该项目已开始为内华达州谷歌数据中心提供3.5兆瓦的无碳电力。

许多大型科技公司也对用核能作为稳定的清洁能源表现出浓厚兴趣。亚马逊最近收购了美国宾夕法尼亚州的一座核动力数据中心，该数据中心可利用附近总装机容量达2.5吉瓦的核电站生产的电力。

与此同时，微软自2022年以来一直在与专注于脱碳的非营利组织Terra Praxis携手，试图将燃煤发电厂改造成核能发电厂。为此，微软正在训练一个人工智能系统，以简化新型核反应堆建设审批流程。