从全球首个“海风直联”海底数据中心落成谈未来数据中心的技术趋势

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服务器 数据中心
海底数据中心的基本原理是利用海水作为天然冷源,通过高效的热交换系统为服务器散热。

想象一下,在浩瀚无垠的大海海底建一座数据中心,那是什么样的场景。这一幕曾经在科幻片中出现的景象,如今已经成为了现实。

据报道,在上海临港新片区的外海,全球首个实现“海风直联”的海底数据中心已于202510月正式落成。这一项目总投资16亿元,建设规模达24兆瓦,首次将海底数据中心与海上风电直接结合,开创了绿色算力基础设施的新模式。

那么,为何要在海底建设数据中心?海底建立数据中心的意义是什么?有哪些优势? 本文将进行一一分析。

AI时代数据中心的困境:散热和能耗问题尤为突出

AI爆发式增长的今天,算力需求呈指数级增长,传统数据中心的能耗和散热问题已成为制约行业发展的瓶颈。随着大模型动辄部署数千张GPU集群,传统数据中心的空调制冷能耗已占到总耗电量的50%,成为最耗钱的买卖。

根据《数据中心综合能耗及其灵活性预测报告》,到2030年,我国数据中心用电负荷将达1.05亿千瓦,远超全社会用电量增速。

除此之外,在AI浪潮下芯片热密度也正持续攀升。OCP 2025全球峰会上的信息显示,下一代AI GPU热密度将突破3000瓦,传统的风冷技术已无法满足散热需求。

数据中心散热技术已从单纯的空调制冷,向间接液冷、直接单相液冷、直接两相液冷等多技术路径并行发展,行业急需更根本的解决方案。

那么不难发现,这座海底数据中心的出现,将为全球AI算力基础设施的绿色转型提供了一种全新的解决方案。

海底数据中心:来自深海的冷却方案

海底数据中心的基本原理是利用海水作为天然冷源,通过高效的热交换系统为服务器散热。据了解,这座上海临港海底数据中心项目,就采用了多级铜管系统,构成了一套完整的液冷循环。

具体来说,服务器的发热单元将热量传递给细铜管内的冷媒,液态冷媒瞬间气化上升,通过散热管道送到换热器,与流动的海水完成热交换,冷凝后再回流循环。相关数据显示,这套系统成功地将冷却能耗从陆地数据中心的40%-50%降至10%以内,使整个系统相比陆地数据中心减少30%-40%的能耗。

当然,海底数据中心的密封技术同样关键。所有螺栓都有专门密封程序,舱体设计寿命达25年,能抵抗海浪冲击和海洋生物附着,创造了无尘无氧的海底恒温房。

海风直联:绿色能源的双重革命

我们知道,传统模式的供电是通过高压线路送到数据中心,例如海上风力发电也是通过高压线路送到陆上,再降压给数据中心,中间损耗至少10%。而“风场-数据舱”点对点供电,大幅减少了能源传输损耗。

上海临港项目的突破性不仅在于海底散热,更在于它首创的“海风直联”模式。项目把数据舱直接布置在风机正下方,通过直流微电网实现绿电就地消纳。这种设计使项目绿电占比超过95%,完美解决了风电“波动性”的难题——把不稳定的电能转化为持续的算力输出。

该项目展现出的效益令人瞩目:相比陆上传统数据中心,省电22.8%、省水100%、省地90%以上。这些数字背后,是绿色算力基础设施的革命性进步。

海底数据中心的下一步是规模化发展。在项目落成当天,海兰云与多家企业签署了500兆瓦海风直联海底数据中心战略合作,这是当前规模的20多倍。

海底数据中心有何意义:重新定义算力基础设施

看似海底数据中心的最大优势在于解决了能耗和淡水的问题,实际上,也能够很好地解决沿海地区本就紧张的土地资源利用的问题。尤其是在“双碳”目标与AI算力需求爆发的双重背景下,这种新模式具有战略意义。

我们知道,海底数据中心位于临近城市的沿海地区,特别适合支持低延迟业务,如自动驾驶、工业互联网等。这与远距离传输的两方数据中心形成互补。

从上海临港项目已入选国家发改委《绿色低碳先进技术示范项目清单》与工信部“算力基础设施强基行动”揭榜名单,也标志着国家层面对这一技术路线的认可。

从全球视角看,中国用两年时间走完了从实验到规模化的路。微软2015年就启动“Natick计划”进行海底数据中心实验,但至今未落地商用,而中国的海底数据中心已进入商用阶段。

未来趋势:从海底到液冷的散热革命

从海南陵水的1.0商用版,到上海临港的2.0风电直联版,中国在海底数据中心领域已从跟跑转向领跑。随着500兆瓦战略合作的启动,更多的“风电+算力”组合体将在深远海出现。

在技术层面,液冷技术正从GPU扩展至ASICCPU领域。NVIDIA明年首季量产的GB300服务器,其交换托盤水冷板数量自前代的18个增至27个,并新增180个快接头,液冷价值提高12成。

未来,海底数据中心将与深远海风电场结合,构建超大规模算力中心。上海正在规划百万千瓦级深远海风场,未来数据中心可以跟着风电往深海走,构建更大规模的“能源-数据-算力”集群。

责任编辑:张诚 来源: 51CTO
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