缩短数据中心与用户之间的距离，无论何时都是“硬实力”。将数据中心放置在海中的想法极具创新性。对于解决需求增长与扩建受限之间的矛盾，特别是助益快速发展中的沿海地区数字经济，海底数据中心的建设具有深远的战略意义。

今年11月下旬到12月，全球首台商用海底数据中心数据舱和配套装备，将作为海南省自贸港数字化建设的“新基建”创新示范工程，完成入海安装并适时“开机”。

一切缘起，都来自太平洋彼岸的微软。

2015年，微软启动了“纳迪克”（Natick）项目，着手将数据中心建在海底，以提高其能效和可靠性；2018年，该项目团队在压力容器中部署了装有864台服务器的12个服务器机架，并将它们沉入苏格兰海岸附近的海床；2020年9月，项目宣布验证成功……

微软的这项创新业务，深深地吸引了海兰信创始人申万秋。深耕海洋科技近20年，海兰信正在寻求转型发展的新方向。

进一步走向那片蔚蓝，是海洋强国追梦人的共同愿景。

2020年，申万秋决定，立即着手开展海底数据中心项目（以下简称UDC）的战略布局与技术攻关，并在深圳成立子公司海兰云，以推动海底数据中心产业化落地。

即便一切从零开始，他们仍然给UDC攻关组下了硬任务：核心数据实验舱第一次测试，务必在2020年11月30日前下海。

亲近海洋，探索海洋，开发海洋……当海洋经济牵手数字经济，一路走来，好事渐成。

谁在给数据中心找“新家”

数据作为数字经济的生产要素，必然要有处理数据的硬件。数据中心就是全球协作的特定设备网络，用于在互联网基础设施上传递、加速、展示、计算、存储数据信息。

2020年3月，我国将数据中心作为“新基建”的六大重点之一，引导和鼓励各地建设数据中心。

清华大学教授、博士生导师李震从2005年博士毕业起，就从事暖通空调、制冷、工业及建筑节能、数据中心冷却等方向的研究工作。他在接受科技日报记者采访时给出一组数据：从2005年到现在，数据中心的能耗总量约5年就会翻一番。

受国家政策引导及社会需求驱动，我国数据中心数量快速增长。按照每个标准机架2.5kW承载功率统计，截至2021年底，我国在用数据中心机架数量达到520万架，近5年年均复合增速超过30%。

全球企业增长咨询机构沙利文（Frost & Sullivan）的分析表明，全球持续、高水平技术部署，将带来数据的激增，对数据处理和存储容量的需求将进一步增加。该机构预计，到2025年，全球数据中心市场投资额将达4321.4亿美元。

2021年3月，美国国防部与微软签署一项关于集成视觉现实增强系统的合同，合同额高达219亿美元。业内人士透露，出于国家安全考虑，该设备的相关云计算数据中心将建在海底，初始合同额预计超过5亿美元。

这也是微软自2015年启动海底数据中心项目以来的首个商用合同。

我国率先研发同类装备的海兰信，这样描述他们开发的海底数据中心——它由岸站、海底光电复合缆、海底分电站及海底数据舱组成。主体结构为罐体结构，电气设备、冷却系统均布置在罐体内部，罐体顶部为海水冷却系统。

当年海兰信起步时，除了微软的测试新闻，国内外鲜有相关技术发展的报道。在UDC团队密集开展概念设计、样机测试及示范项目研发过程中，已申请相关专利30余项，且已经成为海底数据中心业务的先行者。

在产业上下游的共同努力下，海兰信成为继微软之后，全球第二个海底数据中心解决方案提供者。而且，海兰信的方案相比微软方案解决了高海水温度海域的海水自然冷却难题。

最近，一则国际新闻揭开了另一家公司的神秘面纱。一家名为海底云（Subsea Cloud）的海底数据中心基础设施公司，日前宣布了其三个海底数据中心项目。据悉，其计划在美国华盛顿州安吉利斯港附近海域，水下约9米处，部署一个长度为6米的集装箱吊舱，该吊舱可容纳800台服务器，随后将逐步扩展到100个吊舱。

为何选择海底？

据数据显示，全球每年消耗电量的2%都运用到数据中心身上，如果放在IT行业来看，仅用电就占到整个行业消耗成本的40%左右。所以如何降低服务器的降温成本，或许是下一次互联网革命的核心问题。

不过微软公司似乎已经开始了改变，在2018年，微软公司将一架装有864台服务器的数据中心原型机放到了海底深处，这一举动也引起了全球IT行业的震惊。如果此举成功意味着什么？首先第一点，如果未来数据中心全部放到沿海城市邻近的海底，也将意味着传输路线变短，人们平时获取数据的速度也将大幅度增加。

第二点，海底拥有一个天然优势，那就是无成本降温。如果海底数据中心切实可行，将大大减少能源的浪费。要知道海洋的自然冷却能力，可比山洞、隧道、湖畔、北极来得更加直接，而且也不需要占用民用面积，可以说是一举两得。

除了以上两点，还有一个好处是远离了制度的束缚。正所谓“管天管地管不了海底”，如果将数据中心建造在海底，也会避开很多陆地上的规定。当然，微软这一步是否会取得成功还很难预判，毕竟这是一个非常大胆的举动，等这架携带864台服务器的原型机在海底运行几年之后，才能真正知道它是否经济、耐用且可持续发展。

液冷降温诱人 但短板不可忽视

2020年时国内数据中心的用电量已经超过2000亿千瓦时，占到了用电总量的2.7%，预计2023年数据中心的能耗就将超过2500亿千瓦时，2030年时将超过4000亿千瓦时，用电量占比也将上升到3.7%。就这个角度而言，解决数据中心的能耗问题，已经是摆在案前的棘手挑战。

在算力正在重塑产业格局的机遇面前，数据中心已然是无法拒绝的刚需，为数不多的选择在于提高算力效率并降低能耗，而能否找到新的散热方案，逐渐成为计算产业上下游必须应对的课题。

传统的散热方案以风冷为主，即将空气作为冷媒，把服务器主板、CPU等散发出的热量传递给散热器模块，再利用风扇或空调制冷等方式将热量吹走，也是散热系统消耗数据中心近半电力的主要诱因。

当PUE值被严格限定，绿色计算渐渐深入人心的时候，上世纪80年代就开始尝试的“液冷”技术，迅速成了产业上下游的新焦点。其实“液冷”技术的原理并不复杂，简单来说就是利用矿物油、氟化液等绝缘低沸点的冷却液作为冷媒，通过热交换将服务器的热量排出，并演变出了冷板式、喷淋式、浸没式等多种散热方案。

看似只是“冷媒”的改变，却为数据中心的节能降耗带来了诸多可能：

比如风冷热传导存在过程复杂、热阻总和大、换热效率较低等痛点，在很大程度上制约了数据中心的算力密度，并且常常会产生很大的噪声。液冷技术所呈现出的节能降耗、减少噪声、节约空间的特性，不可谓不诱人。

液冷技术的出现和应用，在很大程度上让计算和散热跳出了“囚徒困境”，对风冷降维打击的综合优势，也让液冷技术被不少人捧上神坛。然而和很多新技术一样，液冷方案同样存在天然短板：冷却液的价格堪比茅台，无形中增加了散热的硬性成本；液冷技术对数据中心的机房环境要求苛刻，重新改造的成本较高；液冷技术降低了PUE，运营成本却难言优势……

液冷是各种散热方案中毋庸置疑的翘楚，却也要考虑到现实的考量。

戴尔科技给出的最优解

就像国家发改委等部委在年初启动的“东数西算”工程，目的是将东部的算力需求转移到西部，堪比“南水北调”的工程量。除了国内东西部电力资源的不平衡，一个重要的因素就是对自然冷源的利用。

有机构曾经估算，即使是在现有的散热方案下，即使按照工业平均电价每千瓦时0.5元来计算，数据中心所在地的气温每降低1℃，10万台服务器的标准数据中心机房每天可节约9.6万元的电费。

这样的举措无疑向外界传递了一个清晰的信号：在液冷技术的价格居高不下的局面下，不可能在短时间内彻底取代风冷，现阶段需要的仍然是多元化的散热方案。挑战其实留给了大大小小的IT厂商，到底是All in 理想化的液冷，还是根植市场的现实诉求，推出多样性的解决方案？

在服务器市场牢牢占据一席之地的戴尔科技，已经给出了自己的答案。

外界普遍将风冷打入“冷宫”的时候，戴尔并未放弃风冷散热的技术创新，一边利用最佳的计算流体动力学CFD气流模拟技术来优化系统设计，一边推出了将数据中心的温暖废气循环到主空气调节的新风(Fresh Air)系统，结合最新的空气输送解决方案和先进的软件控制算法，刷新了风冷能耗的“成绩单”。

比如新一代戴尔PowerEdge系列产品R750，通过合理的散热布局减少过多气流，让服务器的散热能效比前代产品提高了60%，大大降低了工作流程中的能源消耗，同时避免了因过热导致服务器宕机、业务中断的尴尬。

哪怕是“传统”的风冷散热，戴尔的Fresh Air硬件冷却解决方案也让外界看到了新可能：在冬季为建筑设施提供“免费”的热量，在温暖月份直接将外部空气吸入数据中心，通过减少运行冷水机时间等方式，进一步降低了服务器的运营管理成本，PUE值同样有机会降低到1.05的水平。

而对于CPU功率超过150w的需求，戴尔科技针对不同的场景提供了冷板式和浸没式两种液冷技术：前者对应的例子有Triton液体冷却系统，将冷却液直接放入服务器sled冷却CPU，不仅带来了最高的冷却效率，还降低了冷却液的用量；PowerEdge C6520则是后者的典型代表，以闭环水流取代典型的金属散热器，使服务器能够同时支持高功率处理器和更高的机架密度。

戴尔科技的答案并不复杂，相比于对某种技术的过度依赖，戴尔科技的策略是针对客户需求提供不同散热方案的产品，再通过统一能耗管理软件OpenManage Power Center，提高了客户对服务器功耗的可见性和控制性，继而帮助客户低成本、自动化、智能化地应对各种能耗事件，找到适合自己的最优解。

文章来源： 科技日报，东方号角，Alter聊科技