原創(chuàng):是時候重新關注海底數(shù)據(jù)中心了

  ICC訊 2022年12月，全球首套商用海底數(shù)據(jù)中心陸地完工，其核心裝備“海底數(shù)據(jù)艙”在海南三亞市陵水縣進入海上安裝階段，預計2023年初投入使用。與此同時，由中國通信工業(yè)協(xié)會正式發(fā)布的《水下數(shù)據(jù)中心設計規(guī)范》團體標準將在2023年1月1日正式實施，內(nèi)容涉及我國水下數(shù)據(jù)中心的設計、建設、運維各個環(huán)節(jié)。相對于陸上數(shù)據(jù)中心，海底數(shù)據(jù)中心具備有效節(jié)約土地、電力、投入成本等特點。因此，近年來開始受到越來越多的關注，我國沿海多地都陸續(xù)推出了海底數(shù)據(jù)中心規(guī)劃。

  海底數(shù)據(jù)中心(以下簡稱UDC)是將服務器等IT設施安裝在海底密封的壓力容器中，用海底復合纜供電、并將數(shù)據(jù)回傳至互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)中心,簡單而言，UDC是放在水下密封壓力容器中的IDC。

UDC示意圖

  2021年以來，國家發(fā)改委、工信部等部門先后出臺了《貫徹落實碳達峰碳中和目標要求推動數(shù)據(jù)中心和5G等新型基礎設施綠色高質(zhì)量發(fā)展實施方案》《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》等，鼓勵探索利用河湖、海洋等優(yōu)勢資源，建設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，因地制宜促進數(shù)據(jù)中心節(jié)能降耗。例如，沿海多省市計劃開展UDC項目，海南省、山東省、廣東省、廈門市等提出的海洋經(jīng)濟發(fā)展“十四五”規(guī)劃明確提出支持UDC等基礎設施建設，海底數(shù)據(jù)中心迎來發(fā)展機遇，注重自然環(huán)境成為數(shù)據(jù)中心選址的重要考慮因素。

  圖表 1 部分沿海省市發(fā)布政策支持UDC的建設

  即將商用的海底數(shù)據(jù)中心

  早在2014年微軟開始探索海底數(shù)據(jù)中心，啟動了納提克項目，開啟了海底數(shù)據(jù)中心的征程。并在2020年9月公布了測試結果：海底數(shù)據(jù)中心故障率是陸地同等規(guī)模的云計算單元的八分之一，可靠性極高。

  而國內(nèi)海底數(shù)據(jù)中心起步相對較晚，2020年8月，國內(nèi)企業(yè)北京海蘭信數(shù)據(jù)科技股份有限公司聯(lián)合聯(lián)想、中通服、奇安信、海南移動等公司宣布在海南自貿(mào)港建設海底數(shù)據(jù)中心項目。2021年12月，全國首個商用海底數(shù)據(jù)中心落戶海南三亞，項目總投資56億元，計劃分為三期完成100個數(shù)據(jù)艙布放和岸站建設。目前該項目正在安裝階段，預計2023年年初投入運行。

  圖表 2 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心與海底數(shù)據(jù)中心的對比

  海底數(shù)據(jù)中心建設成本更低

  從陸上新建數(shù)據(jù)中心項目成本來看，主要包括建設期的一次性投入成本和長期運營成本兩個方面。新建數(shù)據(jù)中心項目的一次性投入成本是指數(shù)據(jù)中心開發(fā)建設過程中企業(yè)需要投入的一次性費用，一般分為開發(fā)成本和開發(fā)期間費用，如下表所示。

  圖表 3 新建數(shù)據(jù)中心項目成本費用

  海底數(shù)據(jù)中心也不例外，建設成本主要包括：項目用地、數(shù)據(jù)倉、機電采購等費用。

  我們知道數(shù)據(jù)中心用地一般為工業(yè)用地或倉儲用地，另外商業(yè)用地、科研用地等也可以用來建設小規(guī)模的數(shù)據(jù)中心，這主要是依據(jù)土地所在地政府的相關規(guī)定，以及工業(yè)用地的土地價格。國內(nèi)的海底數(shù)據(jù)中心，比如海蘭信海底數(shù)據(jù)中心地下空間的使用就屬于科研用地。

  據(jù)悉，海蘭信以8429萬元取得海底數(shù)據(jù)中心項目(陵水黎族自治縣2022-18號宗地)土地使用權，該宗地地上土地使用權面積40.6畝(用途為旅館用地)，出讓價為7447萬元;地下空間使用權面積30畝(用途為科研用地)，出讓價為982萬元。地下空間出讓價為37.3萬元/每畝，與核心城市動輒每畝幾百萬相比，土地成本較低。

  該宗地為陵水黎族自治縣首宗地下空間使用權的出讓，也是首宗地上土地使用權+地下空間使用權相結合的出讓。陵水土地使用權分層出讓是加強城市地下空間開發(fā)利用管理的首宗成功案例，有效提升了土地的空間利用效率，這種模式也為沿海地區(qū)發(fā)展海底數(shù)據(jù)中心提供了參考。

  天然冷源的利用是數(shù)據(jù)中心選址的重要方向

  數(shù)據(jù)中心的選址不僅關系到企業(yè)業(yè)務的持續(xù)運營，還關系到企業(yè)能否可持續(xù)發(fā)展，所以，數(shù)據(jù)中心建設選址對于企業(yè)來說至關重要。目前來看，“雙碳”政策實施以來，北上廣深等核心城市PUE政策趨緊，企業(yè)在數(shù)據(jù)中心在選址時，一般會選擇溫度更低區(qū)域，同時需滿足當?shù)豍UE要求。如張北(騰訊、阿里巴巴)、湖邊(阿里巴巴千島湖數(shù)據(jù)中心)、山洞中(騰訊貴安七星項目);放眼國際亦是如此，如北極圈(Facebook)、海底數(shù)據(jù)中心(微軟)、海上漂浮數(shù)據(jù)中心(Google)等。

  隨著“雙碳”政策的實施，充分利用自然環(huán)境成為綠色數(shù)據(jù)中心建設選址關注點，其中海底數(shù)據(jù)中心通過在海中快速部署數(shù)據(jù)中心，利用海水龐大流量作為冷卻資源，為靠近海域地區(qū)的客戶提供快速、低延時服務。經(jīng)測試，海底數(shù)據(jù)中心(UDC)年均PUE比傳統(tǒng)IDC機房更低，耗電量大幅低于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心，有效降低能耗成本。

  海底數(shù)據(jù)中心能耗更低

  數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)是除IT設備以外能耗占比最大的部分，目前常用的制冷技術包括風冷、液冷等方案，隨著數(shù)據(jù)中心能耗政策的趨緊，IDC傳統(tǒng)制冷系統(tǒng)如風冷空調(diào)、冷凍水等方案面臨轉(zhuǎn)型，而海底數(shù)據(jù)中心通過與海水進行熱交換，利用流動海水對IT設施進行散熱且能耗更低。

  圖表 5 各類數(shù)據(jù)中心解決方案PUE對比

數(shù)據(jù)來源：工信部、海蘭信

  海底數(shù)據(jù)中心的高功率密度、綠色節(jié)能、低成本、高可靠性等優(yōu)勢有望引領數(shù)據(jù)中心基礎設施的變革，同時，海底數(shù)據(jù)中心是實現(xiàn)綠色化發(fā)展的重點路徑之一，有利于數(shù)據(jù)中心直接實現(xiàn)“碳中和”，成為數(shù)據(jù)中心行業(yè)的新范式。