新創意破解數據中心能耗難題

隨著數字世界蓬勃發展，數據中心作為數據處理與存儲的核心設施，重要性日益凸顯。同時，運行這些設施對清潔能源的需求也急劇增加。近年來，數據中心行業涌現出諸多新概念，從深入海底到飛向太空，再到陸地設施的綠色轉型，這些新創意都是要破解數據中心的能耗難題。

“歐洲凈零排放和數據主權高級空間云”（ASCEND）研究的目的是比較太空數據中心和地球數據中心對環境的影響，驗證在軌道上開發、部署和運行此類中心的技術可行性。圖片來源：泰雷茲·阿萊尼亞航天公司官網

位于荷蘭的谷歌數據中心。圖片來源：美國自由思考雜志網站

太空計劃：環境優勢，得天獨厚

將數據中心置于太空，這一設想正逐步成為現實。太空中的豐富太陽能與極低溫度，為數據中心提供了得天獨厚的運行環境。

太空數據中心的想法并不新鮮。為了探索太空數據中心的潛力，歐盟委員會于2022年委托意大利著名航天器制造商泰雷茲·阿萊尼亞航天公司牽頭，進行 “歐洲凈零排放和數據主權高級空間云”（ASCEND）研究，探討將數據中心發射到軌道的可行性，以及太空數據中心的潛力和環境影響，以幫助歐洲在2050年前實現碳中和。

美國消費者新聞與商業頻道報道，經過為期16個月的研究，阿萊尼亞航天公司于今年6月得出了非常令人鼓舞的結論。他們表示，太空數據中心在技術、經濟和環境上都是可行的。

根據ASCEND計劃，太空數據中心將在大約1400公里的軌道高度運行。這一高度是國際空間站的兩倍左右。ASCEND預計到2036年部署13個太空數據中心模塊，每個模塊占地約6300平方米，包含自己的數據中心服務能力，總容量為10兆瓦，以實現云服務商業化的起點。該計劃最終目標是在2050年前部署1300個構建模塊，以實現1吉瓦的容量。

海底試驗：自然冷卻，能效新高

如果把筆記本電腦放在腿上，長時間使用后會感到它在發熱。設備過熱不僅會影響運行速度，還可能損壞器件、導致火災。因此，防止設備過熱是承載海量數據處理任務的數據中心的主要關注點。

目前，數據中心使用的能源中，有多達40%用于其冷卻系統，而隨著全球變暖導致氣溫升高，未來的冷卻成本可能會飆升。因此數據中心開發商正在尋找更高效的降溫方法，其中一些人將目光投向了海底。

在此背景下，微軟啟動了“納蒂克項目”，并于2018年將一個裝有864臺服務器的數據中心沉入蘇格蘭海底約35米處，利用自然低溫環境進行冷卻試驗。

在經過兩年試驗后發現，水下數據中心的故障率極低，864臺服務器中僅有8臺出現了問題，故障率是地面的1/8。水下數據中心不僅比陸上服務器更穩定，電源使用效率也更高，PUE得分達到1.07。該得分是衡量數據中心效率的標準指標，理想分數為1.0，在此基礎上數值越低越好。普通數據中心的平均得分為1.55左右。

微軟發言人表示：“雖然目前我們尚未實際運營水下數據中心，但將繼續利用納蒂克項目作為研究平臺，探索、測試和驗證數據中心可靠性和可持續性方面的新概念，例如液體浸沒技術。”

陸地布局：地熱核能，清潔供電

盡管海底與太空為數據中心提供了新穎的解決方案，但傳統陸基數據中心仍是當前主流。為了提升能效、降低碳排放、實現綠色轉型，科技巨頭們紛紛布局綠色數據中心，探索利用地熱、核能等可再生能源供電。

例如，谷歌和Fervo能源公司于2021年開始合作開發下一代地熱能源。2023年，該項目已開始為內華達州谷歌數據中心提供3.5兆瓦的無碳電力。

許多大型科技公司也對用核能作為穩定的清潔能源表現出濃厚興趣。亞馬遜最近收購了美國賓夕法尼亞州的一座核動力數據中心，該數據中心可利用附近總裝機容量達2.5吉瓦的核電站生產的電力。

與此同時，微軟自2022年以來一直在與專注于脫碳的非營利組織Terra Praxis攜手，試圖將燃煤發電廠改造成核能發電廠。為此，微軟正在訓練一個人工智能系統，以簡化新型核反應堆建設審批流程。