水資源消耗為0、較傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心節(jié)能40%以上，核心路由器到客戶網(wǎng)絡(luò)時(shí)延能達(dá)到平均14毫秒、網(wǎng)絡(luò)效能達(dá)到互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心最高級(jí)別……在6月28日舉行的上海世界移動(dòng)通信大會(huì)上，海南陵水海底數(shù)據(jù)中心發(fā)布了半年度運(yùn)營(yíng)報(bào)告。據(jù)了解，自啟用以來(lái)，該項(xiàng)目運(yùn)行良好，各項(xiàng)指標(biāo)平穩(wěn)，目前已與包括中國(guó)電信在內(nèi)的9家企業(yè)達(dá)成簽約合作。

作為數(shù)字化發(fā)展的核心基礎(chǔ)設(shè)施，近年來(lái)數(shù)據(jù)中心呈現(xiàn)出高速發(fā)展態(tài)勢(shì)。2022年12月，數(shù)據(jù)中心行業(yè)的黑科技——全球首例商用海底數(shù)據(jù)中心在海南陵水成功啟用。半年來(lái)，該項(xiàng)目運(yùn)行情況良好，能效水平業(yè)界領(lǐng)先，相關(guān)業(yè)務(wù)正在有序運(yùn)營(yíng)。2023年6月底，中國(guó)信息通信研究院與項(xiàng)目開(kāi)發(fā)企業(yè)深圳海蘭云數(shù)據(jù)中心科技有限公司聯(lián)合發(fā)布半年度運(yùn)營(yíng)報(bào)告，揭秘這一新型自然冷源綠色數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行情況。

海南海底數(shù)據(jù)中心運(yùn)行平穩(wěn)。該項(xiàng)目設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，主要由岸站基地、海底光電復(fù)合纜、分電站及數(shù)據(jù)艙四個(gè)部分組成。岸站基地負(fù)責(zé)接入電力和網(wǎng)絡(luò)。海底分電站進(jìn)行高壓變電，并傳輸給數(shù)據(jù)艙。海底數(shù)據(jù)艙進(jìn)行數(shù)據(jù)的計(jì)算和存儲(chǔ)，通過(guò)海底光電復(fù)合纜接入互聯(lián)網(wǎng)。每個(gè)數(shù)據(jù)艙部署24個(gè)15kW的42U標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜，單艙功率360kW，總出口帶寬為800G。自啟用以來(lái)，該項(xiàng)目運(yùn)行良好，各項(xiàng)指標(biāo)平穩(wěn)，供配電、暖通、弱電等系統(tǒng)工作正常，為IT系統(tǒng)提供了穩(wěn)定的電力和運(yùn)行環(huán)境。

樹(shù)立IDC行業(yè)省電、省水、省地新標(biāo)桿。充分利用自然冷源，是數(shù)據(jù)中心綠色發(fā)展的共識(shí)和趨勢(shì)。該項(xiàng)目暖通系統(tǒng)利用海水實(shí)現(xiàn)全年自然冷卻，匹配重力熱管技術(shù)、海水泵變頻技術(shù)、空調(diào)群控技術(shù)等節(jié)能措施，運(yùn)行PUE低至1.1，較傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心節(jié)能40%以上。由于無(wú)需蒸發(fā)散熱，減少了冷卻塔和冷水系統(tǒng)，水資源消耗為0。此外，由于大部分設(shè)施位于海底，土地占地極少，僅有傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的十分之一。

顯著降低運(yùn)維成本。據(jù)統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)中心50%的故障是由氧化和灰塵導(dǎo)致的。而海底數(shù)據(jù)艙內(nèi)充滿惰性氣體，給IT設(shè)備提供了一個(gè)恒濕、恒壓、無(wú)氧、無(wú)塵的密閉環(huán)境，對(duì)服務(wù)器及相關(guān)設(shè)備十分友好，顯著提高了數(shù)據(jù)中心的可靠性。運(yùn)行以來(lái)，該項(xiàng)目服務(wù)器沒(méi)有一臺(tái)出現(xiàn)故障，大大降低運(yùn)維工作量。此外，該項(xiàng)目搭建數(shù)字孿生系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全鏈路微結(jié)點(diǎn)智控技術(shù)，滿足海底數(shù)據(jù)中心的遠(yuǎn)程維護(hù)、少維護(hù)、甚至免維護(hù)的需求。

客戶業(yè)務(wù)有序運(yùn)行。海底數(shù)據(jù)中心海南示范項(xiàng)目首期客戶包括中國(guó)電信、ATLAS等，部署的業(yè)務(wù)包括媒體存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)、CDN節(jié)點(diǎn)以及海南省國(guó)資專屬云資源池。自項(xiàng)目首艙下水投產(chǎn)運(yùn)行以來(lái)，客戶反饋海底數(shù)據(jù)艙中所部署的各業(yè)務(wù)運(yùn)行穩(wěn)定，系統(tǒng)性能表現(xiàn)良好。核心路由器到客戶網(wǎng)路時(shí)延能達(dá)到平均14ms，網(wǎng)絡(luò)效能達(dá)到互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心最高級(jí)別，可以承載對(duì)時(shí)延性、互通量要求最高的業(yè)務(wù)。

首次光電水的“和諧共處”

具有高算力、低能耗、高安全性、低時(shí)延等特性

海底數(shù)據(jù)中心到底是個(gè)啥？簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是將服務(wù)器等IT設(shè)施安裝在海底密封的壓力容器中，用海底復(fù)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。

“作為項(xiàng)目的‘核心裝備’，海底數(shù)據(jù)艙內(nèi)有服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，用以存儲(chǔ)、計(jì)算大量的數(shù)據(jù)信息?！鄙钲诤Ｌm云數(shù)據(jù)中心科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱海蘭云）品牌總監(jiān)李浪平介紹，海底數(shù)據(jù)艙重量達(dá)1300噸，相當(dāng)于約1000輛小汽車(chē)，圓柱形罐體直徑達(dá)3.6米，與中國(guó)空間站的天和核心艙大小相當(dāng)。

為何要將如此龐大的數(shù)據(jù)中心搬進(jìn)海底？光、電與海水又如何“和諧共處”？

事實(shí)上，隨著大數(shù)據(jù)、人工智能的發(fā)展，人們對(duì)數(shù)據(jù)、算法、算力的需求快速增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)中心成為這一切的載體，但這是一個(gè)“怕熱”的大家伙，運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量熱量，必須通過(guò)制冷系統(tǒng)維持在特定的溫度范圍。

“把海量數(shù)據(jù)搬到海下，正是為了解決這個(gè)問(wèn)題。”李浪平介紹，海底數(shù)據(jù)中心部署在近海海底，采用重力熱管原理，利用海水的流速、體量對(duì)數(shù)據(jù)艙進(jìn)行自然冷卻，具有高算力、低能耗、高安全性、低時(shí)延等特性。

數(shù)據(jù)下水，安全是首要的?！昂Ｑ蟓h(huán)境對(duì)密封要求很高，不僅密封技術(shù)具有高耐腐蝕性和抗生物附著能力，而且數(shù)據(jù)艙內(nèi)充滿了惰性氣體，可保證恒濕、恒壓和無(wú)氧的安全密閉環(huán)境，提高了設(shè)備的安全性和可靠性。”李浪平透露，數(shù)據(jù)艙艙體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)壽命為25年，應(yīng)用水深可達(dá)到50米。

“UDC是陸地?cái)?shù)據(jù)中心的補(bǔ)充而不是替代，定位于低耗能數(shù)據(jù)中心的細(xì)分賽道?！北本┖Ｌm信數(shù)據(jù)科技股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱海蘭信）董事長(zhǎng)申萬(wàn)秋坦言，隨著規(guī)模部署和運(yùn)維，項(xiàng)目海底單艙布放的用船成本將進(jìn)一步降低。

節(jié)能，無(wú)疑是海底數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目的一大突出優(yōu)勢(shì)。海南海底數(shù)據(jù)中心示范項(xiàng)目總工程師蒲定告訴海南日?qǐng)?bào)記者，海底數(shù)據(jù)中心通過(guò)與海水進(jìn)行熱交換，利用流動(dòng)海水對(duì)IT設(shè)施進(jìn)行散熱，不僅省電，而且省水。

“位于海底的數(shù)據(jù)艙不需要蒸發(fā)散熱，沒(méi)有冷卻塔，幾乎沒(méi)有淡水消耗?！逼讯ń榻B，海底數(shù)據(jù)中心在陸地上的建筑只有占地面積很小的岸站部分，可節(jié)約大量的土地資源。

同時(shí)，高密度的服務(wù)器為海底數(shù)據(jù)中心帶來(lái)了高算力，數(shù)據(jù)中心可選擇單艙或多艙部署，單艙可提供24個(gè)42U標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜，每個(gè)機(jī)柜功率采用15至35千瓦的高功率密度設(shè)計(jì)，功率密度是陸地傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的5至7倍，可滿足高功率密度計(jì)算設(shè)備的需求。不僅如此，UDC將數(shù)據(jù)中心放置在沿海城市附近的水下，距離用戶更近，數(shù)據(jù)時(shí)延更低。

數(shù)據(jù)下海后，如何維護(hù)？相關(guān)研究證明，海底數(shù)據(jù)中心的故障率僅為傳統(tǒng)陸地?cái)?shù)據(jù)中心的1/8，海蘭云在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，將維護(hù)區(qū)分為艙內(nèi)和艙外兩大模塊。艙內(nèi)主要是IT機(jī)電和電源部分，根據(jù)故障發(fā)生的可能性做了冗余備份，確?？蛻粼谑褂弥芷趦?nèi)業(yè)務(wù)正常運(yùn)行；艙外主要是暖通機(jī)電設(shè)備，也是雙備份，同步可實(shí)現(xiàn)潛水員水下快速更換。

首次披露海底數(shù)據(jù)中心收入空間

北京海蘭信數(shù)據(jù)科技股份有限公司于2001年注冊(cè)成立，2004年成為海軍裝備供應(yīng)商，2010年3月在深圳證券交易所創(chuàng)業(yè)板上市，擁有齊全的軍工資質(zhì)，是國(guó)家專精特新“小巨人”企業(yè)。公司成立二十余年來(lái)，一直在海洋高科技領(lǐng)域深耕，以海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略為引領(lǐng)，積極響應(yīng)國(guó)家經(jīng)略海洋、科技興海號(hào)召，堅(jiān)守“探索海洋、獻(xiàn)身國(guó)防”的使命，致力于成為“全球智能航海引領(lǐng)者，智慧海洋中國(guó)創(chuàng)新實(shí)踐者”。

以自有關(guān)鍵技術(shù)為依托，積極發(fā)力UDC等新業(yè)務(wù)。根據(jù)公司官網(wǎng)，公司主營(yíng)業(yè)務(wù)主要包括：1）智能航海：為船舶提供綜合導(dǎo)航裝備及智能航行系統(tǒng)；2）海洋重大裝備：構(gòu)建海洋立體觀測(cè)網(wǎng)的核心設(shè)備——海底接駁站，常壓潛水系統(tǒng)（普通人穿上該潛水服可以下潛600米）、海洋儀器等；3）近海雷達(dá)觀測(cè)網(wǎng)：公司投資建設(shè)了300個(gè)目標(biāo)雷達(dá)站，覆蓋中國(guó)整個(gè)近海30海里海域，服務(wù)近海防務(wù)與維權(quán)執(zhí)法。公司建設(shè)了近100座地波雷達(dá)站，觀測(cè)100海里范圍的海浪、流場(chǎng)及風(fēng)場(chǎng)等，服務(wù)海洋預(yù)報(bào)及海洋環(huán)境等；4）海底數(shù)據(jù)中心（UDC）：公司是繼微軟之后的第二家具備海底數(shù)據(jù)中心的全套技術(shù)與實(shí)施能力的企業(yè)。

UDC業(yè)務(wù)發(fā)展的最新進(jìn)展：公司首批正式交付客戶的商用數(shù)據(jù)艙于 2022 年 12 月下水，在海底共計(jì)放置了 5 個(gè)艙，整體運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)良好。海南首批艙的客戶主要有中國(guó)電信、及新加坡 Atlas 等，目前已新增拓爾思、廣聯(lián)達(dá)、云帆長(zhǎng)揚(yáng)等數(shù)字經(jīng)濟(jì)客戶，以及關(guān)于阿里云專屬云的合作訂單，同時(shí)擬繼續(xù)推進(jìn)贏徹科技、中國(guó)移動(dòng)、騰訊文化產(chǎn)業(yè)云業(yè)務(wù)、京東云、瓏微科技等已達(dá)成合作意向的訂單。截至目前，海南海底數(shù)據(jù)中心一期項(xiàng)目已在 2023 年一季度確認(rèn) UDC 相關(guān)收入 3736.40 萬(wàn)元。

未來(lái)展望：海南項(xiàng)目方面，預(yù)計(jì)于 2026 年前完成布放 100 個(gè)數(shù)據(jù)艙，項(xiàng)目完成后每年可實(shí)現(xiàn)租艙收入超過(guò)十億元。上海海上風(fēng)電項(xiàng)目、上海臨海區(qū)項(xiàng)目方面：上海海上風(fēng)電項(xiàng)目計(jì)劃分 3 年完成對(duì) 4 個(gè)海上風(fēng)電場(chǎng)的 UDC 布置，每個(gè)風(fēng)場(chǎng)計(jì)劃在 2024-2026 年期間累計(jì)投入運(yùn)營(yíng) 100 個(gè)數(shù)據(jù)艙，項(xiàng)目完成后當(dāng)期可實(shí)現(xiàn)售艙與租艙的累計(jì)收入超過(guò) 100 億。上海臨海區(qū)項(xiàng)目計(jì)劃初期形成年產(chǎn)量超過(guò) 50 個(gè)模塊的生產(chǎn)能力，后期滿產(chǎn)年產(chǎn) 200 個(gè)艙。

我國(guó)將水下數(shù)據(jù)中心建設(shè)列入新基建戰(zhàn)略體系

從水下數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)的全球發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，美國(guó)作為先行者，走在了世界前沿。早在2015年，微軟就正式啟動(dòng)“納迪克”(Natick)項(xiàng)目，探索在水下建設(shè)數(shù)據(jù)中心。自2018年開(kāi)始，微軟項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在蘇格蘭海岸附近的海床不斷進(jìn)行探索實(shí)驗(yàn)，并于2020年9月宣布驗(yàn)證成功。在微軟的帶動(dòng)下，近年來(lái)歐美、日韓等多個(gè)國(guó)家紛紛開(kāi)啟相關(guān)計(jì)劃。

和歐美國(guó)家相比，我國(guó)的水下數(shù)據(jù)中心建設(shè)在近五年開(kāi)始提速。特別是去年，國(guó)家發(fā)改委、工信部等部門(mén)先后出臺(tái)《貫徹落實(shí)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)要求 推動(dòng)數(shù)據(jù)中心和5G等新型基礎(chǔ)設(shè)施綠色高質(zhì)量發(fā)展實(shí)施方案》、《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》等重磅文件，明確提出要鼓勵(lì)探索利用河湖、海洋等優(yōu)勢(shì)資源，建設(shè)利用自然冷源散熱的數(shù)據(jù)中心。此后，海南省、廣東省、山東省紛紛圍繞海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展和“十四五”規(guī)劃，將海底數(shù)據(jù)中心研發(fā)及建設(shè)納入戰(zhàn)略規(guī)劃。

在節(jié)能減排和“雙碳”戰(zhàn)略背景下，為滿足綠色、低碳的要求，水下數(shù)據(jù)中心建設(shè)已經(jīng)成為功在千秋的重要產(chǎn)業(yè)。工業(yè)和信息化部今年7月頒布的《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃（2021-2023年）》就提出明確要求，新建數(shù)據(jù)中心的PUE（數(shù)據(jù)中心能源利用效率）不得高于1.3。而數(shù)據(jù)顯示，目前我國(guó)大型數(shù)據(jù)中心平均PUE為1.55，已經(jīng)高出了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，因此全面推廣建設(shè)水下數(shù)據(jù)中心迫在眉睫。

按照咨詢機(jī)構(gòu)沙利文的分析，隨著數(shù)據(jù)的激增，全球消費(fèi)與產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)對(duì)數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)容量的需求將持續(xù)增加。預(yù)計(jì)到2025年，全球數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)投資額將達(dá)4321.4億美元，這也進(jìn)一步催生了水下數(shù)據(jù)中心的需求升級(jí)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，結(jié)合我國(guó)的海洋發(fā)展戰(zhàn)略，未來(lái)水下數(shù)據(jù)中心還能進(jìn)一步和海上新能源、海洋牧場(chǎng)、濱海旅游等產(chǎn)業(yè)板塊融合發(fā)展，為海洋經(jīng)濟(jì)和數(shù)字經(jīng)濟(jì)帶來(lái)藍(lán)色新動(dòng)能，產(chǎn)生更大的商業(yè)價(jià)值。

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