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海底数据中心:算力基建新兴蓝海赛道,核心布局龙头梳理

2023-11-29 13:11:30 42

据报道,全球首个商用海底数据中心一期工程近日在海南陵水海域成功完成了其核心装备——“海底数据舱”的下海安装,这标志着这个项目的全面竣工。这台设备重量高达1300吨,调试成功后,预计将开启新一轮的数据存储和处理革新。

当前海底数据中心的建设已经引起了多个省市的关注。除了海南省,广东省、山东省和厦门市在其相关的“十四五”规划中,都明确表达了对海底数据中心等基础设施建设的支持和推进。

广东、山东和厦门预计对海底数据中心(UDC)的需求量会更大。但是目前这些地区在海底数据中心的建设上尚未起步,预计其进展将稍晚于海南省。

综合考虑各种因素,预计在“十四五”期间,广东省可能会布放100个数据舱,山东省和厦门市则可能分别布放50个数据舱。

在当前的“双碳”背景下,海底数据中心被认为是实现数据中心绿色化发展的有效路径之一。

“海底数据中心“最初是由微软员工在2014年提出的,可以被看作是一种特殊的液体冷却方案。与陆地上的数据中心液体冷却方案相比,海底数据中心无需考虑土建和楼板承重问题,也无需建设冷却塔来为液体降温。这是因为海水本身就是一种天然的冷却源,能够持续流动并带走热量,同时还能节约淡水资源。

将数据中心以数据舱的形式建在水下,不仅能提高数据中心的散热效果,还能降低整体的能耗。

海底数据中心通过在海洋中快速部署数据中心,并利用海水的巨大流量作为冷却资源,为靠近大型水域或海域的客户提供快速、低延迟的服务。#算力##数据中心##人工智能##海底数据中心#

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海底数据中心示意图:

海底数据中心(UDC)由岸站、海底光电复合缆、海底分电站以及海底数据舱等多个部分组成,采用罐体结构作为主体构造。在这种结构中,电气设备和冷却系统都被整齐地布置在罐体之内,而罐体的顶部则设计为海水冷却系统。

UDC利用海水的庞大流量进行数据舱的冷却,从而实现了能耗的有效降低。经过实际测试,海底数据中心的年均PUE值可以降至1.076,相较于传统数据中心,其耗电量大大减少。

UDC采用海水冷却方式,无需压缩机运行,进一步降低了能耗。在25MW的典型规模下,UDC的综合成本降低了29%,运维成本降低了22%。每个单机柜的功率范围在15-35KW之间,算力密度高。而且,从工厂安装、调试到实际运行,整个过程可以在短短的90天内完成。

此外,UDC已经实现了模块化建设,这不仅缩短了施工周期,而且通过部署在沿海发达地区,还能有效降低数据传输的延迟。

海底数据中心冷却系统:

资料来源:《海南海底数据中心项目环境影响报告书(征求意见稿)》

海底数据中心的主要技术路径:起始于岸站,通过复合海缆高压输电技术,将电力输送至海底分电站。高压变电过程完成后,电力被分配和供应至数据舱。数据舱内部配置有冷却系统,用以散发IT设备运行过程中产生的热量,这些热量随后被有效地排入海水中。之后,数据通过海底光电复合缆返回岸站,最终接入互联网,为各种数据应用提供支持。

深海装备的技术实施面临着多重壁垒。其中包括线缆的深海接驳与施工布放、舱位部件的维修与更换挑战、海底容器的腐蚀与抗水压问题、密封性的确保以及防止生物附着的难题。

相较于传统的IDC,UDC展现出了明显的优势。通过与海水进行热交换的冷却方式,UDC无需依赖额外的制冷系统,从而显著降低了营运成本。这一特点使得UDC紧密契合了“碳中和”背景下的数据中心发展趋势,即节能减排和绿色化发展的目标要求。

传统数据中心与海底数据中心的对比:

资料来源:公司公告

UDC数据舱的单价预计约为3000万元。根据中国电信于2022年2月公开的招标信息,他们计划采购的海底数据中心包含24个标准机柜,每个机柜的功率为15KW或更高。这些机柜将被用于国资云和CDN业务的系统部署,并计划在2022年至2027年间提供服务,预计含税总金额为2721.6万元,平均每年的费用超过500万元。UDC业务的商业模式展现出多元化的发展趋势,有望为产业链相关公司带来更多的商业机会。

海兰信是我国首家进军UDC领域的公司。2020年3月,海兰信成功收购了具有近50年海洋工程经验的加拿大Oceanworks公司(现名为欧特海洋)。同年6月,海兰信正式切入UDC领域,并已全面掌握UDC部署的核心技术能力。

在“十四五”规划期间,海兰信计划在海南部署100个海底数据舱。此外,该公司还有意向北扩展至粤港澳大湾区、长三角及其他沿海经济发达地区,向南则将海底数据中心推向香港、新加坡、越南等东南亚市场,以践行“一带一路”的国家战略。在技术研发方面,海兰信未来将探索与清洁能源和可再生能源产业的融合,如核电、海上风电、波浪能、潮汐能等,力求实现多种能源的互补利用,以响应国家“碳中和”的政策号召。

此外,绿色数据中心各环节上的投资机会包括以下几个维度,海底数据中心:海兰信;精密温控:英维克、同飞股份、申菱环境;绿色数据中心:奥飞数据、光环新网、秦淮数据;硅光与全光网络:新易盛、长飞光纤、太辰光、博创科技。

结语

随着数字化、网络化的快速发展,数据中心的需求量持续增长,伴随而来的则是能耗问题的日益突出。

据中国数据中心冷却技术年度发展研究报告显示,制冷系统在数据中心的能耗占比中高达40%,成为节能的关键环节。如何在满足数据中心高效稳定运行的同时,有效降低其能耗,已经成为行业内亟待解决的问题。

UDC利用海水冷却无需制冷设施且PUE表现优于传统制冷系统为数据中心节能提供了新的解决方案。未来随着技术的不断进步和政策的推动UDC有望迎来加速渗透并在数据中心领域发挥更大的作用。

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