原創:是時候重新關注海底數據中心了

  ICC訊 2022年12月，全球首套商用海底數據中心陸地完工，其核心裝備“海底數據艙”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，由中國通信工業協會正式發布的《水下數據中心設計規范》團體標準將在2023年1月1日正式實施，內容涉及我國水下數據中心的設計、建設、運維各個環節。相對于陸上數據中心，海底數據中心具備有效節約土地、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推出了海底數據中心規劃。

  海底數據中心(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、并將數據回傳至互聯網的數據中心,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據中心和5G等新型基礎設施綠色高質量發展實施方案》《“十四五”工業綠色發展規劃》等，鼓勵探索利用河湖、海洋等優勢資源，建設利用自然冷源散熱的數據中心，充分發揮氣候水文和地形地貌等自然條件天然優勢，因地制宜促進數據中心節能降耗。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濟發展“十四五”規劃明確提出支持UDC等基礎設施建設，海底數據中心迎來發展機遇，注重自然環境成為數據中心選址的重要考慮因素。

  圖表 1 部分沿海省市發布政策支持UDC的建設

  即將商用的海底數據中心

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

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

  圖表 2 傳統數據中心與海底數據中心的對比

  海底數據中心建設成本更低

  從陸上新建數據中心項目成本來看，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。新建數據中心項目的一次性投入成本是指數據中心開發建設過程中企業需要投入的一次性費用，一般分為開發成本和開發期間費用，如下表所示。

  圖表 3 新建數據中心項目成本費用

  海底數據中心也不例外，建設成本主要包括：項目用地、數據倉、機電采購等費用。

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

  據悉，海蘭信以8429萬元取得海底數據中心項目(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發展海底數據中心提供了參考。

  天然冷源的利用是數據中心選址的重要方向

  數據中心的選址不僅關系到企業業務的持續運營，還關系到企業能否可持續發展，所以，數據中心建設選址對于企業來說至關重要。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，企業在數據中心在選址時，一般會選擇溫度更低區域，同時需滿足當地PUE要求。如張北(騰訊、阿里巴巴)、湖邊(阿里巴巴千島湖數據中心)、山洞中(騰訊貴安七星項目);放眼國際亦是如此，如北極圈(Facebook)、海底數據中心(微軟)、海上漂浮數據中心(Google)等。

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

  海底數據中心能耗更低

  數據中心制冷系統是除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，隨著數據中心能耗政策的趨緊，IDC傳統制冷系統如風冷空調、冷凍水等方案面臨轉型，而海底數據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 各類數據中心解決方案PUE對比

數據來源：工信部、海蘭信

  海底數據中心的高功率密度、綠色節能、低成本、高可靠性等優勢有望引領數據中心基礎設施的變革，同時，海底數據中心是實現綠色化發展的重點路徑之一，有利于數據中心直接實現“碳中和”，成為數據中心行業的新范式。