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把服务器沉到海底,这事儿是认真的

来源:互联网 时间:2026-06-01 19:17:37

“总投资16亿元、PUE低至1.15、绿电直供超过95%、年省电6100万度。上海临港东海海域,全球首个海风直连海底数据中心投入运行。”

时间来到2026年,AI应用遍地开花,但支撑这一切的算力中心建设者们,却面临着前所未有的压力。算力需求呈指数级增长,传统的供电和散热方案早已捉襟见肘,整个行业仿佛被逼到了墙角,不得不开始比拼“想象力”。前阵子甚至有人提出“太空算力”的构想,要把数据中心发射到外太空去。而现在,更现实的一步已经迈出——有人真的把服务器“扔”进了海里。

这并非科幻概念,而是已经落地的现实。就在上海临港小洋山以东的东海海域,一座重达1950吨(相当于1300辆家用轿车)的海底数据中心,已被部署在10米深的海水之下。其核心是一个四层的水下机房,容纳着192个机柜、超过2000台服务器,正在不间断地提供算力。更关键的是,距离它仅500米处,矗立着50多座海上风机,风电通过海底电缆直接接入,绿电供给率超过95%。

先看一组硬核数据。衡量数据中心能效的关键指标

PUE

(越接近1越好),这个海底数据中心做到了

1.15

,而全国平均水平是

1.48

。淡水消耗量为零。占地面积仅200平方米,同等规模的陆地数据中心则需要2000平方米。全部投运后,预计每年可

节省电力高达6100万度

换句话说,把服务器泡进海里,非但没有“泡坏”,反而在省电、省水、省地以及降低故障率方面,展现出了超越陆地数据中心的潜力。

近日,央视报道了这一项目。仔细探究其背后脉络,会发现这条技术路线的演进与战略意义,远比新闻片段所呈现的更为深远。

往前追溯,这是一条经过多年探索与验证的路径。往未来展望,算力基础设施与绿色能源革命这两大时代命题,恰好在此交汇,一盘关乎未来能源与数字基座的大棋,已然落下了关键一子。

故事值得从头细说。

01:算力为何要“下海”?

数据中心看似复杂,但其核心挑战归根结底是两个:

供电与散热

服务器耗电众所周知,但很多人可能不了解,用于给服务器散热的能耗,常常与服务器自身运行的耗电量不相上下。

行业用

PUE

(电能使用效率)这一指标来衡量数据中心的能效。其计算方式直观:数据中心总耗电量除以IT设备(服务器、存储等)的耗电量。PUE为2,意味着服务器每用1度电干活,空调等配套设施就需要再用1度电为其散热和维持环境。

理想状态是PUE等于1,即所有电力都用于计算,没有丝毫浪费在散热上。但这在现实中无法达到,只能无限趋近。

目前,全国数据中心的平均PUE大约在

1.48

。也就是说,全国数据中心每消耗3度电,就有接近1度是给空调系统“烧”掉的。

根据国际能源署(IEA)的数据,2024年全球数据中心用电量约占全球总用电量的1.5%。而随着AI浪潮席卷,情况变得更加严峻。传统CPU服务器功耗约300瓦,而用于AI训练的GPU服务器,单台功耗可能跃升至3000瓦以上。IEA预测,AI专用服务器的用电量年增长率将高达30%。

一位从业二十年的数据中心专家曾描绘过一个生动场景:一栋普通写字楼的空调外机足以满足整栋楼的制冷需求;但若将其改造为数据中心,散热需求将呈指数级飙升,届时可能楼顶和广场摆满空调外机,都难以将热量及时排出。

因此,全球数据中心行业都在寻找同一个问题的答案:如何找到更廉价、更高效的“冷源”。大家的思路出奇地一致:

向大自然索取。

早年,Facebook将数据中心建在靠近北极圈的北欧,利用高纬度地区的天然低温。腾讯则把数据中心搬进了贵州的深山溶洞,依靠洞内恒温环境。大厂选址的首要标准,从不是交通或人才,而是“哪里更凉快”。

中国的“东数西算”工程也是同一逻辑:将算力中心向内蒙古、贵州、甘肃等西部地区转移。那里能源丰富(无论是廉价的煤电还是蓬勃的新能源),气候寒冷,自然散热条件优越。八大枢纽、十大数据中心集群,本质上是追着便宜的电和免费的“冷”向西迁徙。

但东部沿海城市怎么办?

上海、深圳、北京等地,恰恰是金融交易、AI推理、实时数据处理等对网络延迟极度敏感的业务聚集地。数据无法承受往返数千公里到西部计算再返回的延时。然而,这些城市土地成本高昂、能耗指标严格、夏季气候炎热,建设传统数据中心面临重重制约。

于是,海洋进入了视野。

海水年均温度约15摄氏度,且流动性极强,散热能力远超湖泊。更重要的是,中国正在大规模建设海上风电,电源近在咫尺。数据中心最渴求的“冷源”与“电源”,在海上实现了完美结合。

从逻辑上讲,将服务器沉入海底,或许是最自然、最极致的答案。

02:从概念到现实,走了哪几步?

将数据中心放入海底的构想,并非始于中国。

2015年,微软启动了“纳蒂克项目”。首次试验思路颇为直接:先扔一台下去试试。他们将一个直径约2.4米的圆柱形密封舱沉入太平洋海底,运行105天,核心目的就是验证

服务器泡在海里究竟能否存活。

答案是肯定的。

2018年,微软进行了第二轮正式部署。在苏格兰奥克尼群岛海域,将一个装载864台服务器的密封容器沉入北海约35米深的海底,利用当地潮汐能与风能供电,依靠海水自然冷却,随后便任其运行。

两年后的2020年,微软将其打捞上岸。开舱检验的数据令人惊讶:海底的800多台服务器中,仅6台发生故障,故障率约0.7%。同时,陆地上的一组对照服务器(135台)在同期内有8台故障,故障率接近6%。海底服务器的故障率仅为陆地的约八分之一。

这一反直觉的结果,微软给出的解释是:密封舱内充满干燥氮气,无氧气、无水汽、无灰尘,也无人为进出带来的振动与温度波动。服务器在一个近乎“无菌”的稳定环境中运行,硬件老化速度大幅减缓。

无人触碰、无人干预、没有灰尘,一个彻底远离人类活动的环境,反而成了服务器理想的“工作间”。

微软的实验证明了技术可行性:

海底冷却方案可靠。

接下来的商业化探索,则由中国企业接棒。

2020年,国内海洋装备上市公司

海兰信

,收购了一支曾参与微软纳蒂克项目的加拿大深海装备团队。这支团队带来的不仅是工程经验,更是长达二十年的深海环境

Know-how

:不同海域的微生物群落、水流地质条件、如何设计能承受20年海水侵蚀的密封接头……这些经验至关重要。

基于此,首个商业化海底数据中心示范项目在海南落地。

项目位于海南陵水清水湾,离岸约3公里,水深40米。方案是将密封罐体沉入海底,通过海底电缆连接岸上控制站,利用海水自然冷却。该项目于2022年投入试运行。

经过数年运行,核心数据出炉:

PUE低于1.2

,显著优于全国平均的1.48,制冷能耗节省90%以上,相当于

每年节电约300万千瓦时

,节约淡水

约1.5万吨

。岸上设施占地仅400-500平方米,约为同等规模陆地数据中心的五分之一。

然而,事情并非“搬入海底即万事大吉”。海南项目解决了“冷源”并验证了成本模型,但“电源”仍是短板。海南电网以火电为主(超过70%),海底数据中心依赖从岸上拉设的海底电缆供电,仅电缆投资就达千万级别。尽管日常运营成本低,但算上建设期的重资产投入,经济性并非最优,且电力来源的“绿色”纯度也有提升空间。

如何同时搞定“冷源”与“电源”?上海的临港项目给出了新答案。

上海项目的思路截然不同:选址于临港小洋山以东海域,距离一座现有的200兆瓦海上风电场仅500米。风电通过海底电缆直连数据中心,无需经过陆地电网,实现了真正的绿电直供。

至此,“冷源”与“电源”难题被一并攻克。

成本结构也随之发生关键变化。海南项目需要自建岸站、铺设电缆、拉通网络,这些基础设施占了大头投资。而上海项目则复用了风电场已有的岸站、电缆、网络乃至部分电气设备,仅此一项,总投资就降低了可观的比例。

这条路之所以走了这么久,技术之外的挑战同样巨大。因为这几乎是一项“无规可循”的工程,许多标准需要从头论证。

首先是环保。一个常被忽略的事实是:海洋工程的环保标准远高于陆地。在海底放置持续发热的设备,

散热得当是高效制冷,散热不当则无异于一个巨型“热得快”。

此前曾有尝试用湖水散热,将冷水抽上来降温后再排回,导致湖水温度升高,虽未“煮成鱼汤”,却改变了鱼类生长节奏,破坏了生态平衡,最终因

环保不达标

而终止。

海洋的标准更为严苛。

行业人士透露,对此类项目,环保要求数据中心周边(约1米范围)海域的水温变化不得超过

0.1摄氏度

。达到这一精度已属苛刻,但更重要的是,必须具备持续监测能力和应对极端情况的预案,而这并非所有企业都具备的资质。

运营该项目的海兰云,其母公司海兰信在海洋科技领域深耕多年,具备海洋观测、海底装备、海上通信等深厚背景。换作一家缺乏海洋工程经验的公司,仅环保评估这一关就难以跨越。

其次在服务器端,愿意将昂贵的服务器投入水下,需要极大的信任。这些设备价值不菲,“泡坏了”损失巨大。同时,这类项目天然要求硬件具备极高的可靠性,毕竟无法频繁派遣人员下海维修。

正因如此,上海项目最终集结了产业链各环节的头部企业:

运营风电场的申能集团(华东能源巨头)、负责服务器系统的上海仪电(老牌工业集团)、以及提供通信支持的上海电信。

海洋工程、能源供给、算力运营、硬件制造……环环相扣,缺一不可。

03:“风”与“电”结合,想象空间何在?

从更长远视角看,上海项目只是一个开端。真正让这条技术路线充满想象力的,是它与未来

远海大型风电场的深度融合

以上海正在规划的某深远海风电场为例,其总装机容量达

4300兆瓦

。而目前上海一个中大型数据中心的功率需求约为

20兆瓦

。理论上,单这一座风电场的发电能力,就可满足

超过200个

此类数据中心的用电需求。

当然,电力不会全部用于数据中心。但有人算过一笔稳妥的账:只需取风电场最大发电能力的

15%

左右,便足以支撑一个大规模的海上算力集群。这15%意味着什么?即使用电需求处于最低谷,这部分电力供应也是稳定可靠的,无需额外配置大规模储能,不受波动影响,是质量最高的电力。

按此比例计算,4300兆瓦的15%约为

600兆瓦

。一个600兆瓦的算力中心,部署于海上,由绿电直供,用海水自然冷却——这幅图景已清晰可见。

这里有一笔关键的经济账:远海风电场通常距离海岸上百公里,电力通过海缆输送至陆地的损耗率超过

10%

。但算力无需“输电”,只需在海上将电力就地转化为算力,再将计算结果通过光纤传回即可,数据传输的损耗几乎可以忽略。同样是海上能源的利用,输送“比特”远比输送“电子”更为经济高效。

想象力还可以再进一步。海上风力发电机的基座——即那根插入海底的塔筒——内部是空心的。随着风机大型化,单机功率已从陆上的2-3兆瓦提升至海上的

12-20兆瓦

,塔筒直径也随之增大至

18-20米

直径近20米的空心柱体,内部空间相当可观,但以往很少有人思考如何利用这个空间。

如果能在建设风电场时,就在塔筒内部预留空间部署服务器呢?

无需额外建造水下舱体,无需单独铺设电力与通信电缆,风电场的供电设施、海底电缆、网络连接原本就已齐备,

相当于在建造“能源房子”时,顺手把“算力机房”也装修好了。

按此思路估算,综合建设成本有望比陆地数据中心降低数成。这还未计入电价优势:若远海绿电能够实现就地消纳,电价有望降至极具竞争力的水平,整体运营成本将进一步下探。

想象一下:一台海上风机,顶部叶片转动发电,底部塔筒内服务器飞速运算。散布在广阔海面上的每一座风机,都成为一个微型的、无人值守的、零淡水消耗的“算力工厂”。

这听起来颇具科幻色彩,但其底层逻辑的每一步都坚实可靠。行至此处,你会发现,绿色能源革命与数字基础设施革命这两大时代浪潮,正在海上紧密咬合、相互成就。海上风电需要就近消纳以提升经济性,算力中心渴求廉价的绿电与免费的冷源,

两条原本平行的赛道,在蔚蓝大海中找到了交汇点。

中国推进此事拥有一个显著优势:

全球领先的海上风电产业。

中国拥有最大的海上风电装机规模、最具竞争力的发电成本以及最完整的供应链体系。

将算力中心与海上风电深度融合的路径,若有谁能率先跑通并规模化,中国无疑是概率最高的选手之一。

“东数西算”向西追寻煤炭与寒冷,如今“海上算力”向东拥抱海风与波涛。两条路径,殊途同归,都是为了解答同一个终极问题:

如何让承载未来的算力,用上最便宜的能源和最天然的冷却。