Центровете за данни се потапят в океана в търсене на ток, вода и място

Бумът на изкуствения интелект има невидима, но все по-тежка цена. Зад всяко ново AI приложение, модел или услуга стоят центрове за данни, които изискват огромни количества електроенергия, мощни охладителни системи, вода и земя. С разрастването на изчислителните натоварвания тези ресурси се превръщат във все по-сериозно ограничение.

Това кара технологичните компании да търсят решения, които само допреди няколко години изглеждаха като научна фантастика. Едно от тях е под повърхността на океана.

Подводните центрове за данни вече не са само експеримент. Китай започна търговска експлоатация на такова съоръжение край Шанхай, докато Япония, Южна Корея и Сингапур разработват собствени варианти – от потопени капсули до плаващи центрове за данни.

Идеята е проста: вместо огромни наземни охладителни системи сървърите да използват естествено студената морска вода, а електроенергията да идва директно от офшорни възобновяеми източници. Така океанът може да се превърне не просто в място за съхранение на данни, а в част от инфраструктурата, която захранва следващия етап от развитието на AI.

Защо центровете за данни слизат под водата

Изкуственият интелект промени мащаба на изчислителните нужди. Все по-мощните модели изискват повече графични процесори, сървъри и електроенергия, но значителна част от тази енергия не отива директно за изчисленията.

Охлаждането е един от големите разходи. Според изследване на Конгреса на САЩ около 40% от енергията, използвана в съвременните центрове за данни, може да отива именно за охлаждане.

На сушата това често означава сложни системи, които използват големи количества вода. Проблемът е особено остър в региони, където водните ресурси са ограничени, а новите центрове за данни се конкурират с домакинствата и бизнеса за електроенергия и инфраструктура.

Океанът предлага очевидна алтернатива. Студената морска вода може да отвежда топлината от сървърите чрез топлообменници, без да е необходимо да се разчита на традиционни системи за охлаждане с прясна вода. А разполагането на съоръженията в морето освобождава и скъпата земя около големите градове.

Това е особено важно за гъсто населени крайбрежни държави. Повече от половината от световното население живее на сравнително малко разстояние от бреговата линия, а в някои азиатски икономики земята е един от най-ограничените ресурси.

Microsoft показа, че идеята работи

Първият голям технологичен експеримент в тази посока е на Microsoft.

През 2015 г. компанията започва проекта Natick, за да провери дали центрове за данни могат да работят под вода. През 2018 г. край Оркнейските острови в Шотландия е потопен водонепроницаем модул, съдържащ 864 сървъра, разпределени в 12 сървърни шкафа.

Модулът остава на морското дъно в продължение на две години. Резултатите са впечатляващи: честотата на повредите на сървърите е около осем пъти по-ниска от тази в сравним наземен център за данни. Една от вероятните причини е самата среда. В херметически затворения модул няма постоянен достъп на хора, а оборудването е изложено на по-малко кислород, влажност и температурни колебания.

Natick демонстрира и много висока енергийна ефективност. Центърът постига PUE от 1.07 – показател, при който 1.0 е идеалният резултат, докато средната стойност за индустрията през 2024 г. е 1.56.

Microsoft обаче не превръща експеримента в търговски продукт. Компанията прекратява проекта през 2024 г. и се връща към наземните центрове за данни, които могат да бъдат по-лесно разширявани, ремонтирани и обновявани.

Това показва и основния парадокс на подводната инфраструктура: тя може да бъде по-ефективна при експлоатация, но е много по-сложна за поддръжка.

Китай прави следващата крачка

Докато Microsoft се отказва от идеята за масово внедряване, Китай я превръща в реална инфраструктура.

На около 10 метра под морската повърхност край специалната зона Линган в Шанхай работи подводен център за данни, разработен за натоварвания, свързани с изкуствения интелект. Проектът е на стойност около 226 млн. долара и има планиран енергиен капацитет от 24 MW. Съоръжението разполага със 192 сървърни шкафа на четири нива и използва морската вода за охлаждане.

До 95% от електроенергията му идва от зелени източници, основно от вятърна енергия. Според разработчиците естественото охлаждане позволява потреблението на електроенергия да бъде поне 30% по-ниско спрямо аналогични наземни центрове за данни.

Другото предимство е земята. Подводното съоръжение използва значително по-малко пространство на сушата, като според данните за проекта намалява необходимостта от земна площ с около 90%.

Ако технологията се окаже мащабируема, това може да промени икономиката на изграждането на центрове за данни в крайбрежните мегаполиси. Вместо да се търсят огромни терени, да се изграждат нови електропроводи и да се осигурява вода за охлаждане, част от инфраструктурата може да бъде изнесена в морето.

От дъното към плаващите платформи

Подводният вариант обаче не е единственият модел:

• Япония експериментира с центрове за данни, разположени в контейнери върху плаващи платформи. Един такъв център край Йокохама използва соларни панели върху самата платформа и батерии за съхранение на енергия.
• Сингапур също разработва плаващ център за данни, който трябва да бъде въведен в експлоатация през 2028 г. Той ще използва морска вода за охлаждане и няма да заема ограничената земна площ на островната държава.
• Южна Корея планира още по-мащабен вариант – подводен център за данни в Улсан, който потенциално може да разполага с над 100 000 сървъра.

Междувременно идеята за използване на морската вода не се ограничава до центрове, физически разположени в океана. В Португалия центърът за данни SIN01 в Синеш използва морска вода за охлаждане на сървърите и след това я връща обратно в океана.

Така се оформят няколко различни модела – напълно потопени центрове, плаващи платформи и наземни съоръжения, които използват океана като естествен охладител.

Големият проблем: какво се случва при повреда? 

Точно тук подводната технология се сблъсква с най-сериозното си ограничение.

При традиционния център за данни техник може да стигне до повредения сървър, да го извади и да го замени. Под водата това не е възможно. Херметически затворената капсула трябва да остане изолирана, което означава, че дори един дефектен компонент може да наложи изваждането на целия модул на повърхността.

Това е особено сериозен проблем за AI инфраструктурата. Хардуерът се развива изключително бързо, а графичните процесори и ускорителите, които днес са най-модерни, могат да бъдат заменени от ново поколение само след няколко години.

Подводен център, който не може лесно да бъде отварян и обновяван, рискува да се превърне в технологично остарял актив много по-бързо, отколкото е икономически оправдано.

Има и други рискове – корозия, натрупване на морски организми върху съоръженията и необходимост от дистанционна поддръжка. Когато Microsoft изважда Natick от морето, корпусът вече е покрит с морски налепи и ракообразни организми.

А може ли океанът да понесе AI бума?

Именно тук се появява най-важният въпрос.

Подводните центрове за данни могат да намалят натиска върху земята, електроенергийната инфраструктура и прясната вода. Но те не премахват фундаменталния проблем – изкуственият интелект продължава да изисква огромни количества енергия.

Освен това част от тази енергия в крайна сметка се превръща в топлина. Когато центърът използва морската вода за охлаждане, затоплената вода трябва да бъде върната в океана.

При китайското съоръжение операторът съобщава за повишение на температурата на морската вода около него с по-малко от 1 градус по Целзий. В португалския SIN01 разликата също е около 1 градус.

На пръв поглед това може да изглежда незначително. За морските екосистеми обаче дори сравнително малки промени могат да окажат влияние, особено когато се натрупват в ограничена зона. Много морски организми зависят от стабилни температури за размножаване, хранене и миграция. Затова по-голямото разпространение на подводни центрове може да създаде нов тип локално топлинно замърсяване.

Това е особено чувствителен въпрос, защото океанът вече се затопля заради климатичните промени. Всяка допълнителна топлина се наслагва върху съществуващия натиск върху морските екосистеми.

Ресурсите – следващата битка за AI 

Подводните центрове за данни вероятно няма да заменят традиционните съоръжения. Поне не скоро. Но те показват как може да изглежда следващото поколение инфраструктура за изкуствения интелект – не просто по-мощна, а проектирана около ограниченията на електроенергията, водата и земята.

За държави с ограничена територия и гъсто населени крайбрежни градове моделът може да има особено икономическо значение. За инвеститорите той поставя нови въпроси: не само колко изчислителна мощ има един център за данни, но и колко електроенергия и вода използва, откъде идва тази енергия и колко земя заема.

В този смисъл подводният център за данни е повече от инженерна екзотика. Той е опит да се реши един от големите парадокси на AI бума: как да се изгради достатъчно изчислителна мощ, без инфраструктурата зад нея да изчерпи ресурсите, от които зависи.

Океанът може да се окаже част от отговора. Но само ако технологичната ефективност не създаде нов екологичен проблем под водата.