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かつて、UDC 海中データセンターは、『流浪の地球 2』で水に浸かったルートサーバーのように、SF 映画やニュースハンティング、または海外の一流の科学研究でのみ使用される「ブラックフィールド」でした。科学と技術を誇示するための機関。

今日、UDC が私たちのところにやって来て、加速しています。

今年7月、私は2024年世界人工知能会議に行った際、中国のコンピューティングメーカーの「C」ブースで、稼働中のコンピューターが水没しているのを目にした。

同社が開発した特殊な液体は基板と相性が良く、回路を腐食させないことが判明した。関連材料を使用した液冷サーバーは電子部品の天敵である「水」に強く、水中データセンターも可能です。

現場スタッフによると、同社は蘇州市と協力関係に達し、湖内に水中データセンターを展開しているという。第一に、インテリジェント コンピューティングにおける地域の強みを実証するための、地域の「新しい品質の生産性」のベンチマーク プロジェクトとして使用できます。第二に、特に優れた省エネルギー効果と排出削減効果があり、一部の地元 AI 企業にグリーン コンピューティング パワーを提供できます。そしてアプリケーション。

では、水中でのコンピューティング能力をどのように活用できるのでしょうか?答えは「クラウド」です。

AI コンピューティング能力をクラウドから取得することは、その自然なコスト上の利点と柔軟なリース上の利点により、AI スタートアップ企業にとっての最初の選択肢となっています。より省エネ、環境に優しく、低コストの「クラウド」を構築するために、UDC 水中データセンターはクラウド コンピューティング メーカーのビジョンにも加わりました。

2014 年、マイクロソフトは沿岸住民に高速クラウド サービスを提供したいと考え、水中データ センターの概念を初めて提案しました。 2018年、MicrosoftはAzureクラウドと比較するために855台のサーバーを正式に海に沈めた。私の国には現在、海底データセンターもあり、その中核事業はコンピューティング電力サービスと、よりコスト効率の高いクラウドコンピューティング電力を提供するためのテンセントやアリババなどのクラウドメーカーとの大規模な直接協力です。

この記事では、水中クラウドがどのようにコンピューティング能力の価格を「下げる」ことができるかについて説明します。

「AIの終焉は電気だ。」大規模モデルのパラメータは数兆に達し、インテリジェント コンピューティング センターのネットワーク規模は 50,000 カード、さらには 100,000 カードにまで進化します。 100,000 枚のカードのクラスターが都市の電力を消費する可能性があります。巨大なAIモデルをサポートするために、街の人々はエアコンをつけたり、テレビを見たりすることができません。これはあまりにもサイバーパンクです。

私たちもこのようなことは起こってほしくないだけでなく、クラウド ベンダーも望んでいません。一部の調査では、水と電気の費用がデータセンターの運営コストの 50% 以上を占めていることが示されています。インテリジェント コンピューティング センターの GPU の密度がさらに増加すると、電力負荷が急激に増加し、クラウド ベンダーのコストの高騰に直接つながります。

電気料金を削減するために、クラウドベンダーは最善を尽くしてきました。

データセンターをウランカブと青海省に置く人もいれば、湖畔に置く人（アリババ千島湖データセンター）、洞窟に置く人（テンセント、ファーウェイ）、そして北極圏に直接移動する人（Facebookノードポール）もいます。データ センター、フィンランドのハミナ港にある Google データ センター）、海上 (Google Floating Data Center) や海中 (Microsoft Project Natick データ センター) に設置した人もいます。

基本的な原理は変わりません。つまり、エアコンなどの電気機器による空冷への依存を減らし、自然環境の空気や水による自然冷却を行うということです。

これらの自然冷却ソリューションの中には、水中雲は間違いなく「電力削減」において最も競争力がある。

明らかに、陸上データセンターと比較して、水中環境はより複雑で、配線やメンテナンスがより面倒であり、サーバーは本質的に水を恐れます。そのため、水中データセンターの防水および耐腐食性能には大きな課題が生じます。それでもデータセンターになるという選択肢はありますか?

水中データセンターの「最初のコスト」は、自然冷却効果を「フロア価格」にもたらします。

最も優れた冷却効果を持つソリューションとして、水中データセンターは水の低温特性を直接利用して、他の物質（空冷や風冷など）よりも多くの熱を吸収し、追加の冷却要件を大幅に削減します。

同時に、水中環境自体が効果的な冷却を提供するため、空調システムへの依存とエネルギー消費を削減できます。

水中データセンターは、水の流れを利用して熱を除去することにより、エネルギーの節約と消費量の削減において最も大きなコストメリットがあると言えます。

陸上にデータセンターを建設するには、土地代に加えて当然のことながら土地スペースも必要になりますが、一部の寒冷な内陸都市や天然ガスの温度が低い地域では、一般にインフラ整備が北極圏などの沿岸地域ほど発達していないため、全体的な TCO のコストが増加します。

特に超 10,000 ka クラスターの到来により、陸上のデータセンター/インテリジェント コンピューティング センターのサポート施設には、電源、耐荷重、コンピューター ルームの清浄度、ケーブル ラックの設計など、非常に高い要件が課せられています。

「スーパー 10,000 カード クラスターのための新しいインテリジェント コンピューティング テクノロジーに関するホワイト ペーパー (2024)」によると、スーパー 10,000 カード クラスターの高い計算能力密度と高い消費電力密度により、ケーブルの導入量も増加しました。 Wanka のインテリジェント コンピューティング クラスターは 100,000 本のケーブルを配線する必要があり、配線ラックの幅と耐荷重に新たな課題が生じます。

陸上データセンター/インテリジェントコンピューティングセンターの全体的なコストは上昇していると言える。

対照的に、海中データセンターの建設コストは低下しており、両者の「はさみの差」はますます小さくなってきています。

一方で、湖や海洋の面積が広いため、建設業者は内陸部に比べて敷地の選択肢が広がり、水中データセンターの土地コストはよりコントロールしやすくなります。

さらに、水中データ センターでは、高度に統合され、密結合された密閉されたデータ キャビンが使用されることが多く、冷却塔やコンプレッサーなど、陸上データ センターに必要な一部の機器は水中では必要ありません。適切に設計された海底データ ウェアハウスでは、故障率が低くなり、運用とメンテナンスのコストが低くなります。

マイクロソフトは2020年9月、2年間海底に沈んでいたデータセンターを引き上げたところ、水中データセンターのサーバー故障率が従来のデータセンターよりも低く、信頼性が8倍であることが判明した。地上のサーバーよりも高い。

これは、水中データキャビンが変化する環境から隔離されており、事故によって妨害されることがほとんどないためであると考えられます。つまり、広大な海域により、人間と陸上資源を争う必要のない水中コンピューティング能力がより手頃な価格で提供されるのです。

節水のためサーバーを水に浸してください。何が起こっているのか？

これにより、WUE (水使用効率)、水資源利用効率という指標が表示されます。

PUE について聞いたことがある人はたくさんいますが、WUE について聞いたことがある人はほとんどいません。環境的に持続可能な開発を促進し、カーボンニュートラルを達成したいのであれば、WUE を削減する必要があります。

WUE削減の核心は分子、つまりデータセンターに投入される水の量を減らすことであり、主に凍結水、冷却水、加湿水などの生産水で構成されています。冷却プロセスで消費される水が少ないほど、WUE は高くなります。。

データセンターを水に浸すことで生産水を削減できますか?はい、0でも構いません。

一方で、水中データセンターは、蒸発や熱放散を行わずに周囲の低温を直接利用してサーバーを冷却するため、従来のデータセンターにある冷却塔や冷水システムが不要になり、冷却のための水の消費も不要になります。は0に等しい。

さらに、水中データセンターの冷却プロセス中に蒸発した水は直接水域に戻り、公共水源への損失はほとんどありません。一部の乾燥した水不足地域では、湖、川、地下水を冷却に使用すると、蒸発した水資源が地域の水系にすぐに戻らない可能性があり、地域の水環境に悪影響を及ぼす可能性があります。 。

2023年、アメリカのアリゾナ州は水消費量への懸念から地元のデータセンター建設を制限した。国内では内モンゴル自治区ウランキャブ市済寧区も「済寧区のビッグデータ企業の冷却用地下水使用禁止に関する通知」を発表し、管轄内のビッグデータ企業は冷却用に地下水を使用することを禁止している。

たとえ水中データセンターが熱蒸散を発生させたとしても、それは広大な湖や海によってすぐに代謝され、地域の水循環に影響を与えることはありません。

水中データセンターはコストメリットが大きいが、AIクラウドサービスがやみくもにコストを削減すると、「コストを下げて笑いが増える」という事故が起こる可能性がある。

たとえば、西部のデータセンターのストレージとコンピューティングのコストは東部のデータセンターよりも低いですが、伝送遅延、パケット損失率、ビジネスの信頼性などを考慮すると、東部の一部の企業はむしろ 50% 多く負担することを望んでいます。特に高度なリアルタイム データを必要とする自動運転などのビジネスでは、データを東に置くよりもコストがかかります。これは、多くの西側データセンターの可用性率が高くない重要な理由でもあります。

水中データセンターの商用化のジレンマは、価格は低いものの AI のニーズに完全に適応していないことであり、現時点では AI がクラウド ベンダーによって最も重要な新たな収益源とみなされています。

水中資源の拡張性には限界があります。クラウド サービスは、ユーザーのニーズに応じてリソースを急速に拡張し、コンピューティング パワーとストレージ スペースを増やす必要があり、水中データ キャビンが工場から出て水中に打ち上げられるまでには一定の期間があります (Microsoft 公式 Web サイトによると、Natick には 90 日かかります)現在、陸上のインテリジェント コンピューティング センターは、モジュール構造を使用して約 1 か月で完成することができ、AI コンピューティング能力の需要をより迅速に満たすことができます。

現在、マイクロソフトはNatickプロジェクトを中止したことも発表しており、後期段階での設置やメンテナンスロボットの研究を強化するとのことですが、人間の活動から遠く離れた水中環境はまだ大型には適していないようです。 - データセンターの大規模な導入。

さらに、水中コンピューティング能力のホスティングと管理もクラウド ベンダーにとって課題となっています。現時点では、水中コンピューティング能力の割合はまだ比較的小さいですが、クラウド ベンダーは、さまざまなソースからのコンピューティング能力をシームレスに統合して最適なパフォーマンスを実現し、ユーザーがこれらのリソースを便利かつ簡単に使用できるようにするために、これらの異種リソースを統合および管理する必要があります。 . テクノロジー、システム、プラットフォームの研究開発に多くのリソースを投資します。

蓄積が浅い中小規模のクラウドベンダーの中には、「鶏肉（演算能力）より醤油（管理基盤）の方が高い」状況に陥っているケースもあり、コストメリットに頼って全体の競争力を高めることができない。

徐志墨はかつて「偶然」という詩の中で、「私は空の雲であり、時々あなたの波の中心に投影されます。」と書きました。現時点では、AIクラウドサービスと水中データセンターは永遠に一緒にいることはできないかもしれません。お互いに一つだけ。

2024 年 5 月に、Microsoft のクラウド データ センター ソリューションの継続的な追求を反映して、Natick プロジェクトの第 2 フェーズが開始されました。これにより、「水中データ センター」は中国が遅れを取ることができない軌道となり、技術的独立性により適しています。は、技術的に強力な国の名刺であり、国有資産クラウド、中央国有エンタープライズ クラウド、および科学研究クラウドとともに試験運用および調査されました。

より商業的な特性を持つクラウド サービス プロバイダーは、依然として土地に注力する必要があります。幸いなことに、中国には豊かな地形と完全なインフラがあるため、「究極の費用対効果」を探求するための広大な余地があります。

この観点から見ると、コンピューティング能力は決して 1 つのコンピューティング企業や業界の問題ではなく、世界中が参加するシステム プロジェクトです。コンピューティングパワーが国力となる時代は始まったばかりです。