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2024-08-14
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Érase una vez, el centro de datos submarino de la UDC, al igual que el servidor raíz sumergido en agua en "The Wandering Earth 2", era un "campo negro" que solo existía en películas de ciencia ficción, búsqueda de noticias o utilizado por las principales investigaciones científicas en el extranjero. instituciones para "mostrar sus capacidades en ciencia y tecnología".
Hoy, la UDC ha llegado a nosotros y se está acelerando.
En julio de este año, asistí a la Conferencia Mundial de Inteligencia Artificial 2024 y vi una computadora en funcionamiento sumergida en agua en el stand "C" de un fabricante de computadoras chino.
Resulta que el líquido especial desarrollado por esta empresa es compatible con las placas de circuito y no corroe los circuitos. Los servidores refrigerados por líquido construidos con materiales relacionados pueden resistir el "agua", el enemigo natural de los componentes electrónicos, lo que hace posibles los centros de datos submarinos.
Según el personal in situ, la empresa ha llegado a cooperar con Suzhou y está implementando un centro de datos submarino en el lago. En primer lugar, puede utilizarse como proyecto de referencia para la "nueva productividad de calidad" local para demostrar la fortaleza regional en informática inteligente. En segundo lugar, tiene efectos particularmente buenos en materia de ahorro de energía y reducción de emisiones, y puede proporcionar potencia informática ecológica para algunas empresas locales de IA; y aplicaciones.
Entonces, ¿cómo podemos utilizar la potencia informática submarina? La respuesta es nube.
Obtener potencia informática de IA de la nube se ha convertido en la primera opción para las empresas emergentes de IA con sus ventajas de costos naturales y ventajas de arrendamiento flexible.Para construir una "nube" que ahorre más energía, sea más ecológica y de menor costo, el centro de datos submarino UDC también ha entrado en la visión de los fabricantes de computación en la nube.
En 2014, Microsoft propuso por primera vez el concepto de centros de datos submarinos, con la esperanza de proporcionar servicios en la nube de alta velocidad a las poblaciones costeras. En 2018, Microsoft hundió oficialmente 855 servidores en el mar para compararlos con la nube Azure. Actualmente, mi país también tiene centros de datos submarinos. Su negocio principal son los servicios de energía informática, así como la cooperación directa a gran escala con fabricantes de nubes como Tencent y Alibaba para brindarles una potencia de computación en la nube más rentable.
Este artículo hablará sobre cómo la nube submarina puede "bajar" el precio de la potencia informática.
"El fin de la IA es la electricidad". Los parámetros de los modelos grandes alcanzan billones, lo que hace que la escala de red de los centros informáticos inteligentes evolucione hasta 50.000 tarjetas o incluso 100.000 tarjetas. Un grupo de 100.000 tarjetas puede consumir la energía de una ciudad. Para respaldar el gran modelo de IA, la gente de la ciudad no puede encender el aire acondicionado ni mirar televisión. Esto es demasiado ciberpunk.
No sólo no queremos que esto suceda, sino que los proveedores de la nube tampoco. Algunas encuestas muestran que los gastos de agua y electricidad representan más del 50% de los costos operativos de los centros de datos. A medida que aumenta aún más la densidad de GPU en los centros de computación inteligentes, la carga de energía aumentará exponencialmente, lo que conducirá directamente a un aumento en los costos para los proveedores de la nube.
Para reducir las facturas de electricidad, los proveedores de la nube han hecho todo lo posible.
Algunas personas colocaron sus centros de datos en Ulanqab y Qinghai, otras junto al lago (Alibaba Thousand Island Lake Data Center), otras en cuevas (Tencent, Huawei) y otras los trasladaron directamente al Círculo Polar Ártico (Facebook Node Pole). Data Center, Google Data Center en el puerto de Hamina, Finlandia), y algunas personas lo han colocado en el mar (Google Floating Data Center) y bajo el mar (Microsoft Project Natick Data Center).
El principio básico sigue siendo el mismo, que es reducir la dependencia de la refrigeración por aire, como los acondicionadores de aire y otros equipos eléctricos para la refrigeración, y depender más del aire o el agua del entorno natural para la refrigeración natural.
Entre estas soluciones de enfriamiento natural,Las nubes submarinas son sin duda las más competitivas en “reducción de potencia”.
Obviamente, en comparación con los centros de datos terrestres, el entorno submarino es más complejo, el cableado y el mantenimiento son más problemáticos y los servidores temen inherentemente al agua, lo que plantea mayores desafíos para el rendimiento a prueba de agua y anticorrosión de los centros de datos submarinos. ¿Seguir siendo un centro de datos?
El "primer coste" del centro de datos submarino lleva el efecto de refrigeración natural al "precio mínimo".
Como solución con el efecto de enfriamiento más extremo, los centros de datos submarinos utilizan directamente las características de baja temperatura del agua para absorber más calor que otras sustancias (como el enfriamiento por aire y el viento), lo que reduce significativamente los requisitos de enfriamiento adicionales.
Al mismo tiempo, dado que el propio entorno submarino proporciona una refrigeración eficaz, se puede reducir la dependencia de los sistemas de aire acondicionado y el consumo de energía.
Se puede decir que el centro de datos submarino tiene la ventaja de costos más significativa en ahorro de energía y reducción del consumo al utilizar el flujo de agua para eliminar el calor.
La construcción de centros de datos en tierra naturalmente ocupa espacio terrestre. Además de los costos del terreno, las condiciones de infraestructura en algunas ciudades frías del interior y áreas con temperaturas más bajas del gas natural generalmente no están tan desarrolladas como en las áreas costeras, como el Círculo Polar Ártico, lo que resulta en. un aumento general del TCO de los costos.
Especialmente con la llegada de los clústeres de súper 10.000 ka, se han impuesto requisitos extremadamente altos a las instalaciones de soporte de los centros de datos/centros de computación inteligentes terrestres, como el suministro de energía, la capacidad de carga, la limpieza de la sala de computadoras y el diseño de los bastidores de cables.
El "Libro blanco sobre la nueva tecnología informática inteligente para grupos de tarjetas Super 10.000 (2024)" muestra que debido a la mayor densidad de potencia informática y la mayor densidad de consumo de energía del grupo de tarjetas Super 10.000, la cantidad de despliegue de cables también ha aumentado A 1,8. El clúster informático inteligente de Wanka necesita tender 100.000 cables, lo que planteará nuevos desafíos en cuanto al ancho y la capacidad de carga del bastidor de cableado.
Se puede decir que el costo general de los centros de datos terrestres/centros de computación inteligentes está aumentando.
Por el contrario, el costo de construcción de los centros de datos submarinos está disminuyendo y la “brecha de tijera” entre los dos es cada vez menor.
Por un lado, debido al mayor espacio de lagos y océanos, los constructores tienen una gama más amplia de sitios para elegir en comparación con las zonas del interior, el coste del terreno de los centros de datos submarinos es más controlable.
Además, los centros de datos submarinos suelen utilizar cabinas de datos selladas, estrechamente acopladas y altamente integradas. Algunos equipos que son necesarios en los centros de datos terrestres, como torres de refrigeración y compresores, no son necesarios bajo el agua. Los almacenes de datos submarinos correctamente diseñados tienen menores tasas de falla y menores costos de operación y mantenimiento.
En septiembre de 2020, Microsoft levantó un centro de datos que se había hundido desde el fondo del mar durante dos años. Una evaluación encontró que la tasa de fallas del servidor en el centro de datos submarino era menor que la de los centros de datos tradicionales y la confiabilidad era ocho veces mayor. más alto que los servidores en tierra.
Esto puede deberse a que la cabina de datos submarina puede aislarse del entorno cambiante y rara vez se ve afectada por accidentes. En resumen, las vastas aguas hacen que la potencia informática submarina, que no tiene que competir con los humanos por los recursos terrestres, sea más asequible.
Remoje el servidor en agua para ahorrar agua. ¿Qué está pasando?
Esto genera un indicador: WUE (Water Usage Effectiveness), eficiencia en la utilización de los recursos hídricos.
Mucha gente ha oído hablar del PUE, pero pocos han oído hablar del WUE. Si queremos promover el desarrollo ambientalmente sostenible y lograr la neutralidad de carbono, el WUE debe reducirse.
El núcleo de la reducción de WUE es reducir las moléculas: la cantidad de agua que ingresa al centro de datos, que se compone principalmente de agua de producción, como agua congelada, agua de refrigeración y agua de humidificación.Cuanto menos agua se consuma en el proceso de enfriamiento, mayor será el WUE。
¿Sumergir el centro de datos en agua puede reducir el agua de producción? Sí, e incluso 0.
Por un lado, el centro de datos submarino utiliza directamente la baja temperatura del agua circundante para enfriar los servidores sin evaporación ni disipación de calor. Elimina la necesidad de torres de enfriamiento y sistemas de agua fría en los centros de datos tradicionales, y el consumo de agua para enfriamiento. es igual a 0.
Además, el agua evaporada durante el proceso de enfriamiento del centro de datos submarino regresa directamente a la masa de agua, casi sin pérdida para las fuentes públicas de agua. En algunas zonas secas y con escasez de agua, si se utilizan lagos, ríos y aguas subterráneas para enfriarse, es posible que los recursos hídricos evaporados no puedan regresar rápidamente al sistema hídrico local, lo que tendrá un impacto negativo en el entorno hídrico local. .
En 2023, Arizona, Estados Unidos, restringió la construcción de centros de datos locales debido a preocupaciones sobre el consumo de agua. A nivel nacional, el distrito de Jining, ciudad de Ulanqab, Mongolia Interior, también ha emitido el "Aviso sobre la prohibición de que las empresas de big data en el distrito de Jining utilicen agua subterránea para refrigeración". Las empresas de big data dentro de la jurisdicción tienen prohibido utilizar agua subterránea para refrigeración.
Incluso si el centro de datos submarino genera cierta transpiración térmica, los vastos lagos y océanos la metabolizarán rápidamente y no afectará el ciclo del agua local.
Aunque los centros de datos submarinos tienen grandes ventajas de costos, si los servicios en la nube de IA reducen ciegamente los costos, puede ocurrir que se "reduzcan los costos y aumenten las risas".
Por ejemplo, los costos de almacenamiento e informática de los centros de datos del oeste son más bajos que los del este. Sin embargo, algunas empresas del este, considerando retrasos en la transmisión, tasas de pérdida de paquetes, confiabilidad comercial, etc., preferirían soportar un 50% más. costos que poner sus datos en el este, especialmente negocios como la conducción autónoma que requieren una gran cantidad de datos en tiempo real. Esta es también una razón importante por la que la tasa de disponibilidad de muchos centros de datos occidentales no es alta.
El dilema de comercialización de los centros de datos submarinos es que, aunque el precio es bajo, no se adapta completamente a las necesidades de la IA, y los proveedores de la nube consideran que la IA es el nuevo punto de ingresos más crítico en este momento.
La escalabilidad de los recursos submarinos es limitada.Los servicios en la nube necesitan expandir rápidamente los recursos y aumentar la potencia informática y el espacio de almacenamiento de acuerdo con las necesidades del usuario, y existe un cierto período de tiempo para que las cabinas de datos submarinas salgan de la fábrica y se lancen al agua (el sitio web oficial de Microsoft muestra que Natick tarda 90 días desde la fábrica hasta la operación), y actualmente el centro de computación inteligente en tierra se puede completar en aproximadamente un mes utilizando una construcción modular, que puede satisfacer la demanda de potencia de computación de IA más rápido.
Actualmente, Microsoft también ha anunciado que ha suspendido el proyecto Natick. Se dice que reforzará la investigación sobre la instalación y mantenimiento de robots en una etapa posterior. Parece que el entorno submarino lejos de las actividades humanas todavía no es adecuado para grandes. -Implementación a escala de centros de datos.
Además, el alojamiento y la gestión de la potencia informática submarina también plantea desafíos a los proveedores de la nube.En la actualidad, la proporción de potencia informática submarina es todavía relativamente pequeña. Los proveedores de la nube necesitan integrar y gestionar estos recursos heterogéneos para garantizar que la potencia informática de diferentes fuentes se pueda integrar sin problemas para lograr un rendimiento óptimo y permitir a los usuarios utilizar estos recursos de forma cómoda y sencilla. .Invertir muchos recursos en la investigación y desarrollo de tecnología, sistemas y plataformas.
Algunos proveedores de nube pequeños y medianos que no tienen una acumulación profunda pueden encontrarse en una situación en la que "la salsa de soja (plataforma de gestión) es más cara que el pollo (potencia informática)" y no pueden confiar en las ventajas de costos para mejorar su competitividad general.
Xu Zhimo escribió una vez en el poema "Accidental": "Soy una nube en el cielo, ocasionalmente proyectada en el centro de tu ola". En la actualidad, es posible que los servicios en la nube de IA y los centros de datos submarinos no puedan permanecer juntos para siempre. el único del otro.
En mayo de 2024, comenzó la segunda fase del proyecto Natick, lo que refleja la búsqueda continua de Microsoft de soluciones de centros de datos en la nube. También hace que el "centro de datos submarino" sea un camino en el que China no puede quedarse muy atrás y es más adecuado para la independencia tecnológica. , una tarjeta de presentación de un país tecnológicamente poderoso, pilotada y explorada junto con State Assets Cloud, Central State Enterprise Cloud y Scientific Research Cloud.
Los proveedores de servicios en la nube con atributos comerciales más sólidos aún deben centrarse en el terreno. Afortunadamente, China tiene una topografía rica y una infraestructura completa, por lo que hay un vasto espacio para explorar "la máxima rentabilidad".
Desde esta perspectiva, la potencia informática nunca ha sido una cuestión de una empresa o industria informática, sino un proyecto de sistema con participación global. La era en la que el poder informático es poder nacional acaba de comenzar.