作者:张佳欣 来源:科技日报 发布时间:2024/8/19 12:20:43
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新创意破解数据中心能耗难题

 

随着数字世界蓬勃发展,数据中心作为数据处理与存储的核心设施,重要性日益凸显。同时,运行这些设施对清洁能源的需求也急剧增加。近年来,数据中心行业涌现出诸多新概念,从深入海底到飞向太空,再到陆地设施的绿色转型,这些新创意都是要破解数据中心的能耗难题。

“欧洲净零排放和数据主权高级空间云”(ASCEND)研究的目的是比较太空数据中心和地球数据中心对环境的影响,验证在轨道上开发、部署和运行此类中心的技术可行性。图片来源:泰雷兹·阿莱尼亚航天公司官网

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位于荷兰的谷歌数据中心。图片来源:美国自由思考杂志网站


太空计划:环境优势,得天独厚

将数据中心置于太空,这一设想正逐步成为现实。太空中的丰富太阳能与极低温度,为数据中心提供了得天独厚的运行环境。

太空数据中心的想法并不新鲜。为了探索太空数据中心的潜力,欧盟委员会于2022年委托意大利著名航天器制造商泰雷兹·阿莱尼亚航天公司牵头,进行 “欧洲净零排放和数据主权高级空间云”(ASCEND)研究,探讨将数据中心发射到轨道的可行性,以及太空数据中心的潜力和环境影响,以帮助欧洲在2050年前实现碳中和。

美国消费者新闻与商业频道报道,经过为期16个月的研究,阿莱尼亚航天公司于今年6月得出了非常令人鼓舞的结论。他们表示,太空数据中心在技术、经济和环境上都是可行的。

根据ASCEND计划,太空数据中心将在大约1400公里的轨道高度运行。这一高度是国际空间站的两倍左右。ASCEND预计到2036年部署13个太空数据中心模块,每个模块占地约6300平方米,包含自己的数据中心服务能力,总容量为10兆瓦,以实现云服务商业化的起点。该计划最终目标是在2050年前部署1300个构建模块,以实现1吉瓦的容量。

海底试验:自然冷却,能效新高

如果把笔记本电脑放在腿上,长时间使用后会感到它在发热。设备过热不仅会影响运行速度,还可能损坏器件、导致火灾。因此,防止设备过热是承载海量数据处理任务的数据中心的主要关注点。

目前,数据中心使用的能源中,有多达40%用于其冷却系统,而随着全球变暖导致气温升高,未来的冷却成本可能会飙升。因此数据中心开发商正在寻找更高效的降温方法,其中一些人将目光投向了海底。

在此背景下,微软启动了“纳蒂克项目”,并于2018年将一个装有864台服务器的数据中心沉入苏格兰海底约35米处,利用自然低温环境进行冷却试验。

在经过两年试验后发现,水下数据中心的故障率极低,864台服务器中仅有8台出现了问题,故障率是地面的1/8。水下数据中心不仅比陆上服务器更稳定,电源使用效率也更高,PUE得分达到1.07。该得分是衡量数据中心效率的标准指标,理想分数为1.0,在此基础上数值越低越好。普通数据中心的平均得分为1.55左右。

微软发言人表示:“虽然目前我们尚未实际运营水下数据中心,但将继续利用纳蒂克项目作为研究平台,探索、测试和验证数据中心可靠性和可持续性方面的新概念,例如液体浸没技术。”

陆地布局:地热核能,清洁供电

尽管海底与太空为数据中心提供了新颖的解决方案,但传统陆基数据中心仍是当前主流。为了提升能效、降低碳排放、实现绿色转型,科技巨头们纷纷布局绿色数据中心,探索利用地热、核能等可再生能源供电。

例如,谷歌和Fervo能源公司于2021年开始合作开发下一代地热能源。2023年,该项目已开始为内华达州谷歌数据中心提供3.5兆瓦的无碳电力。

许多大型科技公司也对用核能作为稳定的清洁能源表现出浓厚兴趣。亚马逊最近收购了美国宾夕法尼亚州的一座核动力数据中心,该数据中心可利用附近总装机容量达2.5吉瓦的核电站生产的电力。

与此同时,微软自2022年以来一直在与专注于脱碳的非营利组织Terra Praxis携手,试图将燃煤发电厂改造成核能发电厂。为此,微软正在训练一个人工智能系统,以简化新型核反应堆建设审批流程。

 
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