海底数据库:节能还是技术秀?

自从2023年全球首个商用海底数据中心在中国的海南正式启动之后,中国上海江苏等地不断传出修建海上数据中心的消息,法新社近日从中国发表了多篇有关修建海上数据中心的报道。在海底修建数据库,利用海水来自然冷却数据库所散发的大量的热能,其节能效益是显而易见的,不过,此举在带来巨大技术挑战的同时,也引发各类环境方面的担忧。

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海底数据库设备部件,中国江苏南通,2025年10月。 ? 法新社

海底数据库的益处

由于世界上绝大多数的居民都居住在沿海地区,世界上约半数人口居住在沿海地区,即距离海岸线125英里的范围之内。将数据中心安放在沿海人口中心附近,将有助于降低延迟并提高数据处理效率,从而改善各种数字服务的速度表现。

就拿中国而言,中国的网络数据主要来源于沿海经济发达地区,而这些地区却缺乏足够的地方来储存数据,这也是为什么中国政府推出了东数西算的工程,因此, 无论是从节能还是从网络运用效率的角度来看,将数据库存放在沿海城市附近的海底,都会带来巨大的收益。

其次,海洋的冷水就像一台天然空调,可以有效散热服务器产生的热量,而无需像陆地数据中心那样配备笨重的机械冷却系统。据北京海兰信数据科技股份有限公司的评估,海底数据库可以节省90%的能源,而且,这些海上数据中心还可以利用当地的可再生能源供电,例如海上风电、潮汐能,甚至赤道地区的光伏能源等等,所以,海底数据库既能够减低耗能,减少二氧化碳的排放,又能够减少土地占用,看起来似乎是一石二鸟。

不过,将数据库沉入海底也必须克服诸多的技术挑战,而且成本昂贵!因为必须使用昂贵的耐腐蚀材料、完成可靠的连接和完美的隔离,再就是维护问题:如果硬盘发生故障或电缆断开,不可能派技术人员潜入海底进行检修。必须等待整个圆筒被打捞上来,这一切使维修代价昂贵。法新社的报道指出,中国的政府补贴对海底数据库的开发起到了帮助作用;2022年,海兰信在海南省的一个海底数据中心项目,获得了4000万元人民币的补贴。

美国加州大学河滨分校电气与计算机工程教授任少雷在接受法新社的采访时强调指出, 在这些海底中心能够大规模部署之前,必须克服巨大的施工挑战和环境问题。因此,他认为这些项目目前旨在证明其“技术可行性”,目前尚且不是大规模推广的时候。

海底数据库的环境影响

除了技术挑战之外,海底数据库对海洋生态环境会产生什么样的影响?就目前而言,尽管2018年至2020年微软集团在苏格兰奥克尼群岛的海岸沉放数据库的初步试验证实,海洋生物已经很好地适应了圆柱体的存在——有些物种甚至在其船体上定居——但并不能保证这种共存不会产生长期的负面影响。

美国旧金山湾拟建的水下数据中心项目就因为来自海湾保护与发展委员会和水质控制委员会的反对意见而迟迟无法启动,除了缺乏启动该项目的许可证外,加州当局还强调了生态破坏的高风险,例如有毒藻类的大量繁殖或局部温度升高,这些都会威胁到海洋生物。

尽管计划在海湾启动该项目的初创公司 NetworkOcean 声称,海底数据库的热效应将微乎其微,他们评估认为整个相关区域的气温升高将局限于 0.0022°C以内 。不过,这一数据受到 加州大学电气与计算机工程专家的强烈质疑,因为对他们来说,这个数据库项目就相当于在海底放置了大约 300 个加热器。将会破坏这个海湾浅水区的脆弱的生态系统。

英国赫尔大学海洋生态学家安德鲁·旺特也对海底数据库释放的能量可能破坏海底生态表示担忧,因为他解释说数据库多释放的热量可能会吸引某些物种,同时驱赶其他物种,他认为这方面的研究迄今为止还远远不够。不过,中国的海兰信公司强调指出,2020年在中国珠海附近进行的一项独立评估表明,周围水温远低于可接受的阈值。但是,加州大学的任少磊警告说,这些数据中心规模越大,散发的热量就越多。对于大型海底数据中心来说,“必须仔细研究热污染问题”。

除了热污染之外,噪音污染对海底生物所可能造成的危害也同样不可忽视。另外美国佛罗里达大学和日本电子通信大学的研究人员已经证明,海底数据库可能让海洋环境受到数据中心运作时候发射的中声波的干扰。

总而言之,对任教授来说,这些基础设施应该作为传统数据中心的补充,但却不能取代现有的设施,他认为海底数据库可以满足某些特殊的需求。

而对许多专家们来说,这些水下数据库与其说是一种可持续的解决方案,还不如说是一种技术秀。尤其是事实上一些更为务实的解决方案早已存在:例如,利用服务器的废热为家庭供暖,在自然寒冷地区建立中心,以及优化算法以限制资源使用等等。这些途径或许不那么引人注目,但它们却能够起到立竿见影的作用。而且在今天海水升温已经对海洋生态构成威胁的前提下,而海底数据库的部署只会雪上加霜。

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