Đại dương - địa chỉ mới của các trung tâm dữ liệu

Ảnh minh họa: THX/TTXVN

Một số nhà phát triển hiện đang xem xét đại dương như một địa điểm mới cho cơ sở hạ tầng AI, với hy vọng rằng các trung tâm dữ liệu dưới nước có thể cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng và làm mát, đồng thời tiêu tốn ít nước ngọt và diện tích đất hơn so với các công trình trên bờ. Nghiên cứu của các nhà khoa học tập trung vào các tác động về mặt xã hội, tổ chức và môi trường của các công nghệ mới nổi, đặc biệt là AI và cơ sở hạ tầng kỹ thuật số - bao gồm cả các trung tâm dữ liệu – vốn là nền tảng cho sự phát triển và triển khai của AI. Theo nghiên cứu, các trung tâm dữ liệu dưới nước là một hướng đi mới đầy hứa hẹn để hỗ trợ sự phát triển của AI.

Tuy nhiên, việc đưa máy chủ xuống đại dương không làm triệt tiêu các thách thức môi trường cơ bản khác như tiêu thụ năng lượng và phát thải carbon. Điều này cũng dẫn tới những lo ngại mới về tác hại đối với môi trường biển, cũng như các câu hỏi về cơ chế quản lý các trung tâm dữ liệu này – và cách thức các công ty bảo trì hay mở rộng chúng khi cần thiết. Liệu những trung tâm dữ liệu dưới nước có thể trở thành giải pháp thay thế bền vững cho các trung tâm dữ liệu truyền thống hay không còn phụ thuộc vào việc giải quyết các vấn đề về kinh tế, kỹ thuật và môi trường này.

Năm 2015, tập đoàn công nghệ Microsoft đã khởi động một dự án nghiên cứu nhằm tìm hiểu tính khả thi, lợi ích và thách thức của các trung tâm dữ liệu dưới nước. Một phần của nỗ lực này bao gồm việc lắp đặt một trung tâm dữ liệu kín nước dưới đáy biển gần quần đảo Orkney của Scotland vào năm 2018. Trung tâm này chứa 864 máy chủ và được kết nối với đất liền bằng cáp ngầm dưới biển.

Sau hai năm, Microsoft cho biết tỷ lệ hỏng hóc của các máy chủ tại trung tâm dữ liệu dưới nước chỉ bằng khoảng 1/8 so với những máy chủ tại các trung tâm dữ liệu tương đương trên đất liền. Microsoft vẫn đang nghiên cứu các nguyên nhân có thể xảy ra nhưng đưa ra giả thuyết rằng trong môi trường kín dưới nước, thiết bị ít tiếp xúc với oxy, độ ẩm và sự biến động nhiệt độ – cũng như ít bị va chạm do con người thao tác thay thế các linh kiện hỏng hóc. Tuy nhiên, Microsoft đã kết thúc dự án vào năm 2024 và quyết định không xây dựng thêm các trung tâm dữ liệu dưới nước. Microsoft không nêu rõ lý do nhưng các phân tích từ bên ngoài cho thấy nguyên nhân có thể bao gồm những lo ngại về quy định pháp lý, chẳng hạn như yêu cầu về giấy phép môi trường.

Tuy nhiên, một số quốc gia đã có những bước tiến đáng chú ý trong xu hướng này. Trung Quốc đã xây dựng trung tâm dữ liệu dưới nước vận hành bằng năng lượng gió đầu tiên trên thế giới tại Thượng Hải. Trung tâm này được khánh thành vào tháng 6/2025 và bắt đầu đi vào hoạt động thương mại toàn diện từ tháng 5/2026. Trung tâm này sử dụng nước biển làm chất làm mát thay vì phải làm lạnh nước ngọt, qua đó giảm lượng điện năng cần thiết để làm mát hệ thống máy tính. Mức tiêu thụ điện năng của trung tâm này thấp hơn ít nhất 30% so với các trung tâm dữ liệu truyền thống; đồng thời, việc sử dụng tuabin gió ngoài khơi giúp giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch và cắt giảm lượng khí thải carbon của cơ sở.

Trong khi đó, Nhật Bản đang thử nghiệm một phương thức khác: các trung tâm dữ liệu đặt trong container trên những mặt bằng nổi giữa biển. Mô hình này tận dụng nước biển để làm mát, có không gian thoáng đãng lý tưởng cho việc lắp đặt tấm pin năng lượng Mặt trời và tuabin gió, đồng thời giảm nhu cầu sử dụng quỹ đất. Năm 2025, một trung tâm dữ liệu sử dụng container vận chuyển đặt trên nền nổi gần Yokohama đã đi vào hoạt động. Nguồn điện cung cấp cho trung tâm đến từ các tấm pin năng lượng Mặt Trời lắp đặt ngay trên nền nổi đó, kết hợp với hệ thống pin lưu trữ năng lượng. Quá trình thử nghiệm sẽ kéo dài đến tháng 3/2027.

Singapore cũng đang hướng tới việc triển khai các trung tâm dữ liệu nổi ở quy mô thương mại. Năm 2026, công ty cơ sở hạ tầng Keppel đã bắt đầu xây dựng một trung tâm dữ liệu nổi cao bốn tầng, dự kiến đi vào hoạt động năm 2028. Dự án này sẽ sử dụng nước biển để làm mát, giúp giảm sự phụ thuộc vào nguồn nước đã qua xử lý và nâng cao hiệu quả làm mát. Ngoài ra, nhờ thiết kế nổi, công trình này sẽ không chiếm dụng quỹ đất vốn đang khan hiếm tại Singapore.

Năm 2025, thành phố Ulsan (Hàn Quốc) đã bắt đầu lên kế hoạch xây dựng một trung tâm dữ liệu dưới lòng biển. Cơ sở này có khả năng chứa hơn 100.000 máy chủ và tiêu thụ ít năng lượng hơn 30% so với các trung tâm trên đất liền nhờ sử dụng nước biển để làm mát.

Khoảng cách so với khu dân cư cũng có thể là một lợi thế đối với các trung tâm dữ liệu đặt ở đại dương. Một cuộc thăm dò của công ty phân tích và tư vấn Gallup vào tháng 3/2026 cho thấy 70% số người Mỹ phản đối việc xây dựng các trung tâm dữ liệu AI trong cộng đồng của họ. Mặc dù vậy, hơn một nửa dân số thế giới sống trong phạm vi khoảng 193 km tính từ bờ biển. Việc đặt trung tâm dữ liệu dưới nước có thể là một giải pháp khác để duy trì khoảng cách vật lý gần gũi với người dùng, đảm bảo tốc độ dịch vụ nhanh chóng.

Theo giới phân tích, các trung tâm dữ liệu dưới biển có thể hỗ trợ sự phát triển của AI, đồng thời giảm bớt áp lực về quỹ đất, năng lượng và nguồn nước trên đất liền. Tuy nhiên, thách thức thực sự nằm ở việc liệu đại dương có thể trở thành "vùng đất mới" cho hoạt động tính toán của AI mà không biến thành một vấn đề môi trường tiếp theo hay không.