Trung Quốc vận hành trung tâm dữ liệu dưới nước dùng điện gió

Tổ hợp trung tâm dữ liệu dưới nước trị giá hàng trăm triệu USD này sử dụng trực tiếp nước biển để làm mát thụ động và khai thác điện năng tại chỗ, mở ra hướng đi mới nhằm giải quyết bài toán tiêu thụ năng lượng khổng lồ của ngành công nghệ trí tuệ nhân tạo.

Hình ảnh phần nổi trung tâm dữ liệu dưới nước của Trung Quốc.

Giải pháp làm mát trung tâm dữ liệu thụ động dưới đại dương

Theo truyền thông Trung Quốc, dự án hạ tầng này chính thức khởi công vào tháng 6/2025 và hoàn thành quá trình xây dựng vào tháng 10 cùng năm. Sau những đợt thử nghiệm ban đầu thành công vào tháng 2 vừa qua, cơ sở này đã bắt đầu hoạt động thương mại ở mức tối đa vào giữa tháng 5.

Nằm ngoài khơi khu vực đặc biệt Lâm Cảng của Thượng Hải, trung tâm dữ liệu trị giá 226 triệu USD được xây dựng và quản lý thông qua mối quan hệ đối tác trực tiếp giữa chính phủ Trung Quốc, nhà thầu kỹ thuật tư nhân HiCloud Technology chuyên về các hệ thống dưới biển, cùng các nhà cung cấp viễn thông do nhà nước hậu thuẫn như China Telecom.

Cơ sở hạ tầng này có công suất 24 MW, chứa gần 2 nghìn máy chủ bao gồm các cụm xử lý đồ họa GPU từ China Telecom và LinkWise. Khối lượng phần cứng khổng lồ này được kỳ vọng sẽ đảm nhận việc xử lý các mô hình trí tuệ nhân tạo, chú thích dữ liệu lớn và khối lượng công việc của hạ tầng mạng 5G.

Thông thường các trung tâm dữ liệu trên đất liền truyền thống vốn phụ thuộc rất nhiều vào hệ thống làm mát công nghiệp công suất lớn để loại bỏ lượng nhiệt tỏa ra. Riêng dự án tại Thượng Hải lại sử dụng chính môi trường nước biển xung quanh như một bộ tản nhiệt thụ động. Các máy chủ được niêm phong kín bên trong những mô-đun chịu áp lực và được thả ở độ sâu khoảng 35 m dưới mặt nước. Tại độ sâu này, nhiệt độ đại dương luôn duy trì sự ổn định để liên tục hấp thụ lượng nhiệt sinh ra từ phần cứng máy tính.

Làm mát đã trở thành một điểm nghẽn lớn đối với các trung tâm dữ liệu trí tuệ nhân tạo hiện đại, nơi các giá đỡ GPU dày đặc có thể tiêu thụ hàng trăm kilowatt điện và chuyển hóa gần như toàn bộ nguồn năng lượng đó thành nhiệt. Thiết kế dưới nước giúp giảm rất mạnh yêu cầu về điện năng làm mát. Các báo cáo khẳng định cơ sở này đạt hệ số hiệu quả sử dụng điện năng (PUE) dưới 1,15, giúp nó lọt vào nhóm những trung tâm dữ liệu quy mô lớn tiết kiệm năng lượng nhất đang hoạt động.

Các trung tâm dữ liệu doanh nghiệp truyền thống thường hoạt động ở mức hệ số 1,5 hoặc cao hơn, đồng nghĩa với việc một phần lớn tổng lượng điện tiêu thụ của chúng bị hao phí cho hệ thống làm mát và hạ tầng hỗ trợ thay vì phục vụ trực tiếp cho quá trình tính toán. Hơn thế nữa, dự án được kết nối với các trang trại điện gió ngoài khơi gần đó, cho phép một phần đáng kể nhu cầu điện của hệ thống được cung cấp trực tiếp từ các nguồn năng lượng tái tạo.

Vượt qua rào cản kỹ thuật để định hình hạ tầng mới

Mặc dù mang lại hiệu quả năng lượng ấn tượng, các trung tâm dữ liệu ngâm mình trong đại dương cũng đặt ra những thách thức lớn về mặt kỹ thuật và vận hành. Tình trạng ăn mòn do nước mặn, khả năng chịu áp suất trong thời gian dài, độ tin cậy của tuyến cáp ngầm và khả năng tiếp cận để bảo trì vẫn là những mối quan ngại chính đối với các nhà thiết kế.

Việc thay thế phần cứng bị hỏng phức tạp hơn rất nhiều so với các cơ sở thông thường trên cạn, nơi các kỹ thuật viên có thể mở cửa bước vào tiếp cận giá đỡ máy chủ chỉ trong vài phút. Do đó, các nhà điều hành phải phụ thuộc rất nhiều vào các thiết kế mô-đun niêm phong kín, hệ thống giám sát từ xa và cơ sở hạ tầng có tính dự phòng cao nhằm giảm nhu cầu can thiệp vật lý ở mức thấp nhất.

Dự án tại Thượng Hải được xem là sự tiếp nối những nỗ lực thử nghiệm trước đây như Project Natick của Microsoft. Tập đoàn công nghệ Mỹ từng đưa các viên nang trung tâm dữ liệu chìm xuống thử nghiệm ngoài khơi bờ biển Scotland và California. Mặc dù Microsoft cuối cùng đã ngừng thương mại hóa chương trình này, các cuộc thử nghiệm của họ đã chứng minh một cách thuyết phục rằng việc triển khai dưới nước có thể giúp giảm tỷ lệ hỏng hóc phần cứng.

Khi sự bành trướng của trí tuệ nhân tạo đẩy nhu cầu tiêu thụ điện năng trên toàn thế giới tăng vọt, các quốc gia và những tập đoàn công nghệ lớn đang ngày càng tích cực khám phá những phương pháp tiếp cận hạ tầng độc đáo nhằm giải quyết cả giới hạn về năng lượng lẫn quản lý nhiệt lượng. Các dự án trung tâm dữ liệu chạy bằng năng lượng ngoài khơi và làm mát bằng đại dương đang tiếp tục xuất hiện.

Điển hình như tháng trước, một công ty khởi nghiệp do Peter Thiel hậu thuẫn mang tên Panthalassa đã bắt đầu phát triển các trung tâm dữ liệu nổi chạy bằng năng lượng sóng biển. Những cơ sở này được thiết kế để hoạt động ở các vùng biển xa, sử dụng nước biển để làm mát thụ động đồng thời khai thác điện năng liên tục từ các hệ thống năng lượng tái tạo được tích hợp ngay trên trạm.