为什么数据中心不能干脆搬到北极或海底？

冷空气和海水并不足以造就更佳的数据中心。

数据中心有个相当麻烦的习性：会变热。成千上万的处理器不停进行计算、训练AI模型、存储全球数字信息，会产生巨大热量。要让所有这些硬件不过热，需要消耗大量电力，因此冷却已成为该行业最大的工程挑战之一。

那么，为什么不把这些设施建在天然寒冷的地方呢？北极有大量寒冷空气，海洋则提供了巨大的较冷水资源。更进一步说，为什么不把服务器直接放到水下，让海水来完成冷却？

这听起来像是一个显而易见的解决方案。工程师们也确实探索过这两种思路。但建设数据中心远不只是让服务器保持低温那么简单。

北极有冷却优势

寒冷气候下的数据中心可以使用一种被称为“自然冷却”的技术。设施不必完全依赖高耗能的冷水机组和制冷系统，而可以利用外部冷空气或冷水带走设备热量。

这可以显著减少冷却所需的电力。这也是企业在瑞典、芬兰、冰岛和挪威等地建立数据中心业务的原因之一。例如，谷歌在芬兰哈米纳的设施就利用芬兰湾的海水作为冷却系统的一部分。

但在寒冷国家建设，和在北极荒野建设是两回事。设施越往北走，就越难获得可靠电力、高容量光纤网络、熟练工人和交通基础设施。数据中心冷却服务器所需的能源或许更少，但运行服务器仍然需要大量电力。

这正成为一个越来越重要的制约因素。国际能源署已强调数据中心日益增长的电力需求，而电网接入延迟和电力基础设施有限正成为扩张的主要障碍。换句话说，找到一块寒冷土地，比找到一块能够可靠地为大型计算设施供电的土地要容易。

还有如何到达那里的问题。建筑材料、替换服务器和维护人员必须穿越恶劣天气、漫长距离和有限交通连接的地区，这些因素会让日常运营都变得复杂。永久冻土和不断变化的北极条件还会给建筑和基础设施带来更多工程挑战。

把数据中心放到水下怎么样？

海洋提供了另一个诱人的方案。把一个密封设施沉入水下，将热量排入周围水体，并有可能减少对传统冷却设备的需求。

微软实际上通过“纳蒂克项目”测试过这一想法。2018年，该公司在苏格兰奥克尼群岛海岸附近部署了一个密封的数据中心模块。这个水下设施大约有一个集装箱大小，容纳了864台服务器，运行了两年多。

结果很有意思。根据微软研究院的说法，水下安装中的服务器故障率仅为同等陆上对照组的八分之一。公司提出，受控环境——其中充满干燥氮气而非普通空气——可能有助于解释这一差异。

该项目证明水下数据中心在技术上是可行的。然而，它并未证明这些设施在大规模上具有商业可行性。

在海底修服务器的麻烦

想象一下，传统数据中心里一块硬盘坏了。技术人员可以走过去，更换它，让设备重新运行。现在想象同样的故障发生在水下几十米处。整个密封模块可能需要被回收、运到水面、打开、维修，然后重新部署。用这种方式更换一个部件相当昂贵。

海底设施还需要可靠电力和通往陆上网络的高容量连接。铺设和维护海底电缆会增加成本和复杂性，而盐水、压力、腐蚀和海洋条件还会带来额外的工程挑战。

微软的实验在重要技术层面是成功的，但公司最终继续前行。2024年6月，Data Center Dynamics报道称，微软已确认不再推进海底数据中心。公司表示，将把该项目的经验应用到其运营的其他领域。

冷却并不是全部生意

另一个考虑因素是数据中心的客户在哪里。云服务、在线游戏、金融交易和许多AI应用都依赖用户与服务器之间的快速通信。把设施建在远离人口中心和网络枢纽的地方，会增加延迟，也就是数据在设备和服务器之间传输所需的时间。

对一些大规模计算任务来说，这可能不太重要，但对需要近乎即时响应的应用来说，这可能很重要。然后是经济账。数据中心运营商必须权衡数十年间的土地、建设、电力、冷却、网络、人员、维护和监管成本。更便宜的冷却系统并不会自动让整个设施的建设和运营更便宜。

美国采暖、制冷与空调工程师学会（ASHRAE）将电力可用性、电网容量、冷却需求和许可审批列为数据中心选址的重要因素。

对专业设施而言，北极和海洋可能仍将是有趣的选择，尤其是在有可再生能源、合适网络连接和本地基础设施的地方。但就目前而言，数据中心的最佳地点未必是地球上最冷的地方。

它是电力、连接性、冷却、维护和经济性都能协同发挥作用的地方。对于任何希望把“云”放进真正冰云中的人来说，不幸的是，地理问题要复杂一些。

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