Πλωτά offshore και υποβρύχια data centers - Το νέο στοίχημα για τα κέντρα δεδομένων

Οι προτάσεις για την ανάπτυξη πλωτών κέντρων δεδομένων ανοίγουν τον δρόμο για κέντρα δεδομένων σε παράκτιες περιοχές με περιορισμένο χώρο και διαθεσιμότητα ενέργειας. Παράλληλα, έχει αρχίσει να αναπτύσσεται όλο και περισσότερο η έννοια των υποβρύχιων κέντρων δεδομένων.

Καθώς η ζήτηση για κέντρα δεδομένων αυξάνεται, η επάρκεια γης για την τοποθέτησή τους και η ηλεκτρική ενέργεια για την τροφοδότησή τους καθίσταται ένα αυξανόμενο ζήτημα και ενθαρρύνει τους κατασκευαστές, ακολουθώντας τα βήματα των κατασκευαστών ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, να αναζητήσουν εγκαταστάσεις σε υπεράκτιες περιοχές.

Μια παλιά, νέα ιδέα

Η ιδέα δεν είναι καινούργια. Για παράδειγμα, από το 2021, η Nautilus Data Technologies λειτουργεί το κέντρο δεδομένων Stockton 1 σε μια επαναχρησιμοποιούμενη φορτηγίδα 90 μέτρων στον ποταμό San Joaquin στην Καλιφόρνια – η ιδέα αναπτύχθηκε για να αξιοποιήσει τον ποταμό για ψύξη με νερό.

Ωστόσο, το ενδιαφέρον αυξάνεται. Νωρίτερα μέσα στο έτος, μια ιαπωνική κοινοπραξία με επικεφαλής τη ναυτιλιακή εταιρεία NYK ανακοίνωσε σχέδια για την επίδειξη ενός πλωτού κέντρου δεδομένων στην προβλήτα Osanbashi στη Γιοκοχάμα, ως ένα βήμα προς μια εγκατάσταση πλήρους κλίμακας στην ανοικτή θάλασσα που θα τροφοδοτείται από υπεράκτια αιολική ενέργεια.

Πιλοτική λειτουργία

Η επίδειξη, η οποία έχει προγραμματιστεί να ξεκινήσει το φθινόπωρο του 2025, αναμένεται να περιλαμβάνει ένα κέντρο δεδομένων σε κοντέινερ με παραγωγή ηλιακής ενέργειας και αποθήκευση ενέργειας σε μπαταρίες σε ένα μίνι πλωτό χώρο μήκους περίπου 80 μέτρων και πλάτους 25 μέτρων.

Το έργο στοχεύει στη λειτουργία του κέντρου δεδομένων εξ ολοκλήρου με ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, αξιολογώντας παράλληλα την αντοχή του εξοπλισμού σε ζημιές από το αλάτι και τη λειτουργική σταθερότητα σε υπεράκτιο περιβάλλον.

Σύμφωνα με την κοινοπραξία, η οποία περιλαμβάνει επίσης την εταιρεία ανάπτυξης κέντρων δεδομένων NTT Facilities, την εταιρεία ανάπτυξης ανανεώσιμων πηγών ενέργειας Eurus Energy Holdings Corporation, την MUFG Bank και την πόλη της Γιοκοχάμα, το υπεράκτιο πλωτό πράσινο κέντρο δεδομένων που λειτουργεί με 100% ανανεώσιμη ενέργεια θα γίνει ένα από τα νέα πρότυπα για τα μελλοντικά κέντρα δεδομένων και θα συμβάλει σημαντικά στην υλοποίηση μιας κοινωνίας με ουδέτερο ισοζύγιο άνθρακα.

Μόλις υλοποιηθούν, τα υπεράκτια πλωτά πράσινα κέντρα δεδομένων θα πρέπει να επιτρέπουν την αποτελεσματική αξιοποίηση της υπεράκτιας αιολικής ενέργειας χωρίς να βασίζονται ή να περιορίζονται από τα χερσαία δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας.

Μετασκευή σκαφών

Στη συνέχεια, η θυγατρική της Karpowership, Kinetics, και η Mitsui Lines ανακοίνωσαν την ανάπτυξη ενός δεύτερου πλωτού κέντρου δεδομένων που θα τεθεί σε πιλοτική εφαρμογή το 2027.

Σε αυτήν την περίπτωση, ο στόχος είναι η μετασκευή σκαφών ως κέντρων δεδομένων, τα οποία θα τροφοδοτούνται με αδιάλειπτη ισχύ είτε από πόρους από την ξηρά είτε από τα ηλεκτροκίνητα πλοία της Karpower, ανάλογα με την τοποθεσία του έργου και τις απαιτήσεις του πελάτη.

Σύμφωνα με τις εταιρείες, η πλωτή πλατφόρμα θα προσφέρει μια επεκτάσιμη, κινητή και ταχέως αναπτυσσόμενη εναλλακτική λύση στα παραδοσιακά επίγεια κέντρα δεδομένων.

Η πιλοτική εφαρμογή αναμένεται να πραγματοποιηθεί σε μια ακόμη ανώνυμη τοποθεσία, σε ένα πλοίο 120 μέτρων με χωρητικότητα κέντρου δεδομένων 20-70MW, που τροφοδοτείται από ένα μηχανοκίνητο πλοίο του στόλου Karadeniz.

Πλεονεκτήματα

Ως παράδειγμα των δυνατοτήτων αυτής της προσέγγισης, οι εταιρείες επισημαίνουν μια περίοδο κατασκευής ενός έτους σε σύγκριση με τα τρία χρόνια ενός συμβατικού κέντρου δεδομένων και ότι η επιφάνεια δαπέδου ενός μεταφορέα αυτοκινήτων, περίπου 54.000m2, ισοδυναμεί με ένα από τα μεγαλύτερα επίγεια κέντρα δεδομένων της Ιαπωνίας.

Κάτω από την  επιφάνεια

Καθώς η ζήτηση για δεδομένα συνεχίζει να αυξάνεται, μερικά από τα πιο φιλόδοξα έργα υποδομών στον κόσμο κινούνται κάτω από την επιφάνεια. Τα υποβρύχια και υπεράκτια κέντρα δεδομένων προσφέρουν μια νέα προσέγγιση—τοποθετώντας διακομιστές στον ωκεανό ή σε πλωτές πλατφόρμες για τη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας, τη μείωση του κόστους ψύξης και τη λειτουργία πιο κοντά στους παράκτιους χρήστες.

Τα υποβρύχια κέντρα δεδομένων μειώνουν την κατανάλωση ενέργειας και το κόστος ψύξης μέσω της φυσικής ψύξης των ωκεανών.

Το Project Natick της Microsoft πέτυχε υψηλή αξιοπιστία με λιγότερες βλάβες διακομιστή υποβρυχίως.

Η Nautilus Data Technologies λειτουργεί κέντρα δεδομένων που βασίζονται σε πλωτές πλωτές εγκαταστάσεις με αποτελεσματική ψύξη κλειστού βρόχου.

Το κινεζικό έργο Hainan παρέχει μεγάλης κλίμακας υποβρύχια υπολογιστική τεχνητή νοημοσύνη με ελάχιστες περιβαλλοντικές επιπτώσεις.

Τα λοβοί εξισορρόπησης πίεσης του Subsea Cloud προσφέρουν απλούστερη ανάπτυξη, ευκολότερη συντήρηση και ισχυρή ασφάλεια.

Τι είναι ένα Υποβρύχιο Κέντρο Δεδομένων; 

Ένα υποβρύχιο κέντρο δεδομένων είναι μια σφραγισμένη υπολογιστική εγκατάσταση τοποθετημένη κάτω από την επιφάνεια ενός υδάτινου σώματος, όπως ένας ωκεανός ή ένα ποτάμι. Φιλοξενεί διακομιστές και σχετικό εξοπλισμό και εκτελεί τις ίδιες εργασίες με ένα χερσαίο κέντρο δεδομένων, ενώ χρησιμοποιεί το υποβρύχιο περιβάλλον για να βοηθήσει στη διαχείριση της ψύξης, της χρήσης ενέργειας και των περιορισμών χώρου. 

Μερικά από τα βασικά οφέλη ενός υποβρύχιου κέντρου δεδομένων περιλαμβάνουν: 

1. Το δροσερό νερό του ωκεανού απομακρύνει τη θερμότητα με φυσικό τρόπο και μειώνει το κόστος ενέργειας.
2. Η κατάργηση των συστημάτων HVAC μειώνει την κατανάλωση ενέργειας και τις εκπομπές άνθρακα.
3. Οι υποβρύχιες τοποθεσίες αποφεύγουν την ανάγκη για γη σε πολυσύχναστες αστικές περιοχές.
4. Οι προκατασκευασμένες μονάδες επιτρέπουν γρήγορη εγκατάσταση και επανατοποθέτηση.
5. Οι παράκτιες περιοχές επωφελούνται από την υπολογιστική καμπύλη χαμηλής καθυστέρησης.
6. Η φυσική ψύξη και οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας υποστηρίζουν τους στόχους βιωσιμότητας.
7. Οι μεμονωμένες ρυθμίσεις είναι κατάλληλες για ανάγκες δημιουργίας αντιγράφων ασφαλείας, δοκιμών και ανάκτησης.

5 μεγαλύτερα έργα υποβρύχιων κέντρων δεδομένων 

1. Υποθαλάσσια Κέντρα Δεδομένων της Microsoft – Project Natick 

Το Project Natick της Microsoft ήταν μια πρωτοποριακή ερευνητική πρωτοβουλία που διερεύνησε τη σκοπιμότητα και τα πιθανά οφέλη της ανάπτυξης κέντρων δεδομένων στον πυθμένα του ωκεανού. Το έργο, το οποίο διήρκεσε από το 2015 έως την ολοκλήρωσή του το 2024, είχε ως στόχο να παρέχει πιο βιώσιμες, οικονομικά αποδοτικές και ευέλικτες υπηρεσίες cloud computing, αξιοποιώντας τα φυσικά πλεονεκτήματα ενός υποθαλάσσιου περιβάλλοντος.

2. Υποβρύχιο Κέντρο Δεδομένων της Google – Το Έργο Barge 

Η πρώιμη εξερεύνηση της Google σε υπεράκτια κέντρα δεδομένων αφορούσε λιγότερο την ανάπτυξη σε πραγματικές συνθήκες και περισσότερο τη διαμόρφωση μελλοντικών δυνατοτήτων για τον σχεδιασμό κέντρων δεδομένων. Παρόλο που δεν έθεσε ποτέ σε παραγωγή μια εγκατάσταση με βάση το νερό, η ευρεσιτεχνία της του 2008 και οι πειραματικές κατασκευές φορτηγίδων έθεσαν τις βάσεις για την εννοιολογική ανάπτυξη που συνεχίζουν να επηρεάζουν τον τομέα.

Η κεντρική ιδέα ήταν η κατασκευή αρθρωτών, πλωτών κέντρων δεδομένων σε φορτηγίδες ή πλοία. Αυτά θα τοποθετούνταν στην ανοιχτή θάλασσα κοντά σε παράκτιες πόλεις, θα τροφοδοτούνταν από ανανεώσιμες πηγές θαλάσσης ενέργειας και θα ψύχονταν απευθείας από θαλασσινό νερό. 

3. Nautilus Data Technologies – Πλωτά Κέντρα Δεδομένων σε Λιμάνια

Η Nautilus Data Technologies είναι μια εταιρεία με έδρα τις ΗΠΑ που προωθεί την ιδέα των πλωτών κέντρων δεδομένων που τοποθετούνται σε φορτηγίδες, τα οποία ψύχονται με τη χρήση κοντινών φυσικών πηγών νερού. 

Αντί να κατασκευάζει χερσαία κτίρια, η Nautilus αναπτύσσει εγκαταστάσεις που μεταφέρονται σε νερό και μειώνουν την κατανάλωση ενέργειας, εξαλείφουν την απώλεια νερού λόγω εξάτμισης και προσφέρουν ευελιξία στον χώρο, λειτουργώντας σε λιμάνια ή αγκυροβολημένα λιμάνια. Η εμπορική της επιτυχία έχει βοηθήσει στην ώθηση των πλωτών κέντρων δεδομένων από πρωτότυπα σε πραγματικές εγκαταστάσεις.

4. Highlander – Σύμπλεγμα υποβρύχιων κέντρων δεδομένων της Κίνας (Χαϊνάν)

Το πιο προηγμένο έργο υποβρύχιου κέντρου δεδομένων της Κίνας αναπτύχθηκε από την Beijing Highlander Digital Technology Co. , σε συνεργασία με τη θυγατρική της HiCloud και διάφορους κρατικούς οργανισμούς. Επίσημα γνωστή ως Κέντρο Υποβρύχιων Ευφυών Υπολογιστών Hainan, αυτή η εγκατάσταση αντιπροσωπεύει το πρώτο πλήρως λειτουργικό και εμπορικής κλίμακας σύμπλεγμα υποβρύχιων κέντρων δεδομένων στον κόσμο.

Το έργο, που βρίσκεται στα ανοικτά των νότιων ακτών της επαρχίας Χαϊνάν, καταδεικνύει την ταχεία μετάβαση της Κίνας από τις δοκιμές ιδεών σε υποθαλάσσιες υποδομές έτοιμες για παραγωγή και επικεντρωμένες στην τεχνητή νοημοσύνη.

5. Υποθαλάσσιο Νέφος – Κάψουλες με Εξισορρόπηση Πίεσης για Υποβρύχια Συνεγκατάσταση

Η Subsea Cloud είναι μια νεοσύστατη επιχείρηση με έδρα τις ΗΠΑ, η οποία ιδρύθηκε το 2021 με μια στοχευμένη αποστολή: να καταστήσει τα υποβρύχια κέντρα δεδομένων εμπορικά βιώσιμα ως υπηρεσία colocation. Εμπνευσμένη από το Project Natick της Microsoft, αλλά κατασκευασμένη με μια ξεχωριστή τεχνική στρατηγική, η Subsea Cloud έχει σχεδιάσει ένα σύστημα pod που δίνει προτεραιότητα στην αρθρωτή κατασκευή, την οικονομική αποδοτικότητα και τις βαθύτερες αναπτύξεις. Αντί για σφραγισμένες κάψουλες υψηλής πίεσης, τα συστήματα της Subsea Cloud χρησιμοποιούν δοχεία με εξισορρόπηση πίεσης, απλοποιώντας την κατασκευή και επιτρέποντας μεγαλύτερη ευελιξία σε βάθος και χωροθέτηση.