全球首套商用海底数据中心将进入海上安装阶段，预计年底建成投入使用。建成后，将为全国沿海省市在推行“东数西算”的过程中提供重要的算力补充。

其核心装备“海底数据舱”已于近日完工并运抵海南陵水海域。该“海底数据舱”应用水深超过30米，重量达1300吨，相当于1000辆小汽车的重量，罐体直径达3.6米，与“天和号”空间站核心舱相当，是目前全球最大的海底数据舱，结构设计寿命为15年。

海底数据中心的高功率密度、绿色节能等技术优势有望引领数据中心基础设施的变革，使整个IDC行业的能源水平直接跨越至“碳中和”时代，成为行业的新亮点和新趋势。

海底数据中心（Underwater Data Center，UDC）是将服务器等IT设施安装在海底密封的压力容器中，用海底复合缆供电、并将数据回传至互联网的数据中心。

海底数据中心的概念是在微软2014年时员工头脑风暴活动ThinkWeek中被首次提出的，贡献这一想法的是在美国潜艇上服役过三年的云计算基础设施与运营的高级研究项目经理SeanJames，项目的原理是将数据中心服务器装入防水的容器中并放入海底，利用寒冷的海水带走服务器工作中产生的大量热量，以此达到冷却的目的。

同年微软启动代码“Natick”的海底数据中心项目，2020年完成项目试验。

微软首次进行UDC实验的数据舱：

海底数据中心位于海平面之下、利用海水作为自然冷源，可将产生的热量通过冷却系统散入海水中，具备“高算力低功耗”的属性。

除可提供通用型数据中心业务外，在面向云服务、GPU超算、AI智能计算、区块链等新技术应用场景时更具优势，同时可为数字货币相关产业发展提供绿色配套基础设施。

海底数据中心示意图：

当前UDC商业化可行性已得到充分验证，与陆上数据中心相比在能效方面优势显著。

制冷系统的节能是IDC节能的关键环节。相较于传统IDC，UDC通过与海水进行热交换进行冷却，无需额外部署制冷系统，营运成本具有明显优势。

海底数据中心可以认为是一种特殊的液冷方案，与陆上数据中心的液冷方案相比，无需考虑土建和楼板承重因素，也无需建设为液体降温的冷却塔，不断流动的水资源是天然冷源，并且能够节约淡水资源。

海底数据中心冷却系统：

资料来源：《海南海底数据中心项目环境影响报告书（征求意见稿）》

相比传统的陆上数据中心（IDC），具有明显的省电、省地、省水、绿色以及成本优势。

从成本方面来看，单千瓦TCO（建设成本 运营成本）比同等规模陆地数据中心低15%-20%左右。岸站占地极少，对土地的占用只有陆地数据中心的五分之一；没有冷却塔，节约大量的水资源（200立方米/机柜/年）。从可靠性方面来看，微软Natick项目的服务器故障率仅为陆地数据中心的1/8（罐体内为惰性气）。

传统数据中心与海底数据中心的对比：

从构成上看，海底数据中心由岸站、海底光电复合缆、海底分电站及海底数据舱四部分组成。

主要技术路径包括：岸站——（复合海缆高压输电）——海底分电站（内部进行高压变电）——数据舱（内部配电、供电，产生的热量通过冷却系统散入海水中）——IT 设备——（海底光电复合缆）——岸站（接入互联网，进而实现数据的多种应用）。

按照数据中心行业标准要求，岸站通过复合海缆向海底分电站进行高压输电；海底分电站内部进行高压变电并实现智能化的开关功能；数据舱内部通过配电实现对每个IT设备的电力供应，并将产生的热量通过冷却系统散入海水中；数据舱中的IT设备通过海底光电复合缆与岸站联通，接入互联网，进而实现数据的多种应用。

海底数据中心主体结构为罐体结构，电气设备、冷却系统均布置在罐体内部。

海底数据中心的主要技术壁垒包括：深海装备的线缆接驳、施工布放，舱位部件的维修更换、海底容器腐蚀问题，抗水压问题，密封性问题，防生物附着问题等。

海底数据中心内部结构：

资料来源：IDC圈

微软是全球首个提出建设海底数据中心的公司。2014年7月微软启动代号为“Natick”的海底数据中心项目，由加拿大Oceanworks公司完成设计，法国Naval集团进行施工。

国内方面来看，当前海底数据中心业务正处于建设期，十四五期间仅海南地区的部署目标就达100个。

国内企业中，海兰信是国内首家研发海底数据中心的企业。2020年3月，海兰信收购欧特海洋（即加拿大Oceanworks公司，具有近50年的海洋工程经验），于同年6月切入UDC领域，现已完全具备UDC部署核心技术能力。

产业链海底光缆公司中，通光线缆全资子公司海洋光电是目前国内海缆的主要生产基地之一；亨通光电是国内唯一具备海底光缆、海底接驳盒、Repeater、Branching Units研发制造及跨洋通信网络解决方案的全产业链公司。

绿色数据中心主要环节还包括精密温控（代表厂商英维克、同飞股份、申菱环境等）；绿色数据中心（代表厂商奥飞数据、光环新网、秦淮数据等）；硅光与全光网络（新易盛、长飞光纤、太辰光、博创科技等）。

算力高速发展过程中面临能耗问题，云端、边缘、终端以及网络传输要求的持续提升，势必带来能耗激增的问题，硅基芯片工艺制程提升的难度凸显，单位算力功耗进一步下探幅度有限，能耗的增长将挑战数字智能时代社会的可持续发展，在双碳大背景下，构建绿色算力网络生态逐渐成为新的挑战和机遇。

2021年7月14日工信部印发《新型数据中心发展三年行动计划（2021-2023年）》，要求新建数据中心的PUE（反应数据中心能源利用效率）不得高于1.3。据《全国数据中心应用发展指引（2020）》，我国大型数据中心平均PUE为1.55，其中广东地区为1.58，海南地区为1.8-2.0，无法满足工信部最新要求。据中国数据中心冷却技术年度发展研究报告，在IDC耗能环节中，制冷系统占比40%，仅次于通信网络设备的45%。

海底数据中心已实现模块化建设，施工周期短，通过部署在沿海发达地区，可以有效降低数据传输的延迟。在当前“双碳”背景下，海底数据中心成为数据中心绿色化发展的实现路径之一，并有望迎来加速发展。

关注乐晴智库，洞悉产业格局！