仲春時節(jié)，位于海南省陵水黎族自治縣的清水灣，迎來了一批批度假的游客。他們也許并不知道，在水下30米至40米處，幾個“大家伙”正隱于波濤之下，安靜地工作著。
自2023年3月底正式投入運營，全球首個商用海底數(shù)據(jù)中心已平穩(wěn)運行一年。這一年間，它的服務器實現(xiàn)設(shè)備零故障運行，能耗表現(xiàn)也十分優(yōu)異。
海底數(shù)據(jù)中心不僅能存儲數(shù)據(jù)，還可提供算力服務。其計算能力相當于6萬臺傳統(tǒng)電腦同時在線工作，能在30秒內(nèi)處理超過400萬張高清照片。
“把數(shù)據(jù)存進海底”，將這一天馬行空的想象變成現(xiàn)實的，是深圳海蘭云數(shù)據(jù)中心科技有限公司總經(jīng)理蘇洋及其團隊。近日，這位海底數(shù)據(jù)中心項目總工程師接受科技日報記者采訪，講述了這件“海洋重器”的研制歷程。
給數(shù)據(jù)中心“安家”
記者：為什么要啟動海底數(shù)據(jù)中心項目？
蘇洋：在項目啟動前，我們請清華大學航天航空學院教授李震及其團隊對全球數(shù)據(jù)中心能耗做過測算。結(jié)果顯示，從2005年到2020年，全球數(shù)據(jù)中心能耗量約5年就翻一番。隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的推廣，數(shù)據(jù)中心的算力任務將與日俱增。工業(yè)和信息化部2023年發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，未來我國算力總規(guī)模將保持約30%的年增長率。
為進一步推動算力產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)綠色低碳，2020年深圳海蘭云數(shù)據(jù)中心科技有限公司開展了海底數(shù)據(jù)中心項目的戰(zhàn)略布局與技術(shù)攻關(guān)。
記者：將數(shù)據(jù)中心沉入海底為什么可以降低能耗？
蘇洋：數(shù)據(jù)中心在計算、存儲數(shù)據(jù)過程中會散發(fā)大量熱能。以往數(shù)據(jù)中心主要通過空調(diào)等制冷系統(tǒng)來降溫，維持正常運轉(zhuǎn)，但這會消耗大量電能。而海底數(shù)據(jù)中心則利用海水實現(xiàn)全年自然冷卻，幾乎不消耗淡水資源。
比如，2015年美國微軟公司在壓力容器中部署了864臺服務器，將其沉入蘇格蘭北部約50米深的海床上。利用海水自然冷源，該項目數(shù)據(jù)中心能效指標（PUE）值僅為1.07，達到行業(yè)領(lǐng)先水平。
記者：既然已有企業(yè)“試水”，本次投用的數(shù)據(jù)中心為何還被稱為“全球首個商用海底數(shù)據(jù)中心”？
蘇洋：我們與國外企業(yè)最大的區(qū)別在于，我們是“商用”，他們是“自用”。一字之差決定了二者走的技術(shù)路線和攻關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)截然不同。
這就好比建一座房子，自用房只要滿足個人需求即可，但商用房要以滿足客戶需求為前提，進行標準化建造與運維。
記者：海底數(shù)據(jù)中心的“家”位于海南。為什么不選擇我國水溫更低的海域？
蘇洋：選擇落戶海南，更多的是基于算力需求考慮。近年來，跨境數(shù)據(jù)在支撐國際貿(mào)易活動、促進跨國科技合作、推動數(shù)據(jù)資源共享方面的作用越來越凸顯。海底數(shù)據(jù)中心能夠為海南數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展提供底層支撐，助力海南自由貿(mào)易港“數(shù)據(jù)安全有序流動”政策落地。
記者：海底數(shù)據(jù)中心布設(shè)在全球最熱的海域之一，較高的水溫是否給數(shù)據(jù)艙散熱帶來了困難？
蘇洋：的確如此。為了解決這一問題，我們改變直接利用海水冷卻的方式，借助制冷劑實現(xiàn)海水無動力散熱。
記者：制冷劑是如何發(fā)揮作用的？
蘇洋：一些管道架設(shè)在海底數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)艙頂端，它們是制冷劑流動的通道。
隨著數(shù)據(jù)艙溫度變化，制冷劑在管道中凝結(jié)或蒸發(fā)。當艙內(nèi)設(shè)備釋放熱量，制冷劑受熱蒸發(fā)向頂部升騰，而后進入艙外管道，遇海水降溫變成液體，再依靠重力流回艙內(nèi)。如此循環(huán)往復，實現(xiàn)數(shù)據(jù)艙的降溫散熱。
關(guān)關(guān)難過關(guān)關(guān)過
記者：您和團隊如何在錯綜復雜的海洋環(huán)境中保障設(shè)備安全穩(wěn)定運行？
蘇洋：安全性是很多人會擔心的問題。服務器最怕的就是水，數(shù)據(jù)中心由陸上轉(zhuǎn)移到海底，首先面臨的挑戰(zhàn)是艙體的密封性。數(shù)據(jù)艙的回收周期一般是5年。也就是說一旦把它放到海底，下一次“撈”起來就是5年后，其間無法下水維護，因此密封至關(guān)重要。
除此之外，海底生物系統(tǒng)復雜，生物附著和海水腐蝕侵害等難題也非常棘手。實現(xiàn)艙體密封安全和抗生物附著及海水腐蝕，是我和團隊必須要應對的挑戰(zhàn)。
記者：為了解決難題，聽說團隊請來了一位重量級“外援”？
蘇洋：是的。當時，我們團隊聯(lián)系了“蛟龍”號載人潛水器結(jié)構(gòu)系統(tǒng)主任設(shè)計師胡勇，力邀他參與技術(shù)攻關(guān)。
記者：邀請下潛7000多米潛水器的設(shè)計師來設(shè)計下潛50米的數(shù)據(jù)艙，是否有點夸張了？
蘇洋：一般人會覺得，下潛深度越小，設(shè)計難度越低，事實上并非如此。
深海環(huán)境壓力大，符合制造要求的設(shè)備在這樣的外部條件下可以更好地實現(xiàn)密封。而淺海環(huán)境壓力小，生物系統(tǒng)較深海更復雜，生物附著和海水腐蝕侵害情況更嚴重。從某種程度上來說，設(shè)計淺海環(huán)境下運行的設(shè)備難度更大。
記者：那么您和團隊具體是怎么解決難題的？
蘇洋：2020年，我們團隊循著系統(tǒng)建設(shè)思路開始研制原型樣機。當時，我們內(nèi)部有一句話，叫“關(guān)關(guān)難過關(guān)關(guān)過”。這個項目太新了，可以說，我們身處海洋科技與信息科技交叉融合的“無人區(qū)”，沒有任何成熟經(jīng)驗可以參考，只能從密封材料、結(jié)構(gòu)形式、操作方式上進行從“0”到“1”的創(chuàng)新。
在項目實施過程中，針對不同用途以及法蘭結(jié)構(gòu)，我們創(chuàng)新采用不同的密封形式，設(shè)計局部氣密試驗裝置代替整體氣密試壓，對雙O型圈密封形式的穿艙口進行氣密試驗。同時，我們團隊設(shè)計了“洋蔥”式密封體系，在第一道密封技術(shù)失效后，第二道、第三道密封技術(shù)還可以發(fā)揮作用，提供多重水下密封防護。
除此之外，我們用耐海水腐蝕的金屬材料制造數(shù)據(jù)艙，選用安全可靠環(huán)保的防生物附著的防腐涂層，把對海洋生態(tài)環(huán)境的影響降到最低。
記者：如何克服浮力讓大型數(shù)據(jù)艙沉到海底，也是一門學問。
蘇洋：你說的沒錯。在重和輕之間我們需要找到一個平衡點，保證數(shù)據(jù)艙既能夠順利下沉并抵抗海洋地質(zhì)活動和臺風等災害，又不會因重量太大而增加后期運維成本。水下數(shù)據(jù)艙模塊中有2個直徑3.6米、長度16米的罐體，安裝過程中罐體浮力較大，下沉困難，且入水后由于其重量輕，安裝難度非常大。經(jīng)過反復試驗對比，最終我們團隊通過結(jié)構(gòu)管內(nèi)部充水、平衡載荷調(diào)配等方式，突破了數(shù)據(jù)艙模塊水下安裝就位的技術(shù)難題。在與基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)鎖定后，數(shù)據(jù)艙能夠抵抗百年一遇的臺風。
記者：將大量數(shù)據(jù)艙放入海中后，短時間內(nèi)無法進行維護，一旦出現(xiàn)故障怎么辦？
蘇洋：我們團隊利用可編程邏輯控制器（PLC）這種邏輯自控技術(shù)，進行巡視故障排查和及時處理。除此之外，我們還研發(fā)了一套數(shù)字孿生系統(tǒng)，通過數(shù)字模型1:1映射海底數(shù)據(jù)艙所有設(shè)備與運行情況。技術(shù)人員可以借此察看數(shù)據(jù)艙內(nèi)設(shè)備的運行狀況以及數(shù)據(jù)參數(shù)，實現(xiàn)遠程運維。
讓青年人闖天下
記者：能做出全球“首個”，研發(fā)團隊至關(guān)重要。請您簡要介紹一下這方面情況。
蘇洋：立項后，我們引進了許多經(jīng)驗豐富的科研人才。這支研發(fā)團隊有40余人，其中有不少年輕工程師，他們有沖勁、闖勁，愿意“啃”硬骨頭。
記者：這支團隊中科研人員的專業(yè)背景不同，您是如何組織他們進行跨學科跨領(lǐng)域合作的？
蘇洋：我主要做了兩方面工作：其一建立強有力的執(zhí)行與運轉(zhuǎn)機制，保障團隊成員朝著一個目標不懈奮斗；其二形成向上的團隊文化，確保團隊成員相互信任、相互尊重、協(xié)同共進。
記者：這支團隊里有不少年輕人，您是怎么培養(yǎng)他們的？
蘇洋：在我看來，培養(yǎng)年輕人的關(guān)鍵在于，鼓勵他們承擔科研任務。在資深工程師的帶領(lǐng)下，經(jīng)過一段時間的鍛煉，年輕人就能在實戰(zhàn)中快速成長。他們中的佼佼者，可能會成為行業(yè)專家。
在海底數(shù)據(jù)中心項目中，我們的培養(yǎng)方式主要是以下兩種。
第一，定期組織技術(shù)研討會，通過以老帶新、互相借鑒等方式，不斷提高青年人的科研能力。
第二，鼓勵年輕科研人員申請專利。在不到兩年的時間里，我們公司圍繞關(guān)鍵核心技術(shù)申請專利超80項，其中過半數(shù)申請者是“90后”。
記者：您認為如何使更多青年科研工作者脫穎而出？
蘇洋：我認為，需要在改進人才培養(yǎng)機制、創(chuàng)新人才評價機制、順暢人才流動機制、建立人才優(yōu)先發(fā)展保障機制等方面不斷探索。
比如，在人才引進方面，實行更加開放的人才政策，柔性引才引智；形成“能上能下、能進能出、動態(tài)優(yōu)化”的人才正向流動機制，最大限度激發(fā)人才創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活力，促進各類優(yōu)秀人才競相奔騰；堅持“在跑馬中賽馬”，為人才成長提供公平的競爭環(huán)境，為“人人皆可成才、人人盡展其才”創(chuàng)造條件。
記者手記
采訪蘇洋非常不易，他總是很忙，出差是常態(tài)。采訪時間改了又改，換了又換。幾經(jīng)周折，終于在一個會議間隙，記者“抓”住了他。
采訪中，從工程原理到技術(shù)實踐，蘇洋都了如指掌。提到重要工程節(jié)點時，他有些激動；說起施工現(xiàn)場的故事，他眼泛淚光。
這位“80后”總師不愿多談苦與累，只是總說“技術(shù)太新，我們得敢于邁步，但每一步又必須走穩(wěn)”。
對海洋的憧憬和對通信技術(shù)的精通，讓蘇洋和團隊在海底數(shù)據(jù)存儲這個交叉融合領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了從“0”到“1”的突破?！暗@還遠遠不夠，我們要攻克的技術(shù)難題還有很多。”他說。
海底數(shù)據(jù)中心的建設(shè)還在繼續(xù)。在這片廣闊的“藍?！敝?，蘇洋和團隊成員能激起怎樣的浪花，讓人無比期待。祝他們乘風破浪，勇往直前。
（科技日報記者 何亮）
