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據中心已平穩(wěn)運行一年。這一年間，它的服務器實現設備零故障運行，能耗表現也十分優(yōu)異。
海底數據中心不僅能存儲數據，還可提供算力服務。其計算能力相當于6萬臺傳統電腦同時在線工作，能在30秒內處理超過400萬張高清照片。
“把數據存進海底”，將這一天馬行空的想象變成現實的，是深圳海蘭云數據中心科技有限公司總經理蘇洋及其團隊。近日，這位海底數據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。
給數據中心“安家”
記者：為什么要啟動海底數據中心項目？
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據中心能耗做過測算。結果顯示，從2005年到2020年，全球數據中心能耗量約5年就翻一番。隨著人工智能、物聯網等技術的推廣，數據中心的算力任務將與日俱增。工業(yè)和信息化部2023年發(fā)布的數據顯示，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業(yè)實現綠色低碳，2020年深圳海蘭云數據中心科技有限公司開展了海底數據中心項目的戰(zhàn)略布局與技術攻關。
記者：將數據中心沉入海底為什么可以降低能耗？
蘇洋：數據中心在計算、存儲數據過程中會散發(fā)大量熱能。以往數據中心主要通過空調等制冷系統來降溫，維持正常運轉，但這會消耗大量電能。而海底數據中心則利用海水實現全年自然冷卻，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，該項目數據中心能效指標（PUE）值僅為1.07，達到行業(yè)領先水平。
記者：既然已有企業(yè)“試水”，本次投用的數據中心為何還被稱為“全球首個商用海底數據中心”？
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路線和攻關的關鍵技術截然不同。
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：海底數據中心的“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，跨境數據在支撐國際貿易活動、促進跨國科技合作、推動數據資源共享方面的作用越來越凸顯。海底數據中心能夠為海南數字經濟發(fā)展提供底層支撐，助力海南自由貿易港“數據安全有序流動”政策落地。
記者：海底數據中心布設在全球最熱的海域之一，較高的水溫是否給數據艙散熱帶來了困難？
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：一些管道架設在海底數據中心數據艙頂端，它們是制冷劑流動的通道。
隨著數據艙溫度變化，制冷劑在管道中凝結或蒸發(fā)。當艙內設備釋放熱量，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。如此循環(huán)往復，實現數據艙的降溫散熱。
關關難過關關過
記者：您和團隊如何在錯綜復雜的海洋環(huán)境中保障設備安全穩(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，數據中心由陸上轉移到海底，首先面臨的挑戰(zhàn)是艙體的密封性。數據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，因此密封至關重要。
除此之外，海底生物系統復雜，生物附著和海水腐蝕侵害等難題也非常棘手。實現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，我們團隊聯系了“蛟龍”號載人潛水器結構系統主任設計師胡勇，力邀他參與技術攻關。
記者：邀請下潛7000多米潛水器的設計師來設計下潛50米的數據艙，是否有點夸張了？
蘇洋：一般人會覺得，下潛深度越小，設計難度越低，事實上并非如此。
深海環(huán)境壓力大，符合制造要求的設備在這樣的外部條件下可以更好地實現密封。而淺海環(huán)境壓力小，生物系統較深海更復雜，生物附著和海水腐蝕侵害情況更嚴重。從某種程度上來說，設計淺海環(huán)境下運行的設備難度更大。
記者：那么您和團隊具體是怎么解決難題的？
蘇洋：2020年，我們團隊循著系統建設思路開始研制原型樣機。當時，我們內部有一句話，叫“關關難過關關過”。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)”，沒有任何成熟經驗可以參考，只能從密封材料、結構形式、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構，我們創(chuàng)新采用不同的密封形式，設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，我們團隊設計了“洋蔥”式密封體系，在第一道密封技術失效后，第二道、第三道密封技術還可以發(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據艙，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據艙沉到海底，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，保證數據艙既能夠順利下沉并抵抗海洋地質活動和臺風等災害，又不會因重量太大而增加后期運維成本。水下數據艙模塊中有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。經過反復試驗對比，最終我們團隊通過結構管內部充水、平衡載荷調配等方式，突破了數據艙模塊水下安裝就位的技術難題。在與基礎結構鎖定后，數據艙能夠抵抗百年一遇的臺風。
記者：將大量數據艙放入海中后，短時間內無法進行維護，一旦出現故障怎么辦？
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，進行巡視故障排查和及時處理。除此之外，我們還研發(fā)了一套數字孿生系統，通過數字模型1:1映射海底數據艙所有設備與運行情況。技術人員可以借此察看數據艙內設備的運行狀況以及數據參數，實現遠程運維。
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)年輕人的關鍵在于，鼓勵他們承擔科研任務。在資深工程師的帶領下，經過一段時間的鍛煉，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。
在海底數據中心項目中，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，我們公司圍繞關鍵核心技術申請專利超80項，其中過半數申請者是“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的精通，讓蘇洋和團隊在海底數據存儲這個交叉融合領域實現了從“0”到“1”的突破?！暗@還遠遠不夠，我們要攻克的技術難題還有很多?！彼f。
海底數據中心的建設還在繼續(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）
