A onda da inteligência artificial está a varrer o mundo e a capacidade de computação está a tornar-se uma produtividade básica crucial. O limite da computação é a eletricidade. Para trilhar um caminho de desenvolvimento de capacidade de computação verde, intensivo e sustentável, as empresas chinesas de infraestruturas de computação estão a explorar novos caminhos, construindo centros de computação no mar.

Quais são as vantagens de construir um centro de computação no mar? E que desafios foram superados durante o processo de construção? Acompanhamos um repórter numa viagem ao mar para descobrir.

Nas águas do Mar da China Oriental, a leste de Xiaoyangshan, em Lingang, Xangai, uma plataforma marítima que se eleva mais de 20 metros acima do nível do mar é particularmente impressionante. Este é o primeiro centro de dados submarino do mundo com ligação direta a energia eólica marítima a entrar em operação, com um investimento total de 1,6 mil milhões de yuans, uma capacidade total planeada de 24 megawatts e uma escala instalada na primeira fase do projeto de demonstração de 2,3 megawatts, pesando um total de 10 toneladas, o equivalente ao peso de 1300 automóveis familiares.

O centro de dados submarino está localizado numa área marítima com 10 metros de profundidade e dispõe de 4 camadas de armários de servidores, cada uma com uma área de cerca de 160 metros quadrados.

O interior da sala de servidores do centro de dados submarino alberga 192 armários, cada um com uma potência de cerca de 12 quilowatts. Milhares de servidores funcionam ininterruptamente nas profundezas do mar, suportando as necessidades de capacidade de computação das aplicações diárias de rede e de IA.

"Afundar" o centro de dados no mar é uma tentativa inovadora para resolver os problemas de "elevado consumo de eletricidade, elevado consumo de água e grande ocupação de terreno" dos centros de dados terrestres. Cerca de 40% da eletricidade nos centros de dados tradicionais é usada para arrefecimento, mas a temperatura média anual da água do mar nesta área é de apenas 15°C, tornando-se um dissipador de calor natural.

O responsável pelo projeto, Chen Xiyi, fez as contas: se este centro de dados submarino de 2,3 megawatts utilizasse água doce para dissipar o calor da forma tradicional, o consumo anual de água doce atingiria 40.000 toneladas, o equivalente ao consumo de uma família comum durante cerca de 100 anos. O projeto adota uma tecnologia de circulação de refrigerante sem energia, utilizando a água do mar como fonte fria para remover o calor dos servidores, alcançando um consumo zero de água doce.

Um indicador central para medir o consumo de energia de um centro de dados chama-se PUE (Eficácia do Uso de Energia). Quanto mais próximo este valor estiver de 1, maior é a eficiência da utilização de energia. Um centro de dados construído em terra tem normalmente um PUE entre 1,4 e 1,6. Este centro de dados submarino consegue atingir um PUE inferior a 1,15.

A 500 metros de distância deste centro de dados submarino, erguem-se imponentes mais de 50 aerogeradores. Este parque eólico marítimo de 200 megawatts gera anualmente mais de 500 milhões de quilowatts-hora. Esta fonte contínua de energia verde torna-se a fonte de energia para o centro de dados submarino.

O relatório publicado pela Agência Internacional de Energia prevê que, até 2030, a procura de eletricidade dos centros de dados a nível mundial deverá mais do que duplicar, sendo a inteligência artificial o principal motor deste aumento exponencial do consumo.

Aqui, a ligação ao centro de dados submarino é feita diretamente através de um cabo composto fotoelétrico, com uma taxa de fornecimento direto de energia verde superior a 95%. Após funcionar à escala total, pode poupar 61 milhões de kWh por ano, e a redução de dióxido de carbono equivale à absorção anual de 1,6 milhões de árvores.

Ao mesmo tempo, poupa mais de 90% de recursos terrestres: a escala de 2,3 megawatts requer apenas 200 metros quadrados de terreno, muito abaixo dos 2000 metros quadrados necessários em terra.

O que vemos é apenas a única parte visível à superfície deste centro de dados submarino. Por baixo, encontra-se um complexo sistema de estrutura de aço.

As águas da região de Lingang, em Xangai, têm ventos e ondas fortes, alto teor de sedimentos e condições marítimas complexas. A equipa de construção foi pioneira numa "nova estrutura para centros de dados submarinos", integrando e coordenando a construção das 4 partes principais, superando desafios como o içamento integrado e o posicionamento subaquático de alta precisão, concluindo a construção em apenas meio ano.

Durante a visita, a sensação mais imediata do repórter foi de contraste. O que se vê no fundo do mar não são organismos marinhos, mas 2000 servidores a processar capacidade de computação simultaneamente. É bem possível que algum vídeo que esteja a ver agora, ou alguma imagem que esteja a gerar, tenha os seus dados a sair daqui.

O primeiro a ligar-se ao centro de dados submarino foi o centro de capacidade de computação de inteligência artificial desta empresa de telecomunicações, localizado a 10 quilómetros da plataforma marítima.

Esta empresa de telecomunicações utiliza o centro de dados submarino como um complemento importante às instalações de computação terrestres, construindo uma rede de capacidade de computação coordenada entre mar e terra.

O responsável, Jiang Liu, explicou que o centro de dados submarino de Lingang tem outro valor único – está altamente alinhado com as necessidades de dados transfronteiriços.

Num escritório de uma empresa de serviços de dados transfronteiriços em Xangai, um engenheiro de processamento de dados de IA anota frame a frame um vídeo no ecrã do computador. Este é um projeto de modelo mundial, envolvendo áreas como cinema, televisão e jogos. Em Lingang, projetos como este têm um nome especial – processamento de dados de entrada.

Projetos de processamento de dados como este exigem uma enorme capacidade de computação. A empresa foi fundada há apenas dois anos e já cresceu para 300 funcionários.

Para as empresas de processamento de dados transfronteiriços, o centro de dados submarino oferece menor consumo de energia, menor latência e custos mais baixos, tornando-se um suporte importante para a expansão dos seus negócios internacionais.

O sucesso comercial do modelo "energia eólica marítima + capacidade de computação submarina" em Lingang, Xangai, levou a equipa de design e operação a decidir abrir mais centros de dados submarinos. Sabe-se que estão a promover a implementação em larga escala de centros de dados submarinos de 5 a 7 megawatts por módulo, planeando a interligação de múltiplos módulos em áreas marítimas como o Delta do Rio Yangtzé, o Delta do Rio das Pérolas e o entorno do Mar de Bohai. A escala de 2,3 megawatts de Lingang é apenas a "ponta do iceberg" em comparação com a futura implantação a nível nacional.

Com o avanço contínuo da construção de instalações de computação inteligente em larga escala e de alta densidade, a energia tornar-se-á um gargalo crítico que afeta o desenvolvimento da computação inteligente. A sinergia entre computação e eletricidade é precisamente uma via importante para superar este gargalo. No futuro, o surgimento contínuo de cada vez mais novas tecnologias e novos modelos impulsionará a implementação acelerada de mais projetos de "sinergia computação-eletricidade" estáveis, verdes e de baixo custo, construindo uma base sólida para o desenvolvimento da economia inteligente.