Sự phát triển nhanh của trí tuệ nhân tạo (AI) đang kéo theo nhu cầu rất lớn về điện, nước làm mát và mặt bằng xây dựng trung tâm dữ liệu. Trước sức ép đó, Trung Quốc đã đưa vào vận hành thương mại một trung tâm dữ liệu dưới nước kết nối với điện gió ngoài khơi tại Khu đặc biệt Lin-gang, Thượng Hải. Dự án được xem là phép thử đáng chú ý cho mô hình hạ tầng số xanh, trong đó năng lực tính toán, năng lượng tái tạo và khả năng làm mát tự nhiên được tích hợp trong cùng một hệ thống.

Công trình có tổng công suất 24 MW, được khởi động từ tháng 6-2025, hoàn thành vào tháng 10 cùng năm và bước vào vận hành thương mại toàn diện trong tháng 5-2026. Các mô-đun máy chủ được đặt dưới biển, gần khu vực tua-bin gió, sử dụng điện từ trang trại điện gió ngoài khơi và tận dụng nước biển để tản nhiệt. Tổng mức đầu tư được công bố khoảng 1,6 tỉ nhân dân tệ, tương đương hơn 220 triệu USD.

Điểm nổi bật của mô hình là khả năng xử lý đồng thời ba bài toán lớn của ngành trung tâm dữ liệu: tiêu thụ điện, nhu cầu nước làm mát và quỹ đất. Theo phía phát triển dự án, cơ sở có thể giảm khoảng 22,8% mức tiêu thụ năng lượng, không sử dụng nước ngọt để làm mát và giảm hơn 90% diện tích đất so với mô hình truyền thống. Chỉ số hiệu quả sử dụng điện PUE được duy trì quanh mức 1,15 nhờ giảm đáng kể nhu cầu sử dụng hệ thống điều hòa và làm lạnh.

Trung tâm được thiết kế phục vụ các tác vụ AI, chú thích dữ liệu lớn, phát triển mô hình ngôn ngữ và dịch vụ 5G. Việc bố trí cơ sở tính toán gần nguồn điện gió giúp điện tái tạo được tiêu thụ ngay tại khu vực sản xuất, giảm một phần tổn thất truyền tải và hạn chế áp lực lên hạ tầng điện trên đất liền.

Ý nghĩa môi trường của dự án càng rõ khi ngành dữ liệu đang sử dụng ngày càng nhiều tài nguyên. Các trung tâm dữ liệu toàn cầu có thể tiêu thụ khoảng 945 TWh điện vào năm 2030. Dấu chân nước liên quan tới lượng điện này có thể đạt 9,3 nghìn tỉ lít, tương đương nhu cầu nước sinh hoạt cơ bản hằng năm của khoảng 1,3 tỉ người. Hơn 90% năng lực điện toán đám mây chuyên dụng cho AI hiện cũng tập trung tại Mỹ và Trung Quốc.

Những con số trên cho thấy trung tâm dữ liệu không phải là các cơ sở “phi vật chất”. Đằng sau các dịch vụ AI, điện toán đám mây và ứng dụng số là hệ thống máy chủ, lưới điện, thiết bị làm mát, đất đai và chuỗi cung ứng phần cứng quy mô lớn. Vì vậy, giảm sử dụng nước ngọt, nâng cao hiệu suất năng lượng và chuyển sang nguồn điện sạch đang trở thành yêu cầu cấp thiết đối với ngành hạ tầng số.

Ý tưởng đưa máy chủ xuống biển không hoàn toàn mới. Năm 2018, Microsoft triển khai Project Natick ngoài khơi quần đảo Orkney của Scotland, với một mô-đun chứa 864 máy chủ hoạt động trong hai năm. Kết quả thử nghiệm cho thấy số máy chủ gặp sự cố trong môi trường dưới nước thấp hơn đáng kể so với hệ thống đối chứng trên đất liền, qua đó chứng minh tính khả thi về kỹ thuật của mô hình. Tuy nhiên, dự án tại Thượng Hải tiến xa hơn về quy mô thương mại và khả năng kết hợp trực tiếp với điện gió ngoài khơi.

Dù có nhiều triển vọng, trung tâm dữ liệu dưới biển vẫn đối mặt với không ít rủi ro. Nước mặn có thể gây ăn mòn, áp suất biển đòi hỏi khoang chứa phải kín và bền, trong khi việc sửa chữa hoặc thay thế thiết bị phức tạp hơn nhiều so với trên bờ. Hệ thống cáp điện, cáp truyền dữ liệu và các mối nối dưới biển cũng phải duy trì độ an toàn trong thời gian dài.

Bên cạnh các vấn đề kỹ thuật, tác động đối với hệ sinh thái biển cần được theo dõi thận trọng. Nhiệt thải từ máy chủ, quá trình thi công, cáp ngầm và hoạt động bảo dưỡng có thể ảnh hưởng tới trầm tích hoặc sinh vật trong khu vực. Vì vậy, hiệu quả môi trường không nên chỉ được đánh giá qua lượng điện hoặc nước tiết kiệm trong giai đoạn vận hành, mà phải tính đến toàn bộ vòng đời của công trình, từ sản xuất thiết bị, xây dựng, vận chuyển đến thu hồi và xử lý chất thải điện tử.

Trung tâm dữ liệu dưới nước sử dụng điện gió tại Thượng Hải là bước tiến đáng chú ý trong quá trình tìm kiếm hạ tầng AI xanh. Mô hình này có khả năng giảm nhu cầu nước ngọt, đất đai và điện làm mát, đồng thời khai thác hiệu quả hơn nguồn năng lượng ngoài khơi.

Tuy nhiên, để được nhân rộng, công nghệ phải chứng minh độ bền, khả năng bảo trì, hiệu quả kinh tế và mức độ an toàn đối với môi trường biển. Trong tương lai, năng lực cạnh tranh của ngành trung tâm dữ liệu sẽ không chỉ được đo bằng sức mạnh tính toán, mà còn bằng khả năng sử dụng năng lượng sạch, tiết kiệm tài nguyên và kiểm soát tác động môi trường.

P.T (theo https://www.chinadaily.com)