Để phát triển kinh tế, Trung Quốc đặt cược lớn vào trí tuệ nhân tạo (AI), điện toán đám mây và nhiều công nghệ số khác, đòi hỏi nhanh chóng xây dựng những trung tâm dữ liệu để tăng cường sức mạnh tính toán. Nhưng tập hợp máy chủ khổng lồ này ngày càng tiêu tốn nhiều năng lượng, mỗi trung tâm tiêu thụ hàng trăm nghìn lít nước một ngày để tản nhiệt. Để giải quyết một phần lo ngại về nguồn cung cấp nước, Trung Quốc đang đặt trung tâm dữ liệu dưới đại dương. Tháng 6/2025, một trung tâm dữ liệu dưới nước chạy bằng năng lượng gió bắt đầu được xây dựng cách bờ biển Thượng Hải khoảng 9,6 km.

Trung tâm dữ liệu lưu trữ thông tin và thực hiện phép tính phức tạp cho các doanh nghiệp. Những cơ sở này tiêu thụ lượng lớn điện và nước vì máy chủ của chúng hoạt động liên tục và gần nhau, tạo ra nhiệt thải như một phụ phẩm, có thể làm hỏng thiết bị và phá hủy dữ liệu. Do đó, chúng cần được làm mát liên tục.

Khoảng 40% lượng điện tiêu thụ bởi trung tâm dữ liệu dùng để làm mát. Phần lớn năng lượng đó được dùng để làm lạnh nước, phun vào không khí lưu thông quanh máy chủ hoặc bay hơi gần đó giúp hạ nhiệt độ máy. Nước đó có thể đến từ dưới lòng đất, sông suối gần đó hoặc nước thải tái chế. Thay vào đó, trung tâm dữ liệu dưới biển sử dụng ống để bơm nước biển qua bộ tản nhiệt phía sau giá đặt máy chủ để hấp thụ và tản nhiệt.

Theo China Daily, trung tâm dữ liệu dưới biển sâu (UDC) về cơ bản là các module máy chủ được bịt kín bằng áp suất đặt trên đáy biển. Chúng kết nối với đất liền qua cáp quang và cáp điện, và sử dụng nước biển lạnh như chất làm mát tự nhiên thay vì dựa vào máy làm lạnh tiêu thụ nhiều điện. Nước biển liên tục hấp thụ nhiệt từ thiết bị, mang nhiệt thải đi và loại bỏ nhu cầu sử dụng điều hòa không khí, giúp giảm đáng kể chi phí làm mát.

Bên trong mỗi khoang dưới biển, các điều kiện được tối ưu hóa: máy chủ được đặt trong buồng kín khí, chứa đầy nitơ dưới nước sâu, trong môi trường không có oxy, ít bụi và nhiệt độ thấp ổn định. Điều kiện ổn định có nghĩa là thiết bị điện tử ít chịu và ăn mòn hơn. Dự án thử nghiệm Project Natick của Microsoft phát hiện máy chủ dưới nước có tỷ lệ hỏng hóc chỉ bằng 1/8 so với máy chủ tương tự trên đất liền. Đại dương không chỉ làm mát phần cứng mà còn cung cấp một môi trường yên tĩnh, được kiểm soát để nó hoạt động tối ưu. Hơn nữa, việc giữ trung tâm dữ liệu ngoài khơi giải phóng không gian đất liền và giảm thiểu rủi ro vật lý.

Công ty Hailanyun hay còn gọi là HiCloud đứng sau dự án trung tâm dữ liệu Thượng Hải cho biết, Học viện Công nghệ Thông tin và Truyền thông Trung Quốc đánh giá dự án của họ sử dụng ít điện năng hơn 30% so với trung tâm dữ liệu trên đất liền nhờ làm mát tự nhiên. Trung tâm Thượng Hải cũng sẽ kết nối với trang trại điện gió ngoài khơi, dự kiến cung cấp 97% năng lượng cho nó.

Theo phát ngôn viên của Hailanyun là Li Langping, giai đoạn đầu tiên của dự án được thiết kế gồm 198 giá đặt máy chủ, đủ để chứa 396-792 máy chủ hỗ trợ AI, dự kiến bắt đầu hoạt động vào tháng 9/2025. Dự kiến sẽ cung cấp sức mạnh tính toán đủ để hoàn thành huấn luyện GPT-3.5, mô hình ngôn ngữ lớn mà OpenAI phát hành vào 2022 và sử dụng để tinh chỉnh ChatGPT trong vòng một ngày. Tuy nhiên, trung tâm Thượng Hải của Hailanyun nhỏ hơn so với trung tâm trên đất liền, thường có tới 3.000 giá tiêu chuẩn.

Dự án trị giá 223 triệu USD tại Thượng Hải của Hailanyun là công nghệ Microsoft đã tiên phong hơn một thập kỷ trước qua dự án Natick, đặt một khoang kích thước container chứa hơn 800 máy chủ ở độ sâu 35,7 m dưới mặt biển Scotland. Hailanyun đặt mục tiêu vượt qua các công ty Mỹ. Nếu dự án Thượng Hải thành công, công ty sẽ tiến tới triển khai trung tâm dữ liệu dưới biển chạy bằng điện gió ngoài khơi ở quy mô lớn.

Dù trung tâm dữ liệu dưới nước có nhiều lợi ích rõ ràng, một số chuyên gia bày tỏ lo ngại, đặc biệt về tác động môi trường tiềm tàng của chúng. Các nhà nghiên cứu của Microsoft phát hiện khoang chứa máy chủ gây ra tình trạng ấm lên cục bộ dưới biển, dù tác động khá hạn chế.

Những nhà nghiên cứu khác cho rằng trung tâm dữ liệu chìm có thể gây hại cho đa dạng sinh học dưới nước trong đợt nắng nóng, giai đoạn nhiệt độ đại dương cao bất thường. Trong những trường hợp đó, nước thải ra từ trung tâm sẽ ấm hơn và chứa ít oxy hơn. Một nghiên cứu năm 2024 phát hiện trung tâm dữ liệu dưới biển có thể bị phá hủy bởi những tiếng ồn từ hệ thống loa dưới nước, dấy lên lo ngại về hành vi tấn công ác ý bằng âm thanh.

An Khang (Theo Live Science, China Daily)