Trung Quốc đặt trung tâm dữ liệu AI thương mại đầu tiên dưới đáy biển, mở kỷ nguyên “siêu não xanh” giữa cuộc đua công nghệ toàn cầu.
Cuộc cách mạng dưới đáy biển
Tháng 3/2023, ngoài khơi Lingshui, tỉnh Hải Nam, Trung Quốc đặt xuống lòng biển một “viên nang dữ liệu” nặng tới 1.300 tấn. Đây là trung tâm dữ liệu thương mại dưới biển đầu tiên trên thế giới, đánh dấu bước ngoặt lớn trong cách con người xây dựng hạ tầng số. Không chỉ là một công trình công nghệ, dự án còn là câu trả lời của Trung Quốc trước bài toán nan giải: Làm sao đáp ứng nhu cầu tính toán AI ngày càng khổng lồ mà không rơi vào bế tắc năng lượng và nước ngọt.
Mô hình tỷ lệ thu nhỏ về trung tâm dữ liệu AI dưới đáy biển của Trung Quốc. (Ảnh: Ourchinastory)
Trong bối cảnh trí tuệ nhân tạo bùng nổ, mỗi truy vấn người dùng gửi lên đám mây đồng nghĩa với điện năng tiêu thụ và nước mát dùng để hạ nhiệt chip máy chủ. Việc đưa trung tâm dữ liệu xuống đáy biển không chỉ mang tính biểu tượng, mà có thể là hướng đi tất yếu cho tương lai hạ tầng số bền vững.
AI, điện toán đám mây và dữ liệu lớn đang tạo ra cơn khát tính toán chưa từng có. Trung tâm dữ liệu – nơi tập trung hàng chục nghìn máy chủ – chính là “nhà máy” cung cấp sức mạnh tính toán này. Nhưng cái giá phải trả là khổng lồ. Ước tính tới 40% điện năng tiêu thụ của trung tâm dữ liệu chỉ dành cho làm mát.
Cùng với đó là nhu cầu nước ngọt. Một nghiên cứu tại Mỹ cho thấy mỗi 20 - 50 truy vấn AI có thể tiêu thụ lượng nước tương đương một chai 500ml. Việc huấn luyện GPT-3 từng “ngốn” hơn 700.000 lít nước, đủ sản xuất vài trăm chiếc ô tô hoặc cấp nước cho cả một ngôi làng trong nhiều tuần.
Trớ trêu thay, nhiều trung tâm dữ liệu lại được xây dựng tại các vùng khô hạn như Arizona (Mỹ), Tây Ban Nha hay Trung Đông, nơi nông nghiệp và người dân vốn đã phải chật vật vì thiếu nước. Sự cạnh tranh trực tiếp giữa “máy chủ” và “người uống” khiến mâu thuẫn tài nguyên ngày càng rõ rệt.
Đặt trung tâm dữ liệu xuống biển
Giải pháp Trung Quốc đưa ra nghe như khoa học viễn tưởng: Thay vì để máy chủ “khát nước” trên đất liền, họ đưa chúng xuống đáy biển. Ở đó, nhiệt lượng khổng lồ được giải quyết nhờ dòng hải lưu tự nhiên. Không cần tháp giải nhiệt, không cần bơm nước ngọt, chỉ cần những ống dẫn để nước biển hấp thụ và cuốn đi cái nóng từ máy chủ.
Shanghai Hailanyun Technology hạ đặt giai đoạn đầu tiên của trung tâm dữ liệu dưới biển xuống vùng biển ngoài khơi Hải Nam vào tháng 12/2022. (Ảnh: Shanghai Hailanyun Technology)
Ngoài tiết kiệm năng lượng, giải pháp này còn tránh được việc chiếm đất vốn ngày càng khan hiếm và gây tranh cãi. Môi trường kín bên trong “viên nang dữ liệu” cũng ổn định hơn: Không bụi, không rung lắc, độ ẩm và áp suất được kiểm soát. Nhờ đó, tỉ lệ hỏng hóc của thiết bị giảm đáng kể.
Đặc biệt, các trung tâm dữ liệu dưới biển có thể dễ dàng kết nối với nguồn năng lượng tái tạo ngoài khơi, nhất là điện gió. Chẳng hạn, trung tâm ngoài khơi Thượng Hải được thiết kế để lấy tới 97% điện từ trang trại gió biển liền kề. Lợi ích phụ là giảm độ trễ truyền dữ liệu khi đặt gần các đô thị ven biển, phục vụ các ngành cần đồng bộ dữ liệu tức thời như xe tự lái.
Lingshui, Hải Nam là nơi đánh dấu cột mốc lịch sử. Tháng 11-12/2023, “viên nang dữ liệu” đầu tiên được hạ đặt ở độ sâu hơn 40 mét, cách bờ 3 km. Với công suất tương đương 60.000 máy tính, hệ thống có thể xử lý tới 4 triệu bức ảnh HD chỉ trong 30 giây. Tuổi thọ thiết kế 25 năm, vận hành ổn định ngay cả khi siêu bão Terry năm 2023 quét qua. Kế hoạch dài hạn là triển khai 100 capsule, giúp tiết kiệm 122 triệu kWh điện mỗi năm, 68.000 m² đất và 105.000 tấn nước ngọt.
Trung tâm dữ liệu dưới biển trong hình là một dự án thí điểm ngoài khơi Hải Nam. Một dự án khác tiên tiến hơn đang được xây dựng ngoài khơi Thượng Hải. (Ảnh: Shanghai Hailanyun Technology)
Song song, ngoài khơi Thượng Hải, công ty Hailanyun (còn gọi là HiCloud) triển khai dự án trị giá 223 triệu USD. Giai đoạn 1 có 198 rack, tương ứng 396 - 792 server AI, đủ để huấn luyện một mô hình tương đương GPT-3.5 chỉ trong một ngày. Dù quy mô còn nhỏ hơn trung tâm trên bờ (3.000 - 10.000 rack), dự án được coi là bàn đạp để mở rộng hàng loạt trung tâm dữ liệu dưới biển, với sự hậu thuẫn mạnh mẽ của chính phủ.
Bài học từ Microsoft Project Natick
Trước Trung Quốc, Microsoft từng là kẻ tiên phong. Năm 2015, hãng khởi động Project Natick, thả xuống biển Scotland một container chứa 800 server. Sau hai năm, kết quả bất ngờ: Hệ thống vận hành bền vững, tiết kiệm năng lượng, tỉ lệ hỏng hóc chỉ bằng 1/8 trung tâm trên bờ. Bí quyết nằm ở khoang kín chứa khí nitơ, loại bỏ tác động con người và môi trường ngoài.
Dự án trung tâm dữ liệu dưới đáy biển của Microsoft. (Ảnh: VCG)
Tuy vậy, Microsoft lại dừng ở mức thử nghiệm, không thương mại hóa. Công ty chỉ coi Natick là nền tảng nghiên cứu. Trong khi đó, Trung Quốc đi nhanh hơn: Chỉ mất 30 tháng để biến ý tưởng thành dự án thương mại - một bước “đi tắt đón đầu” hiếm thấy trong ngành hạ tầng số.
Dữ liệu được ví như “dầu mỏ mới”. Ai kiểm soát hạ tầng tính toán, người đó nắm lợi thế trong cuộc đua kinh tế số. Nhận thức rõ điều này, Trung Quốc đã đưa trung tâm dữ liệu vào danh sách sáu trọng tâm của “hạ tầng mới”.
Các dự án dưới biển không chỉ là giải pháp kỹ thuật để tiết kiệm điện và nước, mà còn là tuyên bố chính trị: Trung Quốc sẵn sàng dẫn đầu thế giới trong công nghệ xanh cho AI. Hailanyun công khai tham vọng “vượt Mỹ”, mở rộng quy mô với sự bảo trợ của nhà nước.
Những dấu hỏi lớn
Tuy tiềm năng rõ ràng, mô hình này không thiếu tranh cãi. Về môi trường, nghiên cứu từng ghi nhận nước biển gần capsule Natick tăng vài phần nghìn độ. Trong điều kiện sóng nhiệt biển, phần nước thải nóng có thể làm giảm oxy, đe dọa sinh vật.
Về an ninh, một nghiên cứu năm 2024 cảnh báo rằng tín hiệu âm thanh đặc biệt có thể phá hỏng capsule dưới biển, đặt ra nguy cơ tấn công. Về kỹ thuật, việc niêm phong chống rò rỉ, chống ăn mòn và sinh vật bám đòi hỏi độ chính xác tới từng milimét.
Bản thiết kế nhà máy điện gió phục vụ trung tâm dữ liệu AI dưới đáy biển ở Thượng Hải, Trung Quốc. (Ảnh: Shanghai Hailanyun Technology)
Hailanyun khẳng định tác động môi trường “không đáng kể” (dưới 1°C) và đã khắc phục sinh vật bám ở vùng nhiệt đới. Nhưng cộng đồng khoa học quốc tế vẫn kêu gọi giám sát chặt chẽ hơn trước khi nhân rộng.
Thành công ban đầu của Trung Quốc đã khơi dậy làn sóng quan tâm. Hàn Quốc công bố kế hoạch triển khai trung tâm dữ liệu dưới biển. Nhật Bản và Singapore nghiên cứu biến thể “trung tâm nổi” trên mặt nước.
Điều này cho thấy ý tưởng không chỉ là “đặc sản Trung Quốc” mà có thể trở thành xu hướng toàn cầu. Tuy nhiên, tốc độ phổ biến sẽ phụ thuộc nhiều hơn vào khung pháp lý biển, đánh giá sinh thái và bảo đảm chuỗi cung ứng, hơn là khả năng kỹ thuật thuần túy.
Tương lai của AI: Trên mây hay dưới biển?
Trung tâm dữ liệu dưới biển là minh chứng cho sự sáng tạo của nhân loại trước những thách thức to lớn. Nó kết hợp ba yếu tố: Nhu cầu công nghệ, áp lực môi trường và chiến lược quốc gia.
Nhưng con đường phía trước còn dài: Phải chứng minh tính an toàn, hiệu quả kinh tế và chấp nhận xã hội. Nếu thành công, AI trong tương lai sẽ không chỉ “sống trên mây” (cloud), mà còn “trú ngụ dưới biển” – nơi hải lưu làm mát, gió biển cung cấp điện, và những viên nang thép khổng lồ âm thầm xử lý hàng triệu tỷ phép tính.
Trung Quốc đã khai màn. Thế giới còn lại sẽ đứng nhìn hay lao theo làn sóng mới? Câu trả lời sẽ định hình bộ mặt hạ tầng số toàn cầu trong nhiều thập kỷ tới.
