La Chine est en train de construire un centre de données sous-marin qui aura une performance égale à 6 millions de PC et qui vise à économiser 122 millions de kWh d’électricité et l'équivalent de près de dix terrains de football de terrain par an, selon les médias chinois. Le projet, qui est le premier du genre au monde pour un usage commercial, est mené par la société marine chinoise Offshore Oil Engineering Company (COOEC) en collaboration avec l’Institut de recherche sur l’énergie de fusion de l’Académie chinoise des sciences.Le centre de données sous-marin, appelé Hainan Underwater Data Center, est situé à 20 mètres de profondeur au large de la côte de la zone de libre-échange de Hainan, dans le sud de la Chine. Il se compose d’une station à terre, d’une station de relais sous-marine, d’un terminal de données sous-marin et d’un câble sous-marin. Le terminal de données sous-marin est une cabine étanche à la pression qui contient des racks de serveurs qui seront alimentés par un câble composite depuis la terre, qui les connectera également à Internet, et qui seront refroidis par l’eau de mer.
Les avantages d'un centre de données sous-marin
Le centre de données sous-marin présente plusieurs avantages par rapport aux centres de données traditionnels situés sur terre. Tout d’abord, il peut réduire la consommation d’énergie en utilisant l’eau de mer comme source de refroidissement naturel, ce qui évite le recours à des systèmes de climatisation coûteux et énergivores.
Selon les estimations, le centre de données sous-marin peut économiser 122 millions de kWh d’électricité par an, ce qui équivaut à réduire les émissions de dioxyde de carbone de 36 000 tonnes. Deuxièmement, il peut libérer de l’espace sur terre, qui est de plus en plus rare et cher, en utilisant le vaste espace disponible sous la mer. Le centre de données sous-marin peut économiser l'équivalent de près de dix terrains de football de terrain par an, selon les rapports. Ce qui permet d'économiser des terres arides qui peuvent être utilisées à d’autres fins, telles que le développement de logements ou l’industrialisation. Troisièmement, il peut offrir une meilleure performance et une plus grande fiabilité en se rapprochant des populations humaines, qui sont largement concentrées sur les côtes du monde. Le centre de données sous-marin peut réduire la latence du réseau et améliorer l’expérience des utilisateurs, en particulier pour les applications qui nécessitent une grande vitesse et une faible latence, telles que le cloud computing, l’intelligence artificielle, la réalité virtuelle et augmentée, etc.
Les centres de données submergés peuvent exploiter l’eau de mer glaciale pour un refroidissement naturel, ce qui contribue à réduire les coûts d’exploitation. De plus, l'eau n'est pas consommée, ce qui libère des ressources en eau pour la population.
L'équivalent d'environ 6 millions de PC travaillant à l'unisson
Les entreprises concernées ont installé la première unité de stockage de données en avril dernier. Vendredi, une équipe d'ingénieurs a ajouté une autre unité de stockage de données au fond de la mer, au sud de la province de Hainan. Les unités abritent des racks de serveurs, bien que le nombre exact et les spécifications restent un mystère.
Des unités de stockage de données étanches servent de base, et les entreprises prévoient d'en installer une centaine sur cinq ans. Chaque unité de stockage de données pèse 1*300 tonnes, soit à peu près l’équivalent de 1*000 voitures, il n’est donc pas facile de la transporter au fond de l’océan. Sans oublier que le module doit parcourir 35 mètres jusqu’au fond de la mer, il lui faut donc environ trois heures pour arriver à bon port. L'unité de stockage de données a une longévité de 25 ans, elle est donc conçue pour durer et résister aux phénomènes naturels.
Selon CCTV, chaque unité de stockage de données peut traiter plus de quatre millions d'images haute définition en 30 secondes. Les performances estimées sont comparables à environ 60 000 ordinateurs ordinaires fonctionnant à l'unisson. Vous pouvez imaginer la puissance de traitement globale du data center avec 100 unités de stockage de données, soit l'équivalent d'environ 6 millions de PC travaillant à l'unisson.
Pu Ding, directeur général du projet pilote de développement de l'UDC Hainan, a affirmé que le centre de données achevé serait entre 40*% et 60*% plus économe en énergie que les centres de données terrestres.
Une coopération entre le gouvernement et plusieurs entreprises
Le centre de données sous-marin de Hainan est un projet conjoint soutenu par le gouvernement de Sanya et la Commission provinciale de surveillance et d'administration des actifs appartenant à l'État de Hainan avec des entreprises, notamment Offshore Oil Engineering Company, Beijing Highlander Digital Technology Co., Ltd. et Shenzhen HiCloud dans le à l'avant-garde en matière de construction, de conception et de mise en œuvre. Pendant ce temps, Beijing Sinnet, l'un des principaux fournisseurs de centres de données et de cloud computing en Chine, exploitera le centre de données. L'ambitieux projet de Hainan a été annoncé au premier trimestre 2021 et sa date d'achèvement est estimée au deuxième trimestre 2025. La construction du centre de données coûtera environ 879 millions de dollars.
Le centre de données de Hainan n'est pas le seul centre de données sous-marin chinois en développement. Quelques autres projets sont dispersés en Chine, notamment dans les régions du delta du fleuve Yangtze et du delta de la rivière des Perles.
Le centre de données sous-marin est actuellement en phase de test et devrait être mis en service en 2024. Il aura une capacité de stockage de 8 pétaoctets et une puissance de calcul de 160 téraflops. Il sera utilisé pour soutenir le développement de la zone de libre-échange de Hainan, ainsi que pour servir de plate-forme de démonstration et de coopération pour les pays participant à l’initiative « la Ceinture et la Route ».
D'autres pays s'intéressent aux centres de données sous-marins
La Chine n’est pas le seul pays à s’intéresser aux centres de données sous-marins.
Plus de la moitié de la population mondiale vit près des côtes. En installant des datacenters dans des conteneurs près des villes côtières, les données auront une distance limitée à parcourir pour atteindre les communautés. Le but est d’améliorer l’expérience de navigation sur le Web, le streaming vidéo, le jeu en ligne ainsi que d’offrir des expériences authentiques pour les technologies de l’IA. Ainsi, en 2018, Microsoft a coulé un centre de données autonome au large des Orcades, un archipel subarctique situé au nord de l’Écosse, dans le cadre d'une expérience baptisée projet Natick.
Le centre de données mesure 12 mètres et a la forme d’un cylindre blanc. Il regroupe 12 baies contenant un total de 864 serveurs et un système de refroidissement de l’infrastructure. Le datacenter a été assemblé et testé en France avant son expédition vers l’Écosse. Une base triangulaire permet de positionner le datacenter au fond de la mer. Ensuite, une fois au fond de l’eau, un câble sous-marin alimente le centre de données et lui permet de communiquer avec l'environnement autour et Internet.
Deux ans plus tard, ce centre de données a été récupéré au fond de l'océan, et les chercheurs de Microsoft en ont évalué les performances tout en analysant les données pour en apprendre plus sur l'efficacité énergétique. Leur première conclusion est que le cylindre rempli de serveurs avait un taux de défaillance inférieur à celui d'un centre de données classique. Lorsque le conteneur a été retiré du fond marin à environ un demi-mille de la côte après y avoir été placé en mai 2018, seuls huit des 855 serveurs à bord étaient défaillants. Pour les chercheurs, cela donne lieu à une très bonne comparaison avec un centre de données conventionnel.
« Notre pourcentage de défaillance dans l'eau est d’un huitième de ce que nous voyons sur terre », a déclaré Ben Cutler, qui a dirigé le projet Natick. L'équipe a spéculé que la plus grande fiabilité pourrait être liée au fait qu'il n'y avait pas d'humains à bord et que de l'azote plutôt que de l'oxygène a été pompé dans la capsule. À ce sujet, notons que sur terre, les centres de données se heurtent à des problèmes tels que la corrosion due à l'oxygène et à l'humidité et le contrôle des variations de température. Une situation qui entraîne l’augmentation des coûts de maintenance.
Microsoft prévoit de poursuivre ses recherches sur les centres de données sous-marins et d’explorer d’autres possibilités, telles que l’utilisation de l’énergie des vagues ou des éoliennes marines pour alimenter les centres de données sous-marins, ou l’utilisation de l’hydrogène comme source d’énergie de secours.
Conclusion
Les centres de données sous-marins représentent une nouvelle frontière pour l’industrie des centres de données, qui doit faire face à une demande croissante de données et de services numériques, tout en réduisant son impact environnemental. Les centres de données sous-marins offrent une solution innovante et durable pour répondre à ces défis, en utilisant les ressources de la mer pour fournir des services de haute qualité aux utilisateurs du monde entier.
Sources : rapport sur l'initiative chinoise « la Ceinture et la Route », vidéo de CCTV dans le texte
Et vous ?
Que pensez-vous des avantages et des inconvénients des centres de données sous-marins par rapport aux centres de données terrestres ? Quels sont les défis techniques, économiques et environnementaux que pose la construction et l’exploitation des centres de données sous-marins ? Quels sont les impacts potentiels des centres de données sous-marins sur la vie marine, la sécurité maritime et la souveraineté nationale ? Quelles sont les opportunités et les risques que représentent les centres de données sous-marins pour la coopération internationale et le développement durable ? Quelles sont les applications et les services numériques qui pourraient bénéficier le plus des centres de données sous-marins ? 
