MỸ – Sự bùng nổ của công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) đang thúc đẩy nhu cầu đối với các trung tâm dữ liệu, đồng thời làm gia tăng những lo ngại về mức tiêu thụ năng lượng, lượng nước sử dụng và dấu chân carbon ngày càng lớn của các cơ sở này. Những vấn đề đó đang khiến các doanh nghiệp tìm kiếm các phương án thay thế cho mô hình trung tâm dữ liệu truyền thống đặt trên đất liền.

Nir Kshetri là Giáo sư Charles A. Hayes tại đại học North Carolina (university of North Carolina at Greensboro) và là nghiên cứu viên tại đại học Kobe (Kobe University), Nhật Bản. Giáo sư đã cung cấp thông tin về việc các công ty trí tuệ nhân tạo đang xem đại dương là nơi lý tưởng để đặt các trung tâm dữ liệu.

Một số đơn vị phát triển hiện đang xem đại dương như một địa điểm mới cho hạ tầng AI, với kỳ vọng rằng các trung tâm dữ liệu dưới nước có thể nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng và làm mát, đồng thời tiêu thụ ít nước ngọt và chiếm ít diện tích đất hơn so với các công trình trên bờ.

Nghiên cứu của Giáo sư Kshetri tập trung vào những tác động xã hội, tổ chức và môi trường của các công nghệ mới nổi, đặc biệt là công nghệ AI và hạ tầng số, bao gồm các trung tâm dữ liệu, phục vụ quá trình phát triển và triển khai công nghệ này. Theo Giáo sư Kshetri, trung tâm dữ liệu dưới nước là một hướng tiếp cận mới đầy triển vọng để hỗ trợ sự phát triển của công nghệ AI.

Tuy nhiên, việc đưa máy chủ xuống đại dương không làm biến mất những thách thức môi trường căn bản khác, chẳng hạn như tiêu thụ năng lượng và phát thải carbon. Mô hình này cũng tạo ra những mối lo ngại mới về khả năng gây ảnh hưởng đến môi trường biển, cũng như đặt ra câu hỏi về cách quản lý các trung tâm dữ liệu này và cách doanh nghiệp có thể bảo trì hoặc mở rộng chúng khi cần thiết. Việc trung tâm dữ liệu dưới nước có thể trở thành một giải pháp thay thế bền vững cho trung tâm dữ liệu truyền thống hay không sẽ phụ thuộc vào khả năng giải quyết các vấn đề kinh tế, kỹ thuật và môi trường nói trên.

Sự phát triển của hạ tầng AI trên đại dương
Năm 2015, tập đoàn Microsoft khởi động một dự án nghiên cứu nhằm đánh giá tính khả thi, lợi ích và những thách thức của trung tâm dữ liệu dưới nước. Một phần của dự án là việc triển khai một trung tâm dữ liệu chống thấm nước dưới đáy biển gần quần đảo Orkney của Scotland vào năm 2018. Hệ thống này gồm 864 máy chủ và được kết nối với đất liền bằng cáp ngầm dưới biển.

Sau hai năm, tập đoàn Microsoft cho biết tỷ lệ hỏng hóc của các máy chủ trong trung tâm dữ liệu dưới nước chỉ bằng khoảng 1/8 so với các máy chủ tại những trung tâm dữ liệu trên đất liền có điều kiện tương đương. Công ty vẫn đang nghiên cứu nguyên nhân, nhưng đưa ra giả thuyết rằng trong môi trường kín dưới nước, thiết bị ít tiếp xúc với oxy, độ ẩm và sự dao động nhiệt độ hơn, đồng thời cũng ít chịu tác động vật lý từ con người trong quá trình thay thế các linh kiện bị hỏng.

Tuy nhiên, tập đoàn Microsoft đã kết thúc dự án vào năm 2024 và quyết định không tiếp tục xây dựng thêm các trung tâm dữ liệu dưới nước. Công ty không công bố nguyên nhân, nhưng một số phân tích cho rằng quyết định này có thể liên quan đến các vấn đề pháp lý, bao gồm yêu cầu xin giấy phép môi trường, cũng như nhu cầu nâng cấp và thay thế thiết bị máy tính bên trong nhanh chóng hơn.

Thay vào đó, tập đoàn Microsoft tập trung vào các trung tâm dữ liệu trên đất liền, vốn có thể được xây dựng với quy mô lớn hơn, dễ mở rộng hơn, đồng thời thuận tiện hơn trong việc tiếp cận để sửa chữa hoặc thay thế thiết bị.

Dù vậy, một số quốc gia và doanh nghiệp khác vẫn tiếp tục phát triển hướng đi này. Trung Quốc đã xây dựng một cơ sở có thể là trung tâm dữ liệu dưới nước đầu tiên trên thế giới sử dụng điện gió tại thành phố Thượng Hải. Cơ sở được đưa vào hoạt động thử nghiệm vào tháng 6/2025 và bắt đầu vận hành thương mại đầy đủ vào tháng 5/2026.

Dự án trị giá 226 triệu USD sử dụng nước biển làm mát thay vì phải làm lạnh nước ngọt, qua đó giảm lượng điện cần thiết để làm mát máy tính. Cơ sở tiêu thụ ít hơn 30% điện năng so với các trung tâm dữ liệu truyền thống. Các tuabin gió ngoài khơi cũng giúp giảm phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch và cắt giảm lượng khí thải carbon của trung tâm dữ liệu.

Nhật Bản đang thử nghiệm một phương án khác. Các trung tâm dữ liệu được bố trí trong container đặt trên những nền nổi ngoài biển có thể sử dụng nước biển để làm mát, tận dụng không gian thông thoáng cho các tấm pin mặt trời và tuabin gió, đồng thời giảm nhu cầu sử dụng đất. Năm 2025, một trung tâm dữ liệu đặt trong các container vận chuyển đã được đưa vào hoạt động trên một nền nổi gần thành phố Yokohama. Nguồn điện của hệ thống đến từ các tấm pin năng lượng mặt trời lắp đặt trên chính nền nổi này, kết hợp với pin lưu trữ năng lượng. Chương trình thử nghiệm dự kiến tiếp tục đến tháng 3/2027.

Singapore cũng đang tiến tới phát triển trung tâm dữ liệu nổi ở quy mô thương mại. Năm 2026, công ty hạ tầng Keppel bắt đầu xây dựng một trung tâm dữ liệu nổi bốn tầng, dự kiến đi vào hoạt động năm 2028. Dự án sẽ sử dụng nước biển để làm mát, qua đó giảm phụ thuộc vào nguồn nước đã qua xử lý và nâng cao hiệu quả làm mát. Việc đặt trung tâm dữ liệu trên mặt nước cũng giúp cơ sở này không chiếm dụng quỹ đất vốn rất hạn chế của Singapore.

Năm 2025, thành phố Ulsan của Hàn Quốc bắt đầu lập kế hoạch xây dựng một trung tâm dữ liệu dưới nước có khả năng chứa hơn 100.000 máy chủ và tiêu thụ ít hơn khoảng 30% điện năng so với các trung tâm trên đất liền nhờ sử dụng nước biển để làm mát.

Tại bang Maine (Mỹ), công ty DeepGreen Western Passage đã đề xuất xây dựng một trung tâm dữ liệu AI có thể đặt chìm dưới nước tại Vịnh Fundy. Hệ thống dự kiến được cấp điện từ các tuabin thủy triều, được thiết kế để khai thác các dòng thủy triều mạnh trong khu vực.

Các trung tâm dữ liệu trên đất liền cũng có thể tận dụng phương pháp làm mát bằng nước biển. Tại Bồ Đào Nha, trung tâm dữ liệu AI SIN01 ở thành phố Sines sử dụng nước biển từ Đại Tây Dương để làm mát máy chủ trước khi xả nước trở lại đại dương.

Tiềm năng của các trung tâm dữ liệu trên đại dương
Những phương án khác nhau này có thể giúp giảm nhu cầu sử dụng điện từ lưới để vận hành máy tính và thiết bị làm mát của trung tâm dữ liệu, đồng thời giảm lượng nước ngọt tiêu thụ.

Khoảng cách xa khu dân cư cũng có thể trở thành một lợi thế đối với các trung tâm dữ liệu đặt dưới hoặc trên mặt biển. Một cuộc khảo sát của công ty Gallup vào tháng 3/2026 cho thấy 70% người Mỹ phản đối việc xây dựng các trung tâm dữ liệu AI trong cộng đồng nơi họ sinh sống. Trong khi đó, hơn một nửa dân số thế giới sống trong phạm vi 193 km, tính từ bờ biển. Vì vậy, triển khai trung tâm dữ liệu dưới nước có thể là một cách khác để giữ hạ tầng điện toán ở vị trí tương đối gần các khách hàng, qua đó bảo đảm tốc độ cung cấp dịch vụ.

Tuy nhiên, công tác bảo trì là một thách thức lớn. Nếu một máy tính dưới nước gặp sự cố, thiết bị đó không thể được sửa chữa hoặc thay thế trực tiếp tại chỗ. Toàn bộ mô-đun trung tâm dữ liệu kín có thể phải đưa lên mặt nước, ngay cả khi chỉ có một máy tính cần sửa chữa.

Đại dương có thể đáp ứng sự phát triển của công nghệ AI hay không?
Mối lo ngại môi trường chính đối với các trung tâm dữ liệu trên đại dương liên quan đến nước biển được sử dụng để làm mát. Việc xả nước ấm hoặc nóng trở lại môi trường có khả năng ảnh hưởng đến nồng độ oxy, độ pH và các sinh vật biển trong vùng nước xung quanh.

Tác động nhiệt này đã được ghi nhận tại một số ít trung tâm dữ liệu trên biển đang hoạt động. HiCloud, nhà thầu kỹ thuật của trung tâm dữ liệu dưới nước tại khu vực Hải Nam, Trung Quốc, cho biết nhiệt độ nước biển gần cơ sở tăng gần 1°C, tương đương 1,8°F. Trung tâm SIN01 tại thành phố Sines, Bồ Đào Nha, cũng xả nước biển trở lại môi trường với nhiệt độ cao hơn khoảng 1°C.

Nhiều loài sinh vật biển phụ thuộc vào nhiệt độ nước ổn định để sinh sản, kiếm ăn và di cư. Điều này làm dấy lên lo ngại rằng lượng nhiệt do nhiều trung tâm dữ liệu dưới nước cùng thải ra có thể tạo nên tình trạng ô nhiễm nhiệt cục bộ và làm thay đổi các hệ sinh thái biển. Trong khi đó, đại dương vốn đã chịu nhiều áp lực. UNESCO, cơ quan của Liên Hợp Quốc thúc đẩy hợp tác quốc tế trong nhiều lĩnh vực, bao gồm bảo tồn, ước tính khoảng 60% các hệ sinh thái biển hiện đã bị suy thoái hoặc đang được khai thác theo cách không bền vững.

Đại dương cũng đang nóng lên cùng với khí quyển, ngay cả khi chưa tính đến lượng nhiệt thải bổ sung từ các trung tâm dữ liệu. Sự gia tăng nhiệt độ này đã đe dọa các hệ sinh thái rạn san hô, rừng ngập mặn, thảm cỏ biển và nhiều mắt xích khác trong mạng lưới thức ăn của đại dương. Khi hiện tượng nóng lên tiếp tục diễn ra, nước biển tại một số khu vực cũng sẽ trở nên kém hiệu quả hơn trong việc làm mát thiết bị điện tử.

Các trung tâm dữ liệu dưới nước có thể hỗ trợ sự phát triển của công nghệ AI, đồng thời giảm bớt một phần áp lực về đất đai, năng lượng và nước. Tuy nhiên, phép thử thực sự nằm ở việc liệu đại dương có thể trở thành biên giới điện toán tiếp theo của công nghệ AI mà không đồng thời trở thành một vấn đề môi trường mới do chính AI tạo ra hay không.

Để xem các tin bài khác về “Trung tâm dữ liệu”, hãy nhấn vào đây.

 

Nguồn: Maritime Executive