Il rapido sviluppo dell’intelligenza artificiale e del cloud computing sta alimentando una domanda in costante aumento di capacità di calcolo. Un aspetto critico di questi sistemi è il costo del raffreddamento: in un data center tradizionale, fino al 40 % dell’energia viene destinato a mantenere i server in temperatura operativa.
In risposta, alcune aziende – tra cui alcune cinesi – stanno sperimentando l’idea di data center sottomarini, immersi negli abissi oceanici, dove le acque fredde agirebbero da dissipatore naturale di calore. Questa metodologia promette riduzioni radicali dei costi operativi, ma porta con sé incognite ingegneristiche da risolvere, rischi ambientali e implicazioni per la catena logistica dell’infrastruttura informatica.
Tra le iniziative più ambiziose si pone il progetto cinese di Hailanyun (HiCloud) al largo di Shanghai, anche se non è la prima né l’unica sperimentazione in tal senso nel panorama globale.
L’esperienza Microsoft: Project Natick
Un precedente significativo è rappresentato dal Project Natick, un’iniziativa di ricerca condotta da Microsoft tra il 2015 e l’anno scorso per verificare la fattibilità tecnica ed economica dei data center sottomarini.
Nel caso in questione, il modulo sommerso usufruiva di un sistema di raffreddamento realizzato pompando acqua marina attraverso scambiatori termici e risultò avere un’affidabilità superiore rispetto a molti data center terrestri con tassi di guasto otto volte inferiori, grazie all’ambiente sigillato e all’assenza di polvere, vibrazioni e ossidazione, fattori che prolungavano potenzialmente la vita operativa delle macchine fino a 25 anni.
Tuttavia, nel 2024 Microsoft ha ufficialmente dichiarato che Project Natick non sarà proseguito come iniziativa attiva, pur mantenendo i dati raccolti per futuri progetti di efficienza nei data center terrestri.
Tra le ragioni del suo abbandono si annoverano la difficoltà e il costo della manutenzione, problemi pratici nel sostituire componenti, l’accesso limitato alle apparecchiature e l’incertezza sul ritorno economico su larga scala.
La rinnovata strategia delle aziende cinesi
Se la sperimentazione condotta da Microsoft rimase solo sul piano dimostrativo delle potenzialità insite nei data center sottomarini, il testimone raccolto dalle aziende cinesi, supportate da importanti sussidi statali, mira sia a dare dimensioni significative allo sviluppo di progetti in tal senso, sia, soprattutto, a realizzare un’applicazione da validare in un ambiente commerciale su vasta scala.
In questo contesto si inserisce il progetto Hailanyun, sviluppato in collaborazione con entità statali come COOEC (China Offshore Oil Engineering), che ha già posizionato un modulo commerciale sottomarino nell’isola di Hainan con una massa di 1.400 tonnellate, 400 server e capacità comparabile a 30.000 computer da gaming.
L’impianto è progettato per gestire modelli di intelligenza artificiale e dispone di un sistema di raffreddamento completamente passivo dove l’acqua marina viene pompata attraverso scambiatori posti dietro i rack per dissipare calore, eliminando praticamente la necessità di sistemi attivi di climatizzazione.
L’obiettivo che il sistema dovrebbe garantire è quello di abbattere i costi di cooling. A tale proposito Hailanyun dichiara una riduzione del consumo energetico per raffreddamento fino al 90 % rispetto agli impianti terrestri e un risparmio complessivo stimato del 30 % del fabbisogno energetico totale.
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Criticità e punti di debolezza
La strategia perseguita dalle aziende cinesi coinvolte è quella di rendere operative 100 unità sottomarine entro il 2027 con un investimento di circa 880 milioni di dollari. Il giudizio sull’intera operazione deve però tener conto dei forti costi iniziali d’impiego e di manutenzione dovuti, tra l’altro, alla necessità di utilizzare materiali resistenti alla corrosione marina, rivestimenti speciali, sigillature resistenti. Anche la manutenzione appare più complessa ed onerosa necessitando di collegamenti con strutture di superficie.
Un ulteriore incognita è costituita dal timore che applicazioni su larga scala di tal genere dissipando il calore ma non eliminandolo, possano generare un rischio ambientale dovuto all’inquinamento termico, con aumento della temperatura dell’acqua e conseguente alterazione degli ecosistemi marini locali.
Da non trascurare, infine, il fattore sicurezza che potrebbe derivare da una maggior vulnerabilità delle infrastrutture subacquee.
Il progetto dovrà quindi dimostrare che il risparmio energetico conseguibile sia in grado di ammortizzare il forte investimento iniziale previsto in materiali e mano d’opera altamente qualificata, oltre a dissipare i timori derivanti dal suo impatto sull’ecosistema generale.
Vantaggi operativi per la logistica
Anche la logistica, come tutte le attività che richiedono elaborazione dati ad alta velocità e bassa latenzapossono trarre vantaggio dall’applicazione dei data center sottomarini.
Un loro posizionamento più vicino alla costa, in prossimità di città e porti, consente, infatti, di accorciare le linee di trasmissione dati, riducendo in maniera significativa la latenza. Per la logistica, dove le operazioni sono spesso legate a sistemi di gestione portuale, monitoraggio in tempo reale delle merci, navigazione autonoma e IoT industriale, la bassa latenza è essenziale per l’efficacia e la tempestività decisionale. A testimonianza di ciò, l’accelerazione del 5G, dell’IoT industriale e delle piattaforme di e-commerce transfrontaliere sono obiettivi specifici del data center sottomarino cinese.
Un ulteriore vantaggio logistico è poi costituito dalla velocità di dispiegamento dei data center sottomarini, tale da permettere una rapida espansione della capacità di calcolo per rispondere a picchi di domanda o a nuove esigenze infrastrutturali. Ciò è reso possibile dalla struttura stessa dei data center, costituiti da moduli prefabbricati a terra in modo da poter essere distribuiti in tempi molto rapidi.
L’ambiente sottomarino, infine, offre stabilità termica e l’assenza di contaminanti (polvere, umidità dell’aria) che si traduce in una vita operativa prolungata e un minor tasso di guasti. Per i sistemi logistici, questa maggiore affidabilità operativa è un grande vantaggio, riducendo i tempi di inattività e i costi associati alla manutenzione hardware.
