我们如何在不烧毁地球或耗尽水资源的情况下推动人工智能革命及其对数据中心不断增长的需求？一些解决方案基于一种复兴的技术：核能。其他人要求我们向上看很远，看向看似从其中拔出的东西 2001：太空漫游，太空数据中心。另一方面，我们可能需要尼莫船长的 鹦鹉螺 在海底旅行两万里。
如果人工智能的能源危机需要现有电网无法提供的持续、可靠的电力，那么以较小规模重新构想的核电可能就是答案。小型模块化反应堆 (SMR) 是一种核装置，其组件可以在工厂制造、运输到现场并在主要电力消费者（包括数据中心园区）附近组装。运营商可以获得专用的低碳电力来源，而不是完全依赖已经紧张的电网。
它们的吸引力在于它们的简单性。许多提议的中小型反应堆还采用了被动安全系统，允许反应堆在没有操作员干预或外部电源的情况下关闭。支持者认为，这些功能可以降低事故风险，使中小型反应堆能够更靠近人口稠密的城市和数据中心。一些设计还使用闭环冷却系统来回收水，减少对淡水的需求。
“中小型反应堆承诺提供清洁、持续的电力，但距离广泛的商业现实还有很长的路要走”
然而，这还不是一项成熟的商业技术。 NuScale Power是目前唯一一家其SMR设计获得美国核管理委员会批准的公司。它还参与了由 ENTRA1 energy 和田纳西河谷管理局牵头的一项重大拟议计划，该计划的目标是到 2030 年在美国东南部的多个地点部署 6 吉瓦的 NuScale 容量。这将产生足够的电力，为大约 450 万个家庭或 60 个大型数据中心供电。
中小型反应堆承诺提供清洁、持续的电力，但距离广泛的商业现实还有很长的路要走。由于预计成本大幅上升，NuScale 在犹他州的旗舰项目于 2023 年被取消。每个新站点都必须在仍在不断发展的监管框架内获得批准和许可。如果数据中心能源的未来陷入监管听证会和施工队列，也许解决方案不在于重新发明电源，而在于将数据中心转移到冷却已经免费的地方。
2026年5月，中国工程师开始运营世界上第一个商业水下数据中心。这个重达 1,950 吨的巨型钢制太空舱位于上海沿海，坐落在海底，四层共容纳 192 个服务器机架。与传统数据中心不同，该设施利用周围 15°C 的海水作为天然散热器。其开发商声称，该中心零淡水消耗，减少了 90% 以上的土地使用，并且高达 95% 的电力来自附近的海上风电场。
“上海项目让我们看到了服务器场既不占用宝贵土地也不占用淡水资源的未来”
传统数据中心消耗大量电力只是为了防止服务器过热。通过将热量传递到周围的海洋，水下设施可以将其电力的一小部分用于冷却。因此，上海项目让我们得以一睹服务器集群既不占用宝贵土地也不占用淡水资源的未来。
然而困难的问题仍然存在。这些设施将如何承受几十年的腐蚀和海洋生长？向当地海洋环境释放热量会产生哪些生态效应？除了技术挑战之外，还存在安全问题。声音在水中的传播速度比在空气中传播得更快、更远，这可能会使水下的服务器容易受到声学攻击。通过以特定谐振频率传输声波，攻击者可能会破坏硬盘驱动器，甚至造成永久性损坏。毕竟，海底管道和通信电缆已经成为地缘政治热点，这表明保护海浪下的关键基础设施是多么困难。
尽管存在这些不确定性，中国的水下数据中心为一项可以改变数字基础设施的技术提供了现实世界的测试案例。有时，最具创新性的解决方案确实位于地下深处。
但是，虽然一些工程师的目光向下，但其他工程师的目光却要高得多。轨道数据中心的论点最初看起来很简单。将服务器发射到太空，那里阳光充足，土地和淡水无关紧要，而且没有当地社区反对规划许可。太阳能电池板可以在云层上方发电，而冷却系统则根本不需要水。
“提供丰富太阳能的环境也使冷却和施工变得异常困难”
然而，在真空中冷却是非常困难的。在地球上，热量可以通过流动的空气或水带走。在太空中，它必须通过热辐射来释放：这是一个相对缓慢的过程，需要巨大的散热器板。一个小风扇可以冷却笔记本电脑，但多兆瓦的轨道数据中心需要巨大的表面积来散发相同的热量。从这个角度来看，辐射 10 兆瓦的废热（足以为大约 8,000 个家庭供电）需要覆盖大约两个足球场的太阳能电池板。
在太空中，太阳能电池板的放置方式在地球上是不可能的。为了捕获最大的阳光，它们被放置在太阳同步轨道上，在那里它们处于持续的阳光下，没有夜晚或阴天中断发电。这些面板通常直接面向太阳，许多设计都具有旋转机制来完美跟踪太阳，确保面板保持垂直于太阳光线。由于这种持续、无障碍的阳光照射，一些人估计太空中的太阳能电池板每平方米比地面上的太阳能电池板能多捕获 30% 以上的能量。
但与散热器一样，我们也面临着类似的规模问题。现代人工智能数据中心可以包含数以万计的耗电处理器。在轨道上为它们供电需要太阳能电池阵列，其面积相当于数百个足球场。提供丰富太阳能的环境也使冷却和施工变得异常困难。
太空在很多方面都是充满敌意的。辐射会损坏电子设备，维修费用极其昂贵，每发射一公斤都会产生巨大的成本。卫星还必须在日益拥挤的轨道环境中导航，其中充满了超过 40,000 个在轨跟踪物体和无数较小的碎片。
尽管如此，比赛已经开始了。 SpaceX 公布了其 AI1 计算卫星的计划，据报道，该卫星的峰值计算负载为 150 千瓦，展开翼展约为 70 米。该公司的最终目标是到 2027 年底每年部署 1 吉瓦的轨道计算能力。
“这些任务将测试人工智能硬件是否能够承受辐射、卫星之间的快速通信以及散发足够的热量”
其他公司也在追求类似的目标。 Starcloud 已将 Nvidia H100 图形处理器送入轨道，而谷歌的 Project Suncatcher 计划在 2027 年初将两颗原型卫星送入太空。这些初始任务将测试强大的 AI 硬件是否能够承受辐射、卫星之间快速通信以及散发足够的热量以可靠运行。目前，轨道数据中心仍然是一项实验，而不是地面数据中心的替代品。
从海洋深处到真空太空，工程师们正在突破科学的极限，以保持我们的数字世界的运行：小到可以装在卡车上的核反应堆、海底的服务器群以及绕地球运行的超级计算机。野心是惊人的，但代价也是如此。随着政府和企业向这些项目投入数十亿美元，一个问题仍然存在：这一切值得吗？
因为人工智能应该做的不仅仅是生成聪明的段落。它应该有助于治疗疾病、预测灾难并修复我们对地球造成的损害。如果我们建立的只是一种更有效的方式来更快地生产内容，那么我们将花费一个国家的精力来换取更快的响应时间。这些技术正在迅速发展。问题是我们是否准备好明智地使用它们。
