Microsoft тестирует сверхпроводящие кабели для ИИ-ЦОД

Компания Microsoft усилила свои усилия в области генеративного ИИ за последние несколько лет, активно внедряя передовые технологии в свои продукты и сервисы. Однако стало очевидно, что ИИ требует огромного количества электроэнергии, вычислительных ресурсов и воды для охлаждения, чтобы поддерживать свою работу.

По всей видимости, компания нашла новый и потенциально эффективный способ строительства дата-центров — с использованием высокотемпературных сверхпроводников (HTS). Эти материалы обеспечивают прохождение электричества без сопротивления и позволяют экономить пространство, повышая эффективность компоновки оборудования в центрах обработки данных (ЦОД).

В наши дни в дата-центрах используются медные кабели, которые и так достаточно эффективно проводят электричество. Однако HTS-кабели, как сообщается, справляются с этой задачей лучше. Благодаря нулевому сопротивлению при передаче тока существенно сокращаются потери энергии. Кроме того, HTS-кабели легче и значительно компактнее по сравнению с медными аналогами.

Стремительное строительство дата-центров по всему миру для поддержки развития ИИ уже вызвало недовольство местных сообществ. Причина — негативные последствия, которые они приносят: высокая нагрузка на энергосистемы, потребление воды, шум, изменение городской среды.

В 2024 году в отчете указывалось, что потребление электроэнергии Microsoft и Google превысило энергопотребление более чем 100 стран. Жители рядом с такими дата-центрами могут столкнуться с проблемами: счета за электричество становятся выше, воды может не хватать, ухудшается экология, а жилье и аренда дорожают так, что некоторым людям приходится переезжать.

До настоящего момента HTS-кабели использовались в отрасли ограниченно — в основном из-за сложности технологии и высокой стоимости. Несмотря на то, что такие кабели обеспечивают нулевое сопротивление току, вся остальная система по-прежнему требует охлаждения.

Часть компонентов HTS (так называемая HTS-лента) производится из редкоземельного материала — оксида меди и бария. Производство этого материала в значительной степени сосредоточено в Китае. Эксперты предупреждают, что Microsoft, возможно, придётся наращивать производство этой ленты, чтобы снизить её стоимость и сделать технологию экономически оправданной.

При этом ведущие исследовательские лаборатории в области ИИ активно ищут альтернативные источники энергии для покрытия огромного спроса на электричество. В числе перспективных направлений — термоядерная энергетика. Примечательно, что большая часть производимой сегодня HTS-ленты используется именно для исследований в области термоядерного синтеза. Это уже привело к снижению стоимости материала.

Microsoft планирует использовать высокотемпературные сверхпроводники несколькими способами. В частности, компания хочет применять HTS-кабели внутри дата-центров, поскольку они значительно компактнее медных проводов. Это позволит по-новому организовать электрические помещения и размещение оборудования.

Кроме того, Microsoft рассматривает сотрудничество с энергетическими компаниями для строительства линий электропередачи на большие расстояния с использованием HTS-кабелей. Если проект удастся реализовать, это позволит обойти сложности, связанные с модернизацией энергосетей и подключением дата-центров — процессы, которые обычно требуют согласований в разных юрисдикциях.

Несмотря на ограниченное распространение HTS-кабелей в отрасли из-за их сложности, они обладают серьезным преимуществом по сравнению с традиционными воздушными линиями электропередачи. Например, если стандартные линии требуют охранную зону шириной около 70 метров, то HTS-кабелям может быть достаточно всего 2 метров. Это делает их гораздо более компактным и эффективным решением с точки зрения использования пространства.

В прошлом месяце Microsoft объявила о планах по созданию инфраструктуры ИИ формата «Community-First». Цель инициативы — сделать так, чтобы дата-центры не приводили к росту тарифов на электроэнергию, минимизировали потребление воды, создавали рабочие места для местных жителей и оказывали меньшее негативное влияние на окружающую среду.