Дата-центры, ориентированные на развитие искусственного интеллекта, испытывают значительную нехватку электроэнергии, а также сталкиваются с ограничениями, присущими традиционным системам электрораспределения на базе медных кабелей. Учитывая продолжительность циклов наращивания генерирующих мощностей, снижение потерь энергии в процессе ее доставки и распределения внутри ЦОД становится критически важной задачей. Единственным эффективным решением этой проблемы видится внедрение сверхпроводимости, несмотря на сопутствующие сложности.
Помимо минимизации потерь, возникающих из-за электрического сопротивления, сверхпроводимость обеспечивает возможность создания более компактных контуров энергораспределения. Стоит отметить, что площадь, которую сейчас занимают кабельные трассы, трансформаторное оборудование и прочие элементы инфраструктуры, зачастую сопоставима с размером самих вычислительных залов ЦОД. В Соединенных Штатах, по оценкам специалистов, до 5% произведенной электроэнергии теряется на этапе доставки к конечным потребителям, что в масштабах страны представляет собой колоссальный объем.
Традиционные медные проводники подвержены нагреву, требуют развертывания крупных подстанций и занимают значительные площади, что создает препятствия для масштабирования инфраструктуры в условиях экспоненциального роста вычислительных задач, обусловленных развитием искусственного интеллекта. ВТСП-кабели (высокотемпературные сверхпроводники) предлагают потенциальное решение, при котором медная проводка заменяется на более эффективные материалы. Эти материалы, преимущественно на основе оксида редкоземельного бария-меди (REBCO), при охлаждении жидким азотом до температуры около -196 °C полностью теряют электрическое сопротивление. Это свойство позволяет передавать высокие мощности практически без потерь, в компактном форм-факторе и без падения напряжения.
Система охлаждения функционирует в замкнутом цикле с рециркуляцией азота, что делает технологию относительно безопасной и применимой в промышленных масштабах. Например, Microsoft активно инвестирует в это направление, вложив 75 миллионов долларов в компанию Veir, специализирующуюся на разработке ВТСП-кабелей. Уже существуют прототипы серверных стоек, работающих на сверхпроводящем питании. Эта технология обеспечивает ряд ключевых преимуществ: существенное снижение энергопотерь, уменьшение требуемой площади для размещения энергосистем, повышение стабильности сетей и минимизация воздействия на окружающую среду.
Однако внедрение данной технологии сопряжено с определенными барьерами. К ним относятся высокая начальная стоимость материалов и криогенных систем, необходимость сложной инженерной интеграции и прочие сложности, характерные для всех новых технологий. Таким образом, в обозримом будущем ВТСП-кабели вряд ли полностью вытеснят медь во всех сферах. Тем не менее, для энергоемких вычислений на основе ИИ и строительства дата-центров сверхпроводимость может принести существенные выгоды, особенно в условиях, когда ограничения по пространству и мощности становятся критически важными факторами.
По мере увеличения объемов производства лент REBCO и совершенствования стандартов развертывания подобных решений, их стоимость, очевидно, будет снижаться. Эксперты Microsoft и Veir считают, что сверхпроводники позволят создавать более эффективные, компактные и экологически чистые системы электропитания, способствуя решению проблем экспоненциального роста энергопотребления в эпоху искусственного интеллекта.