مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي تتجه إلى الموصلات الفائقة عالية الحرارة لمواجهة أزمة الطاقة

عالمي - وكالة أنباء إخباري

مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي تتجه إلى الموصلات الفائقة عالية الحرارة لمواجهة أزمة الطاقة

إن التوسع المتواصل للذكاء الاصطناعي يدفع حدود القدرة الحاسوبية، لكن هذا النمو الهائل يأتي مصحوبًا بتحدٍ كبير: طلب لا يشبع على الطاقة. مع انتشار مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي عالميًا، فإنها تضع ضغطًا غير مسبوق على الشبكات الكهربائية الحالية وبنية تحتية نقل الطاقة التقليدية. استجابةً لذلك، تستكشف الشركات العملاقة، التي يشار إليها غالبًا باسم عمالقة الإنترنت مثل خدمات أمازون ويب، وجوجل كلاود، ومايكروسوفت أزور، بحماس حلولًا مبتكرة لتعزيز قدرة الطاقة وكفاءتها ضمن مساحة مادية متقلصة. ومن بين أكثر السبل الواعدة اعتماد تقنية الموصلات الفائقة عالية الحرارة (HTS)، والتي تستعد لإحداث ثورة في كيفية توصيل الطاقة إلى قلب عمليات الذكاء الاصطناعي.

إن الشبكات الكهربائية التقليدية، على الرغم من قوتها، غير فعالة بطبيعتها. تشير إدارة معلومات الطاقة الأمريكية (EIA) إلى متوسط ​​5 بالمائة من خسائر النقل والتوزيع السنوية، وهو رقم يمكن أن يكون أعلى بكثير في مناطق أخرى حول العالم. هذه الكفاءة المنخفضة، جنبًا إلى جنب مع الحجم الهائل للطاقة المطلوبة من قبل مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي الحديثة - والتي يمكن أن تستهلك قدرًا من الكهرباء يوازي مدنًا صغيرة - تتطلب تغييرًا جذريًا. أسلاك النحاس، حجر الزاوية في نقل الكهرباء لعقود، تعمل عن طريق توصيل التيار، ولكن ليس بدون مقاومة. تولد هذه المقاومة حرارة، مما يؤدي إلى فقدان الطاقة، وانخفاض الكفاءة، وقيود على كمية الطاقة التي يمكن نقلها بأمان عبر خط معين. أصبحت هذه العيوب عنق الزجاجة الحيوية لمنشآت الذكاء الاصطناعي المصممة لحشر أحمال كهربائية ضخمة في مساحات مدمجة بشكل متزايد.

هنا تبرز الموصلات الفائقة عالية الحرارة. على الرغم من اسمها المضلل إلى حد ما، فإن مواد HTS تعمل في درجات حرارة منخفضة جدًا (تبريد شديد)، وإن كانت أكثر دفئًا بكثير من تلك المطلوبة للموصلات الفائقة التقليدية. يكمن الابتكار الأساسي في قدرتها على توصيل الكهرباء بلا مقاومة تقريبًا عند تبريدها، مما يلغي إلى حد كبير فقدان الطاقة المرتبط بالموصلات التقليدية. تترجم هذه الخاصية الأساسية إلى مزايا عملية عميقة لتوصيل الطاقة. كابلات HTS ليست أصغر وأخف وزنًا بكثير من نظيراتها النحاسية فحسب، بل تنقل التيار أيضًا دون انخفاض في الجهد أو توليد حرارة. هذه الكفاءة المتأصلة وعامل الشكل المدمج يجعلانها حلًا مثاليًا لمراكز بيانات الذكاء الاصطناعي، التي تكافح باستمرار قيود المساحة وتحديات الإدارة الحرارية.

برزت مايكروسوفت كمؤيد ومستثمر صريح في تقنية HTS. سلط ألاستير سبيرز، المدير العام للبنية التحتية العالمية في مايكروسوفت، الضوء على الإمكانات في منشور مدونة حديث، قائلًا: "نظرًا لأن الموصلات الفائقة تشغل مساحة أقل لنقل كميات كبيرة من الطاقة، يمكنها مساعدتنا في بناء أنظمة أنظف وأكثر إحكامًا." يمتد التزام الشركة إلى استثمار كبير بقيمة 75 مليون دولار أمريكي في Veir، وهي شركة رائدة في تطوير تكنولوجيا الطاقة فائقة التوصيل. تستخدم موصلات Veir شريط HTS، الذي يعتمد عادةً على فئة من المواد المعروفة باسم أكسيد النحاس الباريوم الأرضي النادر (REBCO) - وهي طبقة فائقة التوصيل خزفية مترسبة كفيلم رقيق على ركيزة معدنية، ثم يتم هندستها لتصبح موصلًا قويًا يمكن تجميعه في كابلات الطاقة. يوضح تيم هايدل، الرئيس التنفيذي والمؤسس المشارك لشركة Veir: "الفرق الرئيسي عن النحاس أو الألومنيوم هو أن الطبقة فائقة التوصيل، عند درجة حرارة التشغيل، تحمل التيار بمقاومة كهربائية شبه معدومة، مما يتيح كثافة تيار عالية جدًا في عامل شكل أكثر إحكامًا بكثير."

بينما لا تزال كابلات HTS تتطلب تبريدًا شديدًا، فقد طورت Veir حلًا عمليًا: نظام نيتروجين سائل مغلق الدورة. يدور النيتروجين السائل عبر طول الكابل، ويخرج عند الطرف البعيد، ثم يتم تبريده وإعادة تدويره إلى البداية، مما يحافظ على درجة حرارة التشغيل المنخفضة الضرورية. يؤكد هايدل على التطبيق العملي لهذا النهج: "النيتروجين السائل مادة وفيرة ومنخفضة التكلفة وآمنة تستخدم في العديد من التطبيقات التجارية والصناعية الهامة على نطاق واسع. نحن نستفيد من الخبرة والمعايير الخاصة بالعمل مع النيتروجين السائل المثبتة في صناعات أخرى لتصميم حلول مراكز بيانات مستقرة مصممة للتشغيل المستمر، مع المراقبة والضوابط التي تتناسب مع توقعات البنية التحتية الحيوية بدلًا من ظروف المختبر." يفضل هايدل أيضًا أنظمة التبريد الخارجية لتقليل البصمة الداخلية والتعقيد التشغيلي داخل مركز البيانات نفسه.

إن دمج مواد الأرض النادرة وحلقات التبريد وأنظمة التبريد الشديدة يضيف تكاليفًا كبيرة، مما يعني أنه من غير المرجح أن تحل HTS محل النحاس في غالبية التطبيقات اليومية. ومع ذلك، تبرز جدواها الاقتصادية في السيناريوهات المتخصصة ذات القيمة العالية حيث يكون توصيل الطاقة مقيدًا بشدة بالمساحة والوزن وانخفاض الجهد والحرارة. يلاحظ هايدل: "في هذه الحالات، تظهر القيمة على مستوى النظام: بصمات أصغر، وخسائر مقاومة أقل، ومرونة أكبر في كيفية توجيه الطاقة." بالنسبة لعمالقة الإنترنت الذين يبنون مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي، يمكن تعويض الاستثمار الأولي في تطوير ونشر HTS بالمكاسب طويلة الأجل في الكفاءة، وتقليل التكاليف التشغيلية، والقدرة على تقديم خدمات الذكاء الاصطناعي المتطورة على نطاق أوسع وبموثوقية أكبر.

إن نضوج تصنيع HTS، لا سيما في إنتاج الشريط، يساهم أيضًا في تحسين الفعالية من حيث التكلفة وتوفر الإمدادات. يؤكد حسام العيسى، مدير تكنولوجيا الأنظمة في مايكروسوفت: "ينصب تركيزنا حاليًا على التحقق من صحة هذه التقنية وتقليل مخاطرها مع شركائنا مع التركيز على تصميم الأنظمة والتكامل." تثبت مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي، بمتطلباتها الهائلة من الطاقة وأهميتها الاستراتيجية، أنها حقل الاختبار المثالي لهذه التكنولوجيا التحويلية. مع تزايد اعتماد العالم على الذكاء الاصطناعي، يمكن أن يكون توصيل الطاقة الفعال والمدمج الذي توفره الموصلات الفائقة عالية الحرارة هو المفتاح لإطلاق إمكاناته الكاملة، مما يضمن أن البنية التحتية يمكنها مواكبة الابتكار.

وكالة أنباء إخباري