Microsoft изучает возможность использования высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП, HTS) для питания своих дата-центров. Компания рассчитывает, что системы электропитания на основе ВТСП послужат заменой медным и алюминиевым кабелям и существенно повысят энергоэффективность ЦОД. Правда, точные сроки внедрения новой технологии пока не называются, сообщает The Register.

Высокотемпературные сверхпроводники позволяют передавать электроэнергию практически без электрического сопротивления и потерь на нагрев. Кабели такого типа представляют собой сверхпроводящие ленты в жидком азоте и, по данным Microsoft, они занимают значительно меньше пространства в сравнении с традиционными кабелями, рассчитанными на ту же мощность.

Microsoft утверждает, что с традиционными проводниками операторам ЦОД требуется делать выбор между расширением подстанций, добавлением дополнительных кабелей-фидеров, снижением плотности развёртывания энергетической инфраструктуры или просто отказом от расширения объекта. HTS-системы позволят увеличить энергетическую плотность, не занимая дополнительного пространства и используя более «чистые» схемы электроснабжения.

Источник изображения: Veir

Но пока сверхпроводящие кабели не нашли широкого применения даже в традиционных электросетях, поскольку такие материалы труднодоступны, работать с ними сложно, да и в целом технология пока весьма дорога. ВТСП-кабели часто дороже классических, а передача высокого напряжения по существующим HTS-линиям текущего поколения — довольно сложная задача.

Источник изображения: AMSC

В начале 2025 года Microsoft инвестировала в Veir, которая разрабатывает ВТСП-системы электропитания для дата-центров гиперскейлера. Veir продемонстрировала функционирующую систему в ноябре, но даже в ходе демонстрации удалось передать всего 3 МВт по одному кабелю в «имитированной и масштабируемой среде ЦОД». Полная коммерциализация планируется в 2026 году, но это вовсе не значит, что Microsoft начнёт внедрять технологию в ближайшее время.

Источник изображения: Microsoft

Veir заявляет, что ВТСП-система по-прежнему находится на стадии разработки и оценки возможностей внедрения в масштабах гиперскейлера, а упомянули её в контексте недавних достижений в соответствующей области. Тем не менее, пока речь идёт о тестировании, проверке и укреплению доверия к технологии со стороны партнёров Microsoft.

Источник изображения: Microsoft

В последних проектах создания ЦОД часто случаются ситуации, когда та или иная компания заявляет об «изменении правил игры» с заключением партнёрского соглашения с разработчиков новой технологии, например — малых модульных реакторов (SMR). При этом такие технологии часто не готовы к коммерческому применению и потребитель продолжает пользоваться старыми решениями, например — электростанциями на природном газе.

Пока Microsoft ограничивается туманными заявлениями о том, что HTS-линии уменьшат «физическое и социальное воздействие энергетической инфраструктуры», но не уточнила, кому, кроме самой Microsoft, принесут пользу высокотемпературные сверхпроводники и какую именно. Компания утверждает, что ВТСП ЛЭП нового поколения помогут ускорить расширение ИИ ЦОД. Тем не менее, для раскрытия полного потенциала HTS необходимо пересмотреть традиционные представления об энергосистемах и переосмыслить подходы к передаче электричества и проектированию ЦОД.

Американская компания Veir объявила об успешном испытании своей технологии STAR (Superconducting Technology for AI Racks), которая предполагает использование сверхпроводящих силовых кабелей для питания оборудования в ИИ ЦОД.

Разработанное решение предусматривает замену традиционных кабелей на трубки аналогичного размера, в которых находятся сверхпроводящие ленты в жидком азоте с температурой −196 °C. Утверждается, что благодаря такому подходу передаваемая мощность может быть повышена на порядок при том же напряжении. В январе нынешнего года Veir получила $75 млн на развитие технологии: средства предоставили Munich Re Ventures, Microsoft Climate Innovation Fund, Tyche Partners, Piva Capital, National Grid Partners, Dara Holdings и SiteGround.

Тестирование системы STAR осуществлялось в моделируемой и масштабируемой среде ЦОД недалеко от штаб-квартиры Veir в Уоберне (Woburn) в Массачусетсе (США). Утверждается, что технология позволяет передавать до 3 МВт энергии по одному низковольтному кабелю. При этом протяжённость таких линий может в пять раз превосходить длину традиционных кабельных подключений. Система рассчитана на работу при напряжении до 800 В.

Источник изображения: Veir

По оценкам Международного энергетического агентства (IEA), в течение следующих пяти лет потребление электроэнергии в дата-центрах по всему миру вырастет более чем в два раза, достигнув 945 ТВт·ч к концу десятилетия. При этом мощность серверных стоек для ИИ, как ожидается, будет составлять до 500 кВт. Традиционная электротехническая инфраструктура, как заявляет Veir, не способна удовлетворить такие потребности, в связи с чем понадобится внедрение принципиально новых решений.

Система STAR позволяет повысить гибкость развёртывания ЦОД благодаря высокой плотности мощности в расчёте на один кабель и увеличению охвата, говорит компания. При этом сокращается площадь, занимаемая компонентами подсистем питания, а также уменьшаются сроки ввода объектов в эксплуатацию. Начать коммерциализацию технологии компания Veir намерена в следующем году.

Американский разработчик сверхпроводящих электрокабелей Veir завершил раунд финансирования серии B. Компания привлекла $75 млн от ряда инвесторов, включая Microsoft, сообщает Datacenter Dynamics. Раунд возглавил инвестиционный фонд Munich Re Ventures при участии Microsoft Climate Innovation Fund, Tyche Partners, Piva Capital, National Grid Partners, Dara Holdings и SiteGround.

Veir разрабатывает сверхпроводящие решения для дата-центров, проектов возобновляемой энергетики и других промышленных объектов. Полученные средства она намерена использовать для ускорения коммерциализации своих решений. В общей сложности компания привлекла уже $115 млн. В этом году планируется демонстрация реального использования сверхпроводящих технологий в ЦОД.

Существующие кабели заменят на трубки аналогичного размера, в которых будут находиться сверхпроводящие ленты в жидком азоте с температурой −196 °C. В компании обещают, что её решение по сравнению с традиционными силовыми кабелями позволит на порядок повысить передаваемую мощность при том же напряжении. Решение Veir не использует компрессоры, что позволит сократить затраты и упростит массовое внедрение.

Источник изображения: Veir

Предполагается, что строители ЦОД получат новые возможности фоне повсеместного внедрения всё более мощных ИИ-ускорителей. Сверхпроводники, по словам компании, позволят повысить эффективность энергетической инфраструктуры, сэкономят пространство и упростят проектирование кампусов. По словам Microsoft, технологии Veir поспособствуют «декарбонизации» ЦОД, росту поставок безуглеродной энергии, повышению эффективности и устойчивости энергосистем ЦОД.

Похожие технологии исследовали и другие компании. В 2013 году власти Германии инвестировали в проект Nexans по прокладке километрового сверхпроводящего кабеля между двумя подстанциями в Эссене (Essen). Действовавший до 2021 года проект обошёлся приблизительно в €13,5 млн ($14 млн), но коммерциализации технологии помешала стоимость поддержания низких температур в кабеле и необходимость использования специальных компрессоров.

Ранее сообщалось, что Microsoft намерена организовать команду, занимающуюся энергетическими инфраструктурными технологиями. В числе прочего команда будет сотрудничать с компаниями, разрабатывающими инновационные технологии передачи энергии.