تامین برق هوش مصنوعی راهکار جادویی مایکروسافت برای ابررساناهای (دیتاسنتر) دمای بالا

تیم تحریریه استاد آی تی گزارش می دهد: در حالی که جهان با سرعت به سمت مدل های هوش مصنوعی پیچیده تر حرکت می کند، یک مانع فیزیکی بزرگ سد راه پیشرفت شده است: محدودیت زیرساخت های انتقال برق. مایکروسافت به عنوان پیشگام حوزه ابری، به تازگی از استراتژی جدید خود برای استفاده از ابررساناهای دمای بالا یا High Temperature Superconductors (HTS) پرده برداشته است. این فناوری که زمانی تنها در آزمایشگاه های پیشرفته فیزیک یافت می شد، اکنون قرار است قلب تپنده دیتاسنترهای آینده باشد و محدودیت های سنتی مس و آلومینیوم را در هم بشکند.

ابررساناهای دمای بالا (HTS) چیست و چرا یک ضرورت است؟

ابررسانایی حالتی از ماده است که در آن مقاومت الکتریکی به صفر می رسد. در کابل های مسی سنتی، بخشی از انرژی به صورت گرما تلف می شود، اما در سیستم های HTS، الکتریسیته بدون کمترین اتلاف جریان می یابد. واژه دمای بالا در اینجا به معنای دمایی است که با استفاده از نیتروژن مایع قابل دستیابی باشد، که بسیار ارزان تر و در دسترس تر از هلیوم مایع است. استفاده از این مواد در زیرساخت قدرت (Power Infrastructure) دیتاسنترها، اجازه می دهد تا حجم عظیمی از توان الکتریکی از طریق کابل هایی با قطر بسیار کمتر منتقل شود.

پایان دوران سلطه مس در دیتاسنترهای هوش مصنوعی

در دیتاسنترهای مدرن، اپراتورها همواره با یک چالش روبرو هستند: برای افزایش قدرت، یا باید ایستگاه های برق را گسترش دهند و یا تعداد کابل های قطور مسی را بیشتر کنند. ابررساناهای دمای بالا این معادله را تغییر می دهند. طبق داده های منتشر شده توسط مایکروسافت، کابل های HTS می توانند تا ده برابر (One order of magnitude) ظرفیت بیشتری نسبت به کابل های معمولی در همان سطح ولتاژ ارائه دهند. این یعنی دیتاسنترها می توانند بدون نیاز به اشغال فضای بیشتر، توان مورد نیاز برای پردازنده های گرافیکی سنگین هوش مصنوعی را تامین کنند.

تحلیل فنی: مثلث نوآوری مایکروسافت تکمیل می شود

مایکروسافت فناوری HTS را به عنوان قطعه نهایی پازل زیرساختی خود می بیند. این شرکت در کنار فیبرهای نوری هسته توخالی (Hollow-core fiber) برای شبکه و سیستم های خنک سازی میکروفلوئیدیک (Microfluidics)، اکنون با ابررساناها به سراغ بهینه سازی لایه قدرت رفته است. این همگرایی تکنولوژیک نشان دهنده تغییر پارادایم در طراحی مراکز داده است.

کارشناسان Ostad IT معتقدند که ورود ابررساناها به فاز عملیاتی، بزرگترین جهش در مهندسی قدرت طی قرن اخیر است. در حالی که دیتاسنترها به دلیل مصرف بالای برق تحت فشار افکار عمومی و نهادهای رگولاتوری هستند، فناوری HTS با کاهش اتلاف انرژی و کوچک سازی زیرساخت ها، پاسخی قاطع به این چالش هاست. همکاری مایکروسافت با شرکت های پیشرویی نظیر VEIR و AMSC نشان می دهد که این یک طرح تئوریک نیست و زنجیره تامین این مواد در حال بلوغ برای مقیاس های بزرگ است.

مزایای اجتماعی و پایداری شبکه برق محلی

یکی از جنبه های هیجان انگیز این خبر، تاثیر مثبت آن بر جوامع محلی است. سیستم های HTS به دلیل چگالی بالای انرژی، نیاز به دکل های عظیم برق و ترانشه های عریض در نزدیکی مناطق مسکونی را از بین می برند. این کابل ها می توانند به صورت زیرزمینی و با کمترین مزاحمت نصب شوند. علاوه بر این، خاصیت Fault-Current Limiting در ابررساناها باعث می شود که شبکه در برابر نوسانات و خطاهای الکتریکی مقاوم تر شده و پایداری برق نه تنها برای دیتاسنتر، بلکه برای خانه ها و مدارس اطراف نیز بهبود یابد.

واژه نامه تخصصی و مفاهیم کلیدی

برای درک بهتر این تحول، آشنایی با مفاهیم زیر ضروری است:

• چگالی توان (Power Density): مقدار توان الکتریکی قابل انتقال در واحد حجم یا سطح.
• تاب آوری شبکه (Grid Resilience): توانایی شبکه برق برای بازیابی سریع پس از بروز اختلال.
• سیستم های کرایوژنیک (Cryogenic Cooling): فناوری های سرمایشی که در دماهای بسیار پایین کار می کنند.
• محدود کننده جریان خطا (FCL): ابزاری که از آسیب دیدن تجهیزات در هنگام اتصالی جلوگیری می کند.

جمع بندی

این حرکت مایکروسافت ثابت می کند که برای بقا در عصر هوش مصنوعی، باید قوانین زیرساخت را از نو نوشت. ابررساناهای دمای بالا دیگر یک رویای علمی تخیلی نیستند، بلکه ضرورتی برای تداوم رشد ابری جهان محسوب می شوند.

---

منبع :
Microsoft Azure Blog