Microsoft está intentando utilizar materiales superconductores de alta temperatura que permiten que la corriente fluya con "pérdida cero" para realizar un "recableado" profundo de los centros de datos y las redes eléctricas para hacer frente a la asombrosa demanda de energía y la presión espacial provocadas por la IA generativa. La empresa cree que si se logra comercializar este tipo de superconductor de alta temperatura (HTS), podría revolucionar la forma en que se diseñan los propios centros de datos y la infraestructura de transmisión de energía conectada a ellos.
En el contexto de la IA generativa que impulsa el consumo de energía, las grandes empresas de tecnología y centros de datos han encontrado oposición en muchos lugares del mundo, incluido el consumo excesivo de energía, el retraso en el acceso a la red eléctrica y el impacto de la construcción de nuevos centros de datos en las vidas de los residentes de los alrededores. Microsoft señaló que los cables superconductores de alta temperatura tienen el potencial de comprimir significativamente el espacio requerido para los centros de datos y los corredores de transmisión que los alimentan, mitigando así el impacto físico y ambiental en las comunidades. Alistair Speirs, director general de marketing de infraestructura global de Microsoft, escribió en un blog publicado ese día que la empresa está explorando cómo utilizar esta tecnología para "mejorar la resiliencia de la red y reducir el impacto de los centros de datos en las comunidades circundantes".
Los centros de datos actuales y los sistemas de energía tradicionales dependen principalmente de cables de cobre, que tienen una eficiencia de conductividad relativamente buena, pero los cables de cobre aún sufren resistencia y pérdida de energía. Por el contrario, los cables superconductores de alta temperatura pueden lograr una transmisión de corriente de "resistencia cero" en condiciones específicas de baja temperatura, lo que reduce significativamente las pérdidas. Al mismo tiempo, debido a su extremadamente fuerte conductividad, las secciones de cable necesarias son más finas y ligeras. Este material ha sido ampliamente utilizado en equipos de resonancia magnética nuclear (MRI) y ha iniciado aplicaciones piloto en pequeños tramos de líneas eléctricas en grandes ciudades como París y Chicago.
Sin embargo, HTS todavía enfrenta barreras técnicas y de costos para la promoción a gran escala en los campos de la energía y los centros de datos. En primer lugar, es necesario enfriarlo a una temperatura extremadamente baja con nitrógeno líquido u otros medios para alcanzar el estado superconductor; en segundo lugar, las "tiras" superconductoras de uso común están hechas principalmente de óxido de cobre y bario de tierras raras. Aunque la cantidad de un solo cable no es grande, la cadena de suministro de tierras raras relevante está altamente concentrada en China, y tanto la capacidad de producción como el costo son limitaciones prácticas. Los expertos dicen que el mayor desafío es cómo ampliar rápidamente la capacidad de fabricación de esta tira superconductora para que pueda competir con el alambre de cobre en términos de precio.
En los últimos años, para satisfacer la demanda de energía generada por la IA, los gigantes tecnológicos también se han convertido en importantes inversores en tecnologías energéticas de vanguardia como la fusión nuclear, y los propios dispositivos de fusión nuclear están utilizando una gran cantidad de materiales HTS. Esto, a su vez, ayuda a ampliar la cadena de suministro de HTS, reduce los costos y crea las condiciones para una aplicación más amplia. Husam Alissa, director de tecnología de sistemas de Microsoft, dijo que "las reglas del juego han cambiado" a medida que la investigación sobre fusión impulsa la diversificación del suministro y la fabricación, lo que llevó a la empresa a reevaluar el potencial de dichos materiales en los centros de datos.
Alissa reveló que Microsoft valora dos escenarios de aplicación principales de HTS: primero, dentro del centro de datos, utiliza cables más delgados y livianos para reorganizar las salas de energía y los racks para mejorar la utilización y la flexibilidad del espacio; en segundo lugar, a través de la cooperación, promueve el uso de cables superconductores en líneas de transmisión de larga distancia para mejorar la capacidad de los grandes centros de datos para conectarse a la red eléctrica desde la fuente. Financiada por Microsoft, la empresa de superconductores VEIR, con sede en Massachusetts, completó una demostración el año pasado que demostró que en un entorno de centro de datos, los cables HTS pueden ser aproximadamente 10 veces más pequeños y livianos que las soluciones tradicionales y, al mismo tiempo, entregar la misma potencia.
"El centro de datos del futuro será superconductor: mayor potencia, más eficiente y más compacto". Así lo opina Ziad Melhem, profesor de práctica en el Departamento de Física de la Universidad de Lancaster y miembro del consejo editorial de la Superconducting Global Alliance. También reveló que alguna vez trabajó para Oxford Instruments, que proporciona componentes para el sistema de computación cuántica de Microsoft.
Además de los centros de datos, Microsoft también está dispuesta a cooperar con empresas de energía y participar en la construcción de líneas de transmisión de larga distancia mediante tecnología HTS. La expansión de los canales de transmisión siempre ha sido uno de los obstáculos que restringen las actualizaciones de la red eléctrica, el acceso a los centros de datos y la puesta en servicio de nuevas fuentes de energía. El proceso de aprobación en múltiples jurisdicciones es largo y complejo. Según estimaciones del blog de Microsoft, las líneas aéreas tradicionales de alto voltaje suelen requerir un ancho de pasillo de unos 70 metros. Con el uso de cables superconductores, se espera que la distancia de seguridad requerida se reduzca a unos 2 metros, lo que teóricamente reducirá el período de construcción y los costos del terreno.
Dennis Whyte, profesor de ciencia e ingeniería nuclear en el MIT, cree que la introducción de HTS en la transmisión de energía y los centros de datos es una "evolución obvia". Aunque no está directamente involucrado en el proyecto de Microsoft, está promoviendo conjuntamente el desarrollo de un dispositivo de fusión llamado SPARC. Este proyecto está impulsado conjuntamente por el MIT y Commonwealth Fusion Systems, que ha recibido inversión del fondo "Breakthrough Energy" de Bill Gates. Whyte señaló que la nueva demanda generada por las aplicaciones de los centros de datos puede, a su vez, ayudar a las empresas de fusión nuclear a obtener materiales HTS a un costo menor y promover el desarrollo de la propia tecnología de energía de fusión. "Esto forma un ciclo completo".
Microsoft firmó previamente un acuerdo de compra de energía con otra empresa que construye una central de energía de fusión en el estado de Washington, EE. UU., y planea comprar directamente energía de fusión para alimentar centros de datos en el futuro. En el juego de transformación de energía impulsado por la IA, los cables superconductores se consideran una pieza clave del rompecabezas para comprimir el espacio físico, mejorar la eficiencia y "dar paso" a nuevas fuentes de energía limpia, y Microsoft espera ser la primera empresa en reconstruir esta pieza experimental del rompecabezas en una infraestructura real.