مايكروسوفت تراهن على الموصلات الفائقة لتغذية مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي بالطاقة

يدفع النهم الشديد للذكاء الاصطناعي إلى الطاقة عمالقة التكنولوجيا إلى البحث عن حلول في مجال لم يكن أحد ليلتفت إليه بالأمس القريب، وهو الموصلية الفائقة. فقد أعلنت مايكروسوفت رهانًا استراتيجيًا على الموصلات الفائقة عالية الحرارة بديلًا عن الأسلاك النحاسية التقليدية في مراكز البيانات. واستثمرت الشركة بالفعل 75 مليون دولار في الشركة الناشئة Veir، وبنت أول نموذج أولي في العالم لحامل خوادم يُغذّى عبر كابل فائق التوصيل.

ولفهم حجم المشكلة، يكفي رقم واحد: فبحسب إدارة معلومات الطاقة الأمريكية، يبلغ متوسط الفاقد في نقل الكهرباء وتوزيعها نحو خمسة في المئة. وفي عدد من الدول تكون هذه النسبة أعلى بكثير. قد تبدو الخمسة في المئة نسبة محتملة، لكن عندما يتعلق الأمر بمراكز بيانات تستهلك مئات الميغاواط، يتحول كل واحد في المئة مفقود إلى عشرات الملايين من الدولارات من النفقات السنوية وآلاف الأطنان من الانبعاثات الكربونية. ومراكز البيانات تتزايد باستمرار، فيما لم تعد قدرات الشبكات الكهربائية كافية إطلاقًا. أما مشغلو الحوسبة السحابية العملاقة مثل Amazon Web Services وGoogle Cloud وMicrosoft Azure فيستكشفون حرفيًا كل فرصة للحصول على طاقة إضافية ورفع كفاءة استخدامها.

في هذا السياق تحديدًا، التفتت مايكروسوفت إلى الموصلات الفائقة عالية الحرارة. ورغم الاسم المطمئن، فإن وصف «عالية الحرارة» نسبي فحسب؛ إذ تتطلب الموصلات الفائقة التقليدية تبريدًا إلى ما يقارب الصفر المطلق، بينما تعمل موصلات HTS عند درجة حرارة النيتروجين السائل، أي نحو 196 درجة مئوية تحت الصفر. وهذا ما زال برودًا شديدًا، لكنه أيسر بكثير من الناحية التقنية وأرخص في الحفاظ عليه.

والفيزياء وراء هذه العملية أنيقة في بساطتها. النحاس موصل جيد، لكن التيار الكهربائي المار عبر كابل نحاسي يواجه حتمًا مقاومة. وتولّد هذه المقاومة حرارة، وتخفض الكفاءة، وتحدّ من كمية التيار التي يمكن تمريرها عبر سلك ذي مقطع معين. أما المواد فائقة التوصيل فتزيل المقاومة الكهربائية بصورة شبه كاملة عند درجات الحرارة المبردة. والنتيجة كابلات أصغر وأخف من نظيراتها النحاسية، ولا تسبب هبوطًا في الجهد أثناء نقل التيار، ولا تطلق حرارة. ووفقًا لألاستير سبيرز، المدير العام للبنية التحتية العالمية في مايكروسوفت، توفر خطوط الموصلات الفائقة من الجيل الجديد سعة نقل أعلى بمرتبة عشرية كاملة من الخطوط العادية عند مستوى الجهد نفسه. وهذه المرتبة ليست مبالغة تسويقية، بل تعني حرفيًا طاقة أكبر بعشر مرات عبر كابل بحجم مماثل.

وكان الشريك التقني الرئيسي لمايكروسوفت شركة Veir التي أسسها تيم هايدل. تستخدم موصلاتها شريطًا فائق التوصيل قائمًا على أكسيد الباريوم والنحاس مع عناصر أرضية نادرة، المعروف بالاختصار REBCO. وهذه طبقة سيراميكية فائقة التوصيل تُطلى على هيئة غشاء رقيق فوق ركيزة معدنية، ثم تُشكَّل في موصل متين يصلح لتجميع كابلات القدرة. ويوضح هايدل: «الفارق الجوهري عن النحاس أو الألمنيوم هو أن الطبقة فائقة التوصيل تنقل التيار عند درجة حرارة التشغيل شبه دون مقاومة كهربائية، مما يتيح كثافة تيار عالية جدًا في شكل أكثر إحكامًا بكثير».

وبطبيعة الحال، فإن التبريد المبرَّد ليس مجرد «صبّ النيتروجين ونسيان الأمر». فقد طورت Veir منظومة تبريد مغلقة يدور فيها النيتروجين السائل على امتداد طول الكابل، ثم يخرج من الطرف البعيد، ويُعاد تبريده، ويعود إلى نقطة البداية. والنيتروجين السائل مادة متاحة ورخيصة وآمنة، وتُستخدم على نطاق واسع في الصناعة، وهو ما يقلل مخاطر التبني. وقد عرضت مايكروسوفت بالفعل نموذجًا أوليًا عاملًا لحامل خوادم يتغذى عبر كابل فائق التوصيل، وهو الأول من نوعه في العالم.

وتحمل هذه الخطوة إشارة بالغة الأهمية للقطاع. فأزمة الطاقة في مراكز البيانات ليست تهديدًا مجردًا، بل عائق حقيقي أمام تطور البنية التحتية للذكاء الاصطناعي. ففي عام 2025، واجهت مشاريع كثيرة لبناء مراكز بيانات جديدة استحالة الحصول على كهرباء كافية من الشبكات القائمة. والموصلات الفائقة لا تحل مشكلة التوليد، فالكهرباء ما زال لا بد من الحصول عليها من مكان ما، لكنها تغيّر معادلة التوصيل جذريًا: فاقد أقل، ومحطات فرعية أقل، ومساحة أقل لبنية الكابلات، وحرارة منبعثة أقل. وبالنسبة لمراكز البيانات الحضرية المدمجة، حيث كل متر مربع بوزن الذهب وتفرض القيود الحرارية الحد الأقصى للقدرة، قد يكون هذا عاملًا فارقًا.

ومع ذلك، فإن المسافة بين النموذج الأولي والتبني الواسع لا ينبغي الاستهانة بها. فتكلفة أشرطة REBCO ما زالت مرتفعة، وتتطلب بنية التبريد المبرَّد صيانة متخصصة، ولا تزال المعايير القطاعية لأنظمة الكابلات فائقة التوصيل في مراكز البيانات في طور التشكل. غير أنه عندما تضخ مايكروسوفت عشرات الملايين من الدولارات وتبني نماذج أولية عاملة، فلم يعد الأمر خيالًا علميًا، بل مهمة هندسية ذات أفق حل واضح. وتقف البنية الطاقية لمراكز البيانات، التي لم تتغير لعقود، على أعتاب تحول جذري.