Microsoft تراهن على الموصلات الفائقة لتزويد مراكز بيانات AI بالطاقة

الجوع الطاقي للذكاء الاصطناعي يفرض على عمالقة التكنولوجيا البحث عن حلول حيث لم يكن أحد سيفكر فيها حتى وقت قريب — في مجال الموصلية الفائقة. أعلنت مايكروسوفت عن رهان استراتيجي على الموصلات الفائقة عالية الحرارة كبديل للتوصيل النحاسي التقليدي في مراكز البيانات. استثمرت الشركة بالفعل 75 مليون دولار في شركة Veir الناشئة وبنت أول نموذج أولي في العالم لرف خادم يتم تشغيله عبر كابل موصل فائق.

لفهم حجم المشكلة، يكفي رقم واحد: وفقاً لإدارة معلومات الطاقة الأمريكية، تبلغ خسائر النقل والتوزيع الكهربائي حوالي خمسة في المائة. في عدد من الدول، هذا الرقم أعلى بكثير. قد يبدو خمسة في المائة كمية مقبولة. لكن عندما يتعلق الأمر بمراكز البيانات التي تستهلك مئات الميجاوات، فإن كل نقطة مئوية مفقودة تتحول إلى عشرات ملايين الدولارات من النفقات السنوية وآلاف الأطنان من انبعاثات الكربون. وهناك عدد متزايد من مراكز البيانات قيد البناء — والقدرة الإجمالية للشبكات الكهربائية غير كافية بشكل حرج بالفعل. الشركات الضخمة مثل Amazon Web Services و Google Cloud و Microsoft Azure تستكشف حرفياً كل فرصة للحصول على طاقة إضافية وزيادة كفاءة استخدامها.

في هذا السياق، انتبهت مايكروسوفت إلى الموصلات الفائقة عالية الحرارة. بغض النظر عن الاسم الواعد، فإن "عالية الحرارة" نسبية فقط — تتطلب الموصلات الفائقة التقليدية التبريد إلى ما يقرب من الصفر المطلق، بينما تعمل موصلات HTS عند درجة حرارة النيتروجين السائل، أي حوالي ناقص 196 درجة مئوية. هذا لا يزال برداً شديداً، لكنه أكثر قابلية للتحقيق من الناحية التكنولوجية وأرخص في الصيانة.

فيزياء هذه العملية أنيقة في بساطتها. النحاس موصل جيد، لكن التيار الكهربائي الذي يمر عبر سلك نحاسي يواجه حتماً مقاومة. هذه المقاومة تولد حرارة، تقلل الكفاءة وتحد من مقدار التيار الذي يمكن أن يمر عبر سلك بمقطع عرضي معين. تزيل المواد الموصلة الفائقة عند درجات الحرارة المنخفضة جداً المقاومة الكهربائية عملياً تماماً. النتيجة — كابلات أصغر وأخف من نظيراتها النحاسية، لا تسبب انخفاض الجهد في نقل التيار ولا تولد حرارة. وفقاً لـ Alastair Spears، مدير البنية التحتية العالمية في مايكروسوفت، توفر خطوط الموصلية الفائقة من الجيل الجديد نطاق عمل أعلى بمرتبة من خطوط عادية عند نفس مستوى الجهد. مرتبة واحدة — هذا ليس مبالغة تسويقية، بل حرفياً عشرة أضعاف الطاقة عبر كابل بحجم مماثل.

أصبح الشريك التكنولوجي الرئيسي لمايكروسوفت هو Veir، وهي شركة أسسها Tim Heidel. تستخدم موصلاتها شرائط موصلة فائقة قائمة على أكسيد باريوم-نحاس مع عناصر الأرض النادرة، المعروفة بالاختصار REBCO. هذه طبقة موصلة فائقة خزفية يتم تطبيقها كغشاء رقيق على ركيزة معدنية ثم تشكيلها إلى موصل متين مناسب لتجميع كابلات الطاقة. "الفرق الرئيسي عن النحاس أو الألومنيوم هو أنه عند درجة حرارة التشغيل، تنقل الطبقة الموصلة الفائقة التيار بدون مقاومة كهربائية عملياً، مما يوفر كثافة تيار عالية جداً في عامل شكل أكثر احتكاماً بكثير", كما يشرح Heidel.

بالطبع، التبريد المنخفض الحرارة ليس ببساطة "صب النيتروجين والنسيان". طورت Veir نظام تبريد حلقة مغلقة حيث يدور النيتروجين السائل عبر طول الكابل بالكامل، ويخرج من الطرف البعيد، ويتم تبريده مجدداً ويعود مرة أخرى. النيتروجين السائل مادة متاحة وغير مكلفة وآمنة تُستخدم على نطاق واسع في الصناعة، مما يقلل مخاطر التطبيق. أثبتت مايكروسوفت بالفعل نموذج أولي يعمل بشكل فعلي لرف خادم يتم تشغيله بواسطة كابل موصل فائق — الأول من نوعه في العالم.

بالنسبة للصناعة، هذه إشارة ذات أهمية جوهرية. أزمة الطاقة في مراكز البيانات ليست تهديداً مجرداً، بل هي كابح حقيقي لتطور البنية التحتية للذكاء الاصطناعي. في عام 2025، واجهت عدة مشاريع بناء مراكز بيانات جديدة استحالة الحصول على كهرباء كافية من الشبكات الموجودة. الموصلات الفائقة لا تحل مشكلة التوليد — لا يزال يجب الحصول على الكهرباء من مكان ما — لكنها تغير معادلة التوصيل بشكل جذري. خسائر أقل، محطات فرعية أقل، مساحة أقل لبنية الكابلات، توليد حرارة أقل. بالنسبة لمراكز البيانات الحضرية المدمجة، حيث تكون كل متر مربع ثميناً وتملي القيود الحرارية الحد الأقصى للطاقة، قد تكون هذه نقطة تحول حاسمة.

ومع ذلك، من النموذج الأولي إلى النشر الضخم مسافة لا يجب الاستهانة بها. تكلفة شرائط REBCO لا تزال عالية، والبنية التحتية للتبريد المنخفض الحرارة تتطلب صيانة متخصصة، والمعايير الصناعية لأنظمة الكابلات الموصلة الفائقة في مراكز البيانات لا تزال قيد التشكيل. ومع ذلك، عندما تستثمر مايكروسوفت عشرات ملايين الدولارات وتبني نماذج أولية فعالة، فهذا لم يعد خيال علمي، بل هو تحدٍ هندسي بأفق واضح للحل. الهندسة الكهربائية لمراكز البيانات، التي ظلت بلا تغيير لعقود، تقف على عتبة تحول جذري.