マイクロソフトは、生成AIによってもたらされる驚異的な電力需要とスペース圧力に対処するために、「損失ゼロ」で電流を流すことができる高温超電導材料を使用して、データセンターと電力網の深い「再配線」を行おうとしている。同社は、このタイプの高温超電導体（HTS）が実用化できれば、データセンター自体とそこに接続される送電インフラの設計方法に革命をもたらす可能性があると考えている。
生成 AI がエネルギー消費を増大させるという状況において、大手テクノロジー企業とデータセンターは、過剰な電力消費、送電網へのアクセスの遅延、新しいデータセンターの建設による周辺住民の生活への影響など、世界中の多くの場所で反対に直面しています。マイクロソフトは、高温超電導ケーブルはデータセンターとそこに電力を供給する送電線に必要なスペースを大幅に圧縮する可能性があり、それによって地域社会への物理的および環境的影響を軽減する可能性があると指摘しました。 Microsoftのグローバルインフラストラクチャマーケティング担当ゼネラルマネージャー、Alistair Speirs氏は、その日に公開されたブログで、同社はこのテクノロジーを利用して「グリッドの回復力を強化し、データセンターが周囲のコミュニティに与える影響を軽減する」方法を模索していると述べた。
現在のデータセンターと従来の電力システムは主に、導電効率が比較的良好な銅線に依存していますが、銅線には依然として抵抗とエネルギー損失が発生します。対照的に、高温超電導ケーブルは、特定の低温条件下で電流の「ゼロ抵抗」伝送を実現し、損失を大幅に低減します。同時に、非常に強い導電性により、必要なケーブル断面はより薄く、より軽量になります。この材料は核磁気共鳴（MRI）装置で広く使用されており、パリやシカゴなどの主要都市の送電線の小さなセクションで試験的な適用が開始されています。
しかし、HTS はエネルギーおよびデータセンター分野で大規模な推進をするには依然として技術的およびコスト的な障壁に直面しています。まず、超電導状態に達するには液体窒素などで極低温まで冷却する必要があります。第二に、一般的に使用される超電導「ストリップ」は、ほとんどが希土類酸化バリウム銅でできています。 1 本のケーブルの量は多くありませんが、関連するレアアースのサプライチェーンは中国に非常に集中しており、生産能力とコストの両方が現実的な制約となっています。専門家らは、より大きな課題は、価格の面で銅線と競争できるように、この超電導ストリップの製造能力をいかに迅速に拡大するかであると述べている。
近年では、AIによる電力需要に応えるため、核融合などの最先端エネルギー技術にはテクノロジー大手も重要な投資家となっており、核融合装置自体にも高温超伝導材料が大量に使用されている。これは、HTS のサプライチェーンの拡大、コストの削減、より幅広い用途のための条件の創出に役立ちます。マイクロソフトのシステム技術担当ディレクター、フサム・アリッサ氏は、核融合研究が供給と製造の多様化を促進し、同社がデータセンターにおけるこうした材料の可能性を再評価するよう促しているため、「ゲームのルールが変わった」と述べた。
Alissa 氏は、Microsoft が HTS の 2 つの主なアプリケーション シナリオを重視していることを明らかにしました。1 つは、データ センター内で、より薄くて軽いケーブルを使用して電力室とラックを再配置し、スペースの利用率と柔軟性を向上させることです。第二に、協力を通じて長距離送電線での超電導ケーブルの使用を促進し、大規模なデータセンターが電源から電力網に接続する能力を向上させます。マサチューセッツ州に本拠を置く超電導企業 VEIR は、マイクロソフトの資金提供を受けて昨年デモンストレーションを完了し、データセンター環境では、HTS ケーブルが従来のソリューションよりも約 10 倍小型軽量で、同じ電力を供給できることを証明しました。
「将来のデータセンターは超電導化され、より高出力、より効率的、そしてよりコンパクトになります。」これは、ランカスター大学物理学科の実践教授であり、超電導グローバル・アライアンスの編集委員であるジアド・メルヘム氏の判断である。同氏はまた、マイクロソフトの量子コンピューティングシステムのコンポーネントを提供するオックスフォード・インスツルメンツでかつて働いていたことも明らかにした。
マイクロソフトは、データセンターに加えて、エネルギー会社と協力し、HTS 技術を通じた長距離送電線の建設にも積極的に参加する予定です。送電チャネルの拡大は常に、電力網のアップグレード、データセンターへのアクセス、新しい電源の試運転を制限するボトルネックの 1 つでした。複数の管轄区域にまたがる承認プロセスは時間がかかり、複雑です。 Microsoft のブログの推定によると、従来の架空高圧線では通常、約 70 メートルの通路幅が必要です。超電導ケーブルの利用により、必要な安全距離は2メートル程度に短縮され、理論上は工期や用地費の削減が期待できます。
MITの原子力科学工学教授デニス・ホワイト氏は、送電センターやデータセンターへのHTSの導入は「明らかな進化」だと考えている。同氏はマイクロソフトのプロジェクトには直接関与していないが、SPARCと呼ばれる核融合装置の開発を共同で推進している。このプロジェクトは、ビル・ゲイツ氏の「ブレークスルー・エネルギー」ファンドから出資を受けたコモンウェルス・フュージョン・システムズとMITが共同で推進している。ホワイト氏は、データセンターアプリケーションによってもたらされる新たな需要は、核融合企業がより低コストでHTS材料を入手し、核融合エネルギー技術自体の開発を促進するのに役立つ可能性があると指摘した。 「これが完全なサイクルを形成します。」
マイクロソフトは以前、米国ワシントン州に核融合発電所を建設する別の企業と電力購入契約を締結しており、将来的にはデータセンターに電力を供給するために核融合発電を直接購入する計画だ。 AI 主導のエネルギー転換ゲームにおいて、超電導ケーブルは、物理空間を圧縮し、効率を向上させ、新しいクリーン電源に「道を譲る」ための重要なパズルのピースとみなされており、マイクロソフトは、この実験的なパズルのピースを実際のインフラストラクチャに組み込む最初の企業になることを望んでいます。