حل أزمة استهلاك الطاقة في الذكاء الاصطناعي؟ شركة Arcturus الناشئة تستخدم أسلاك نحاسية نانوية كربونية، وتدعي أنها تقلل من فقدان الشبكة الكهربائية إلى النصف.

انفجار قوة الحوسبة للذكاء الاصطناعي يدفع شبكة الكهرباء الأمريكية إلى نقطة حرجة، وتدعي شركة Arcturus الناشئة أنها يمكنها استخدام الليزر لحقن مواد نانوية كربونية في أسلاك النحاس والألومنيوم، مما يخفض فقدان نقل الشبكة إلى النصف؛ أكملت الشركة تمويلًا بقيمة 8 ملايين دولار في جولة البذور، لكن العينات لا تزال في مرحلة إثبات المفهوم.
(ملخص سابق: Google NotebookLM يطلق ميزة فيديو قصير لمدة 60 ثانية: تحويل الأوراق الطويلة إلى ملخصات إنستغرام)
(خلفية إضافية: Fable 5 وMythos 5 سيعودان! Anthropic تعلن رسميًا عن إعادة التشغيل غدًا، وزارة التجارة الأمريكية ترفع قيود التصدير)

جدول المحتويات

Toggle

• النحاس يصبح أقل كفاءة كلما زاد استخدامه، الحرارة هي قاتل الكهرباء
• ماذا يعني خفض الفقد إلى النصف: من 3% إلى نمو الطلب لمدة عام
• لا يزال بعيدًا عن شبكة الكهرباء

في كل مرة يتم فيها إجراء استعلام ذكاء اصطناعي، يمكن أن يستهلك من الكهرباء ما يصل إلى حوالي 1000 ضعف البحث التقليدي على الإنترنت. اضرب هذا الرقم في مليارات مكالمات الذكاء الاصطناعي يوميًا على مستوى العالم، ثم اضربه في تشغيل مجموعات GPU على مدار الساعة دون توقف، وستفهم لماذا أصبح الحصول على كهرباء مستقرة لمراكز البيانات أكثر الاختناقات البنية التحتية اشتعالًا في صناعة التكنولوجيا الحالية.

وفقًا لتقديرات السوق، ستصل متطلبات الكهرباء لمراكز البيانات العالمية في عام 2026 إلى 132 جيجاوات، بزيادة سنوية تبلغ حوالي 27%، ومن المتوقع أن يتجاوز إجمالي استهلاك الكهرباء السنوي 1000 تيراواط/ساعة، وهو أكثر من استهلاك اليابان السنوي للكهرباء. تتحمل شبكة الكهرباء الأمريكية ضغوطًا غير مسبوقة من الذكاء الاصطناعي، والبنية التحتية القديمة تختبر حدودها باستمرار مع الطلب الجديد.

تركز معظم الحلول الحالية على "بناء المزيد من محطات الطاقة" أو "سحب المزيد من أسلاك الكهرباء"، لكن أحد المؤسسين الذي يجري تجارب مواد في مرآب بماليبو، كاليفورنيا، ينطلق من اتجاه آخر: المشكلة لا تقتصر على نقص إمدادات الكهرباء، بل أيضًا على أن طرف النقل يحرق كمية كبيرة من الكهرباء يوميًا بهدوء.

النحاس يصبح أقل كفاءة كلما زاد استخدامه، الحرارة هي قاتل الكهرباء

النحاس هو العمود الفقري للعالم الحديث. من شبكات الكهرباء والمحركات الكهربائية إلى أجهزة توزيع الكهرباء في مراكز البيانات، يعتمد كل شيء تقريبًا على موصلات النحاس والألومنيوم. لكن النحاس لديه قيد فيزيائي أساسي: الموصلية تنخفض مع ارتفاع درجة الحرارة. ببساطة، كلما زادت درجة حرارة سلك النحاس، زاد الفقد، مما يشكل حلقة مفرغة من إطلاق الحرارة المستمر.

يقول أمير مشعل، الرئيس التنفيذي لشركة Arcturus: "كنت أقشر كل طبقة من هذه البصلة، ووجدت في النهاية نفس القيود تظهر في كل مكان. العالم الحديث يعمل حقًا بالمعادن." الفرصة التي رأها مشعل هي تحسين المادة نفسها.

طريقة Arcturus هي استخدام الليزر لحقن مواد نانوية كربونية في أسلاك النحاس والألومنيوم. ببساطة، يتم إضافة هياكل كربونية نانوية إلى الأسلاك المعدنية التقليدية، مما يسمح لسلك بنفس الحجم بنقل المزيد من الكهرباء وإنتاج حرارة أقل عند نفس درجة الحرارة. يؤكد مشعل أن هذا بديل يعمل بالتوصيل والتشغيل: "نفس الشكل، لا حاجة لإعادة تصميم النظام، ولا يحتاج العمال إلى تدريب إضافي للتعامل مع هذه المادة أو ربطها."

كشفت هذه الشركة الناشئة التي كانت في وضع التخفي مؤخرًا عن نفسها، وأعلنت عن إكمال تمويل بقيمة 8 ملايين دولار في جولة البذور بقيادة Initialized Capital، بمشاركة Toyota Ventures وBreakthrough Energy Discovery و1517 وWireframe Ventures.

ماذا يعني خفض الفقد إلى النصف: من 3% إلى نمو الطلب لمدة عام

إذا استبدلت مواد Arcturus أسلاك الشبكة التقليدية، يقدر مشعل أن يتم خفض فقدان نقل الشبكة إلى النصف، بمعدل إطلاق حوالي 3% من الكهرباء الإضافية؛ في أوقات الذروة الأكثر ازدحامًا على الشبكة، يمكن أن يصل الإطلاق إلى 10%.

اعلم أن: 3% تقريبًا تساوي نمو الطلب على الكهرباء في الولايات المتحدة لمدة عام كامل. وهذا يعني، دون بناء محطات طاقة جديدة أو توسيع حجم الشبكة، مجرد تقليل الحرارة المفقودة من الأسلاك الحالية يمكن أن يوفر مساحة لنمو الكهرباء لمدة عام.

بالنسبة لمراكز البيانات، الفائدة مزدوجة. تقليل حرارة الأسلاك يعني أن busbar (القضبان الرئيسية، ببساطة هي مشعب توزيع الطاقة الكبير) في رفوف الخوادم يمكنه نقل المزيد من الكهرباء؛ في الوقت نفسه، ينخفض الضغط على أنظمة التبريد، والتبريد بحد ذاته هو جزء كبير من استهلاك الكهرباء في مراكز البيانات. يقول مشعل: "سواء كانت طائرتك بدون طيار تريد مضاعفة وقت الطيران، أو بطاقة الرسومات لديك ترتفع حرارتها باستمرار، فإن الاختناقات التي تواجهها هذه الصناعات هي نفسها في الأساس."

تستهدف Arcturus حاليًا مراكز البيانات والطائرات بدون طيار والروبوتات كأسواق مبكرة، بينما شبكة الكهرباء هي الهدف النهائي.

لا يزال بعيدًا عن شبكة الكهرباء

لكن هناك تفصيل يستحق النظر إليه بهدوء. موقع الإنتاج الحالي لمشعل هو مرآب في ماليبو، كاليفورنيا، والعينات التي يمكن إنتاجها حاليًا هي أسلاك بطول "بضعة سنتيمترات" فقط كإثبات للمفهوم. تخطط الشركة لاستخدام التمويل الجديد البالغ 8 ملايين دولار لتوسيع القدرة الإنتاجية إلى "عشرات الأمتار"، مما يسمح باختبار المادة في سيناريوهات مثل ملفات المحركات الكهربائية وقضبان توزيع أجهزة التوزيع.

من بضعة سنتيمترات إلى عشرات الأمتار، ثم إلى حجم الإنتاج الكافي لدخول شبكة كهرباء حقيقية، هذه المسافة هي الفجوة التي يجب على جميع الشركات الناشئة في مجال المواد تجاوزها. الأداء الممتاز للمواد النانوية الكربونية ليس جديدًا في الأوساط الأكاديمية، لكن الصعوبة تكمن في إنتاج كميات كبيرة بتكلفة ومردود مقبولين. كما أن موصلات الشبكة تحتاج إلى اجتياز الشهادات الكهربائية والدخول في قوائم مشتريات شركات الكهرباء، وغالبًا ما يستغرق ذلك سنوات.

ومع ذلك، فإن الدخول من مراكز البيانات هو خيار استراتيجي عملي. دورة شراء مراكز البيانات أقصر من دورة الشبكة، وتحملها للمواد الجديدة أعلى نسبيًا، ونقاط الألم المتعلقة بالتبريد واستهلاك الكهرباء تشكل طلبًا واضحًا، ولدى Arcturus فرصة لجمع البيانات في بيئة خاضعة للرقابة قبل اختبار الشبكة على نطاق واسع.