Giải pháp cho cuộc khủng hoảng tiêu thụ điện năng của AI? Công ty khởi nghiệp Arcturus này sử dụng dây đồng nano carbon, cho biết có thể giảm một nửa tổn thất lưới điện.

AI sức mạnh tính toán bùng nổ đang đẩy lưới điện Mỹ đến điểm tới hạn, công ty khởi nghiệp Arcturus tuyên bố có thể dùng laser để tiêm vật liệu nano carbon vào dây dẫn đồng nhôm, giảm một nửa tổn thất truyền tải lưới điện; công ty đã hoàn thành vòng gọi vốn hạt giống 8 triệu đô la Mỹ, nhưng hiện tại mẫu thử vẫn ở giai đoạn chứng minh khái niệm.
(Tin trước: Google NotebookLM ra mắt tính năng video ngắn 60 giây mới: Bài nghiên cứu dài biến thành IG tóm tắt)
(Bối cảnh bổ sung: Fable 5, Mythos 5 sắp trở lại! Anthropic chính thức thông báo ra mắt lại vào ngày mai, Bộ Thương mại Mỹ dỡ bỏ kiểm soát xuất khẩu)

Mục lục bài viết

Toggle

• Đồng càng bận rộn càng kém hiệu quả, nhiệt độ cao là kẻ giết người của điện năng
• Giảm một nửa tổn thất có nghĩa là gì: Từ 3% đến nhu cầu tăng trưởng trong một năm
• Còn rất xa lưới điện

Mỗi lần thực hiện yêu cầu truy vấn AI, lượng điện tiêu thụ phía sau có thể cao gấp khoảng 1.000 lần so với tìm kiếm trên mạng truyền thống. Nhân con số này với số lượng cuộc gọi AI hàng trăm triệu trên toàn cầu mỗi ngày, rồi nhân với thời gian hoạt động không ngừng của cụm GPU 24/24, bạn sẽ hiểu tại sao việc trung tâm dữ liệu có thể có được nguồn điện ổn định đã trở thành nút thắt cơ sở hạ tầng nóng nhất trong ngành công nghệ hiện nay.

Theo dự báo thị trường, nhu cầu điện năng của các trung tâm dữ liệu toàn cầu sẽ đạt 132 GW vào năm 2026, tăng trưởng khoảng 27% mỗi năm, tổng lượng điện tiêu thụ hàng năm dự kiến vượt 1.000 TWh, nhiều hơn tổng lượng điện tiêu thụ hàng năm của Nhật Bản. Lưới điện Mỹ đang chịu áp lực chưa từng có từ AI, cơ sở hạ tầng lão hóa đang liên tục bị thử thách đến giới hạn bởi nhu cầu mới.

Hiện tại, hầu hết các giải pháp tập trung vào "xây thêm nhà máy điện" hoặc "kéo thêm dây điện", nhưng một nhà sáng lập đang làm thí nghiệm vật liệu trong một ga-ra ở Malibu, California, lại tiếp cận từ một hướng khác: Vấn đề không chỉ là thiếu nguồn cung điện, mà còn ở chỗ phía truyền tải đang âm thầm đốt một lượng lớn điện năng mỗi ngày.

Đồng càng bận rộn càng kém hiệu quả, nhiệt độ cao là kẻ giết người của điện năng

Đồng là xương sống của thế giới hiện đại. Từ lưới điện, động cơ điện đến thiết bị phân phối điện trong trung tâm dữ liệu, hầu hết đều phụ thuộc vào dây dẫn đồng và nhôm. Nhưng đồng có một hạn chế vật lý cơ bản: Độ dẫn điện giảm khi nhiệt độ tăng. Nói một cách đơn giản, nhiệt độ dây đồng càng cao, tổn thất càng lớn, tạo thành một vòng luẩn quẩn liên tục tỏa nhiệt.

Amir Mashal, CEO của Arcturus, cho biết: "Tôi liên tục bóc từng lớp của củ hành này, và cuối cùng nhận ra rằng những hạn chế tương tự xuất hiện ở khắp mọi nơi. Thế giới hiện đại thực sự hoạt động nhờ kim loại." Cơ hội mà Mashal nhìn thấy là tối ưu hóa bản thân vật liệu.

Cách làm của Arcturus là dùng laser để tiêm vật liệu nano carbon vào dây dẫn đồng và nhôm. Nói một cách đơn giản, thêm cấu trúc carbon kích thước nano vào dây dẫn kim loại truyền thống, cho phép dây dẫn cùng kích thước truyền tải nhiều điện năng hơn và tỏa ít nhiệt hơn ở cùng nhiệt độ. Mashal nhấn mạnh đây là sự thay thế kiểu cắm và chạy: "Cùng hình dạng, không cần thiết kế lại hệ thống, công nhân cũng không cần đào tạo thêm để xử lý hoặc ép nối vật liệu này."

Công ty khởi nghiệp luôn ở chế độ ẩn này gần đây đã công bố và tuyên bố hoàn thành vòng gọi vốn hạt giống 8 triệu đô la Mỹ, do Initialized Capital dẫn đầu, với sự tham gia của Toyota Ventures, Breakthrough Energy Discovery, 1517 và Wireframe Ventures.

Giảm một nửa tổn thất có nghĩa là gì: Từ 3% đến nhu cầu tăng trưởng trong một năm

Nếu vật liệu của Arcturus thực sự thay thế dây dẫn lưới điện truyền thống, Mashal ước tính có thể giảm một nửa tổn thất truyền tải lưới điện, giải phóng trung bình khoảng 3% điện năng bổ sung; trong giờ cao điểm tắc nghẽn nhất của lưới điện, có thể giải phóng tối đa 10%.

Cần biết: 3% tương đương với toàn bộ mức tăng trưởng nhu cầu điện hàng năm của Mỹ trong một năm. Nghĩa là, không cần xây nhà máy điện mới, không cần mở rộng quy mô lưới điện, chỉ bằng cách để dây dẫn hiện tại tỏa ít nhiệt hơn, có thể tạo ra một năm tăng trưởng điện năng.

Đối với trung tâm dữ liệu, lợi ích là kép. Dây dẫn tỏa nhiệt ít hơn, có nghĩa là busbar (thanh cái, đơn giản là thanh phân phối điện lớn) trong khung máy chủ có thể truyền tải nhiều điện năng hơn; đồng thời, áp lực lên hệ thống tản nhiệt cũng giảm, mà làm mát chính là một phần lớn trong tiêu thụ điện của trung tâm dữ liệu. Mashal nói: "Dù drone của bạn muốn thời gian bay gấp đôi, hay card đồ họa của bạn luôn quá nóng, các ngành công nghiệp này đều đối mặt với cùng một nút thắt."

Arcturus hiện đang xác định trung tâm dữ liệu, drone, robot là thị trường thâm nhập sớm, còn lưới điện là mục tiêu cuối cùng.

Còn rất xa lưới điện

Nhưng có một chi tiết đáng để xem xét một cách bình tĩnh. Địa điểm sản xuất hiện tại của Mashal là một ga-ra ở Malibu, California, và mẫu thử hiện chỉ có thể tạo ra dây dẫn dài "vài cm" như một bằng chứng khái niệm. Khoản tài trợ 8 triệu đô la Mỹ mới được lên kế hoạch để mở rộng công suất lên "vài chục mét", để vật liệu có thể được thử nghiệm thực tế trong các kịch bản như cuộn động cơ điện và busbar thiết bị phân phối điện.

Từ vài cm đến vài chục mét, rồi đến quy mô sản xuất đủ để đi vào lưới điện thực tế, khoảng cách này là khe hở mà tất cả các công ty khởi nghiệp vật liệu đều phải vượt qua. Tính năng ưu việt của vật liệu nano carbon không phải là mới trong giới học thuật, khó khăn là làm thế nào để sản xuất đủ lớn với chi phí và tỷ lệ đạt yêu cầu chấp nhận được. Dây dẫn lưới điện còn phải vượt qua chứng nhận điện, được đưa vào danh sách mua sắm của các công ty điện lực, thường mất nhiều năm.

Tuy nhiên, thâm nhập từ trung tâm dữ liệu là một lựa chọn chiến lược thực tế. Chu kỳ mua sắm của trung tâm dữ liệu ngắn hơn lưới điện, khả năng chấp nhận vật liệu mới cao hơn tương đối, điểm đau về tản nhiệt và tiêu thụ điện đã hình thành nhu cầu rõ ràng, Arcturus có cơ hội tích lũy dữ liệu trong môi trường được kiểm soát trước khi thử nghiệm lưới điện quy mô lớn.