Microsoft essaie d'utiliser des matériaux supraconducteurs à haute température qui permettent au courant de circuler avec « aucune perte » pour procéder à un « recâblage » en profondeur des centres de données et des réseaux électriques afin de faire face à la demande d'énergie stupéfiante et à la pression spatiale provoquées par l'IA générative. L'entreprise estime que si ce type de supraconducteur à haute température (HTS) pouvait être commercialisé, il pourrait révolutionner la façon dont sont conçus les centres de données eux-mêmes et l'infrastructure de transmission d'énergie qui y est connectée.

Dans le contexte de l’IA générative qui fait augmenter la consommation d’énergie, les grandes entreprises technologiques et les centres de données se heurtent à de nombreuses oppositions dans de nombreux endroits du monde, notamment une consommation d’énergie excessive, un accès retardé au réseau électrique et l’impact de la construction de nouveaux centres de données sur la vie des résidents environnants. Microsoft a noté que les câbles supraconducteurs à haute température ont le potentiel de comprimer considérablement l'espace requis pour les centres de données et les couloirs de transmission qui les alimentent, atténuant ainsi l'impact physique et environnemental sur les communautés. Alistair Speirs, directeur général du marketing mondial des infrastructures chez Microsoft, a écrit dans un blog publié ce jour-là que la société étudiait comment utiliser cette technologie pour « améliorer la résilience du réseau et réduire l'impact des centres de données sur les communautés environnantes ».

Les centres de données actuels et les systèmes électriques traditionnels reposent principalement sur des fils de cuivre, qui ont une conductivité relativement bonne, mais les fils de cuivre souffrent toujours de résistance et de perte d'énergie. En revanche, les câbles supraconducteurs à haute température peuvent réaliser une transmission de courant « à résistance nulle » dans des conditions spécifiques de basse température, réduisant ainsi considérablement les pertes. Dans le même temps, en raison de leur conductivité extrêmement élevée, les sections de câbles requises sont plus fines et plus légères. Ce matériau a été largement utilisé dans les équipements de résonance magnétique nucléaire (IRM) et a commencé des applications pilotes sur de petites sections de lignes électriques dans de grandes villes comme Paris et Chicago.

Cependant, HTS se heurte toujours à des obstacles techniques et financiers pour une promotion à grande échelle dans les domaines de l'énergie et des centres de données. Tout d’abord, il doit être refroidi à une température extrêmement basse par de l’azote liquide ou d’autres moyens pour atteindre l’état supraconducteur ; Deuxièmement, les « bandes » supraconductrices couramment utilisées sont principalement constituées d’oxyde de cuivre, de baryum et de terres rares. Bien que la quantité d'un seul câble ne soit pas importante, la chaîne d'approvisionnement en terres rares concernée est fortement concentrée en Chine, et la capacité de production et le coût sont tous deux des contraintes pratiques. Les experts affirment que le plus grand défi est de savoir comment augmenter rapidement la capacité de fabrication de cette bande supraconductrice afin qu'elle puisse rivaliser avec le fil de cuivre en termes de prix.

Ces dernières années, afin de répondre à la demande d'énergie apportée par l'IA, les géants de la technologie sont également devenus d'importants investisseurs dans les technologies énergétiques de pointe telles que la fusion nucléaire, et les dispositifs de fusion nucléaire eux-mêmes utilisent un grand nombre de matériaux HTS. Cela contribue à son tour à élargir la chaîne d’approvisionnement de HTS, à réduire les coûts et à créer les conditions d’une application plus large. Husam Alissa, directeur de la technologie des systèmes chez Microsoft, a déclaré que « les règles du jeu ont changé » à mesure que la recherche sur la fusion entraîne une diversification de l'approvisionnement et de la fabrication, incitant l'entreprise à réévaluer le potentiel de ces matériaux dans les centres de données.

Alissa a révélé que Microsoft valorise deux scénarios d'application principaux du HTS : premièrement, au sein du centre de données, il utilise des câbles plus fins et plus légers pour réorganiser les salles d'alimentation et les racks afin d'améliorer l'utilisation de l'espace et la flexibilité ; Deuxièmement, grâce à la coopération, il promeut l'utilisation de câbles supraconducteurs dans les lignes de transmission longue distance afin d'améliorer la capacité des grands centres de données à se connecter au réseau électrique à partir de la source. Financée par Microsoft, la société supraconductrice VEIR, basée dans le Massachusetts, a réalisé l'année dernière une démonstration qui a prouvé que dans un environnement de centre de données, les câbles HTS peuvent être environ 10 fois plus petits et plus légers que les solutions traditionnelles tout en délivrant la même puissance.

« Le centre de données du futur sera supraconducteur : plus puissant, plus efficace et plus compact. » C'est le jugement de Ziad Melhem, professeur de pratique au Département de physique de l'Université de Lancaster et membre du comité de rédaction de la Superconducting Global Alliance. Il a également révélé qu'il avait déjà travaillé pour Oxford Instruments, qui fournit des composants pour le système informatique quantique de Microsoft.

Outre les centres de données, Microsoft est également disposé à coopérer avec des sociétés énergétiques et à participer à la construction de lignes de transmission longue distance grâce à la technologie HTS. L’expansion des canaux de transmission a toujours été l’un des goulots d’étranglement limitant la mise à niveau du réseau électrique, l’accès aux centres de données et la mise en service de nouvelles sources d’énergie. Le processus d’approbation dans plusieurs juridictions est long et complexe. Selon les estimations du blog de Microsoft, les lignes aériennes à haute tension traditionnelles nécessitent généralement une largeur de couloir d'environ 70 mètres. Grâce à l'utilisation de câbles supraconducteurs, la distance de sécurité requise devrait être réduite à environ 2 mètres, réduisant ainsi théoriquement la période de construction et les coûts du terrain.

Dennis Whyte, professeur de sciences et d'ingénierie nucléaires au MIT, estime que l'introduction du HTS dans les centres de transmission d'énergie et de données constitue une « évolution évidente ». Bien qu'il ne soit pas directement impliqué dans le projet Microsoft, il promeut conjointement le développement d'un dispositif de fusion appelé SPARC. Ce projet est promu conjointement par le MIT et Commonwealth Fusion Systems, qui a reçu un investissement du fonds « Breakthrough Energy » de Bill Gates. Whyte a souligné que la nouvelle demande apportée par les applications des centres de données peut à son tour aider les entreprises de fusion nucléaire à obtenir des matériaux HTS à moindre coût et promouvoir le développement de la technologie de l'énergie de fusion elle-même. "Cela forme un cycle complet."

Microsoft a déjà signé un accord d'achat d'électricité avec une autre entreprise construisant une centrale électrique à fusion dans l'État de Washington, aux États-Unis, et prévoit d'acheter directement de l'énergie de fusion pour alimenter les centres de données à l'avenir. Dans le jeu de transformation énergétique piloté par l'IA, les câbles supraconducteurs sont considérés comme une pièce clé du puzzle pour compresser l'espace physique, améliorer l'efficacité et « faire place » à de nouvelles sources d'énergie propre, et Microsoft espère être la première entreprise à reconstituer cette pièce de puzzle expérimentale en une véritable infrastructure.