作者：阿利斯泰爾·斯皮爾斯

微軟全球基礎(chǔ)設(shè)施營銷總經(jīng)理

在人工智能技術(shù)與海量數(shù)據(jù)并行發(fā)展的時代，電力供應(yīng)正面臨前所未有的挑戰(zhàn)。當(dāng)傳統(tǒng)金屬導(dǎo)體逐漸觸及物理極限時，高溫超導(dǎo)技術(shù)（HTS）憑借其“零電阻”的無損優(yōu)勢，正從實驗室邁向數(shù)據(jù)中心。通過大幅提升電力密度并消除熱積聚，該技術(shù)不僅能突破產(chǎn)能瓶頸，更為構(gòu)建更緊湊、更環(huán)保的未來云基礎(chǔ)設(shè)施開辟了全新可能。

隨著 AI 技術(shù)和數(shù)據(jù)密集型計算的爆發(fā)式增長，高效、可靠的電力供應(yīng)已成為發(fā)展的命脈。高溫超導(dǎo)（HTS）正作為一項顛覆性的技術(shù)浮出水面。它能顯著降低傳輸損耗，極大提升能源效率。目前，微軟正在深入研究 HTS 技術(shù)，旨在為數(shù)據(jù)中心日益增長的電力需求尋求最優(yōu)解，并進一步提升運營的可持續(xù)性。超導(dǎo)體的“無損”特性，讓電力傳輸真正邁向高效。

超導(dǎo)體能讓電流在流動時實現(xiàn)“零電阻”。這意味著我們不僅能更高效地輸送電力，還能更快速地完成擴容。微軟正探索如何利用該技術(shù)增強電網(wǎng)韌性，并降低數(shù)據(jù)中心對周邊社區(qū)的影響。由于超導(dǎo)體在輸送巨量電能時僅需極小的空間，它將助力我們打造更清潔、更緊湊的電力系統(tǒng)。

微軟云運營與創(chuàng)新部門副總裁兼首席技術(shù)官朱迪·普里斯特與 VEIR 首席技術(shù)官埃爾汗·卡拉賈正在進行 3MW 超導(dǎo)電纜的出廠測試。

這一技術(shù)的應(yīng)用將改寫云端的配電模式，為 AI 技術(shù)等高負載需求保駕護航。為此，我們需要重新審視傳統(tǒng)的電力設(shè)計方案。通過與超導(dǎo)技術(shù)伙伴及系統(tǒng)集成商緊密協(xié)作，我們正致力于將這一前沿科學(xué)轉(zhuǎn)化為切實可行的解決方案，從而賦能客戶與社區(qū)。

01超導(dǎo)體如何為數(shù)據(jù)中心提效增能

目前，大多數(shù)云基礎(chǔ)設(shè)施的布線和輸電線路仍使用銅或鋁。雖然它們是優(yōu)良導(dǎo)體，但 HTS 電纜的表現(xiàn)更好，因為它實現(xiàn)了電流的“零電阻”傳輸。HTS 電纜更輕、更細，且在輸電過程中不發(fā)熱、無電壓降。該技術(shù)的核心在于可擴展的高可用冷卻系統(tǒng)，它能將電纜維持在必要的低溫環(huán)境，保障微軟數(shù)據(jù)中心的高效運行。相比之下，電流在銅線中步步受阻，不僅損耗效率、產(chǎn)生熱量，還限制了輸電上限。而超導(dǎo)材料在冷卻后可消除一切損耗與熱積聚，徹底打破了輸電距離的限制。

▲ 利用 HTS 技術(shù)減少數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)施負擔(dān)

? 為什么這對數(shù)據(jù)中心至關(guān)重要？

高溫超導(dǎo)并非新概念，在能源、交通等領(lǐng)域已被研究多年。但直到最近，隨著制造工藝和經(jīng)濟性的突破，它才具備了支撐微軟云規(guī)模應(yīng)用的可行性。數(shù)據(jù)中心往往在有限的占地內(nèi)承載著巨大的電力負荷。傳統(tǒng)導(dǎo)體讓運營商陷入兩難：要么擴建變電站、要么增加輸電線，否則只能限制部署密度。超導(dǎo)體打破了這種權(quán)衡：它在不增加物理占地的前提下提升了“電力密度”，讓現(xiàn)代設(shè)施在空間受限的情況下，依然能滿足 AI 技術(shù)時代的電力需求。

在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部，更強勁的電力直達機架，支撐起高密度、高性能的業(yè)務(wù)負載。HTS 電纜比銅線更輕且傳輸距離更遠，能有效優(yōu)化機架間的功率分配，消除潛在瓶頸。我們在 OCP 2025開放計算技術(shù)大會上已分享了這一創(chuàng)新架構(gòu)的愿景。

在實際應(yīng)用中，HTS 已展示出驚人的潛力：在向服務(wù)器機架直接供電時，它能將電力線纜的尺寸縮小一個數(shù)量級，為數(shù)據(jù)中心內(nèi)部配電打開了全新的想象空間。

微軟云業(yè)務(wù)運營與創(chuàng)新部首席基礎(chǔ)設(shè)施工程師魯斯蘭·納吉莫夫，在世界上首個采用HTS驅(qū)動的機架原型旁（機架上方可見超導(dǎo)線纜）。

02以下一代電力架構(gòu)驅(qū)動產(chǎn)能升級

HTS 技術(shù)高度契合微軟云的長期發(fā)展規(guī)劃。隨著 AI 技術(shù)系統(tǒng)的擴張，電力供應(yīng)依然是最大的瓶頸。通過引入超導(dǎo)體更新電力系統(tǒng)，我們可以構(gòu)建更具彈性的基礎(chǔ)設(shè)施，輕松應(yīng)對云服務(wù)的增長需求，甚至在未來催生出全新形態(tài)的數(shù)據(jù)中心。

我們需要動態(tài)擴展電力容量，而非每次都推倒重建整套基建。下一代超導(dǎo)傳輸線在同等電壓下，輸電能力比傳統(tǒng)線路高出一個數(shù)量級。這能顯著縮短數(shù)據(jù)中心站點的互聯(lián)與擴建周期，加速算力部署，以滿足全球?qū)υ品?wù)的渴求。超導(dǎo)體是數(shù)據(jù)中心和電網(wǎng)的一場底層變革，但這需要我們打破傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的固有思維，重新定義輸電與數(shù)據(jù)中心的設(shè)計范式。

VEIR 首席執(zhí)行官（微軟氣候創(chuàng)新基金投資公司）蒂姆·海德爾：“超導(dǎo)體是一項定義類別的技術(shù)，它將徹底改變從發(fā)電端到芯片端的整個電力價值鏈。在 VEIR，我們提供完整的電力傳輸方案，利用這些新型材料幫助客戶攻克基建瓶頸，更快解鎖產(chǎn)能，實現(xiàn)更高的電力與計算密度。

03更環(huán)保的電網(wǎng)，更友好的社區(qū)

HTS 系統(tǒng)不僅減少了能源損耗，還大幅縮減了輸電所需的物理空間。從電網(wǎng)角度看，它能穩(wěn)定電壓并具備故障電流限制能力，不僅增強了數(shù)據(jù)中心的供電穩(wěn)定性，也惠及周邊的住宅、學(xué)校和醫(yī)院。

更重要的是，這項技術(shù)降低了電力基建的“社會存在感”。傳統(tǒng)的電力擴容往往意味著龐大且吵鬧的設(shè)施，例如高壓架空線和大型變電站，而 HTS 系統(tǒng)更小巧、更安靜。它能以較低電壓傳輸?shù)攘侩娏?，減少了對施工通道和安全距離的要求。這意味著空間利用率更高、建設(shè)周期更短，對周邊社區(qū)的影響也降到了最低。

美國超導(dǎo)公司 (AMSC) 首席執(zhí)行官丹尼爾·麥加恩：“通過超導(dǎo)體，聯(lián)邦愛迪生電力公司（ComEd）在不干擾當(dāng)?shù)厣虘艉蜕鐓^(qū)的情況下，完成了芝加哥電網(wǎng)變電站的互聯(lián)。這一方案極大地增強了電網(wǎng)的韌性?！?/p>

隨著全球希望減少煤炭、天然氣和原油的使用以減少碳排放、實現(xiàn)氣候變化目標(biāo)，風(fēng)能和太陽能等清潔能源變得越來越重要。

04探索數(shù)據(jù)中心的未來

高溫超導(dǎo)技術(shù)只是微軟勾勒未來數(shù)據(jù)中心藍圖的冰山一角。隨著云端需求的持續(xù)躍升，從尖端的散熱系統(tǒng)到更綠色的電力方案，無數(shù)創(chuàng)新技術(shù)正協(xié)同發(fā)力，助力我們構(gòu)建更快速、更智能、更具可持續(xù)性的基礎(chǔ)設(shè)施。