Laut xFusion muss die nächste Generation der Infrastruktur für künstliche Intelligenz drei Herausforderungen gleichzeitig bewältigen: Kühlung, Stromversorgung und Vernetzung. Das Unternehmen erläuterte diese Probleme beim OCP Global Summit 2026 in San Jose in einem Vortrag von Arthur Wang, Produktmanagement-Direktor bei xFusion.
Den vorgestellten Zahlen zufolge verbrauchte ein Rack mit Beschleunigern im Jahr 2023 etwa 20 kW, wobei jeder Chip etwa 350 W abführte. Im Jahr 2025 erreichen die Racks 120 kW und die Prozessoren überschreiten 1.000 W. Die Generation, die 2026 ausgeliefert wird, bringt die Racks auf 240 kW und die Chips auf über 2.000 W. Die folgende Generation, die bereits bei mehreren Hyperscalern validiert wird, zielt auf Racks im Megawatt-Bereich, Chips mit über 3.000 W und Wärmeflussdichten von mehr als 200 W/cm² ab.
Die thermische Grenze
Bei diesen Dichten reicht Luftkühlung nicht mehr aus, und die von xFusion gewählte Lösung ist die direkte Flüssigkühlung mit Kühlplatten, den cold plates. Das Unternehmen verwendet Platten aus einem Diamant-Kupfer-Verbundmaterial, dessen äquivalente Wärmeleitfähigkeit 650 W/m·K übersteigt, verglichen mit 385 bis 400 W/m·K für reines Kupfer. Laut xFusion übersteigt die Kühlleistung für einen einzelnen Chip 4.000 W, was etwa 33 % Spielraum über der 3.000-W-Generation bietet.
xFusion stellt außerdem fünf Materialien für die Wärmeübertragung und -abfuhr vor, die jeweils einen Kompromiss zwischen Kosten und Leistung darstellen, darunter Graphen-Pads (130 W/m·K) und ein flüssiges Metall (30 W/m·K). Das Unternehmen entwickelt zudem eine Zweiphasen-Strahlkühlung, die den Phasenwechsel der Flüssigkeit nutzt, um den benötigten Flüssigkeitsdurchfluss stark zu reduzieren. Es räumt ein, dass die Dichtheit im großen Maßstab und die Druckregelung weiterhin Herausforderungen darstellen. Für aktuelle Installationen arbeitet sein FusionPod for AI V8, ein modulares 42U-Rack mit einer Leistung von bis zu 155 kW, mit einer Architektur verteilter CDUs, ohne Änderungen an den Sekundärkreisläufen.
Die elektrische Grenze
Kühlung und Stromversorgung sind untrennbar, da jedes Watt, das einem Chip zugeführt wird, letztendlich in Wärme umgewandelt wird. Bei einer aktuellen Verteilung mit 54 V wird die Stromstärke erheblich: 185 A für ein 10-kW-Rack, 18.519 A für ein 1-MW-Rack. Die Verluste durch den Joule-Effekt in den Kupferschienen steigen mit dem Quadrat des Stroms, und xFusion schätzt, dass sie bei 1 MW über 50 kW betragen können.
Die Lösung liegt in einer Erhöhung der Spannung auf 800 V Gleichstrom. Laut dem Unternehmen reduziert dieser Schritt den Strom um etwa das 15-fache und die I²R-Verluste um etwa das 220-fache, während der Gesamtwirkungsgrad des Systems von 88 % auf über 90 % steigen würde. xFusion entwickelt dafür einen Prototyp eines Netzteils, den 800V HVDC Sidecar, der für Konfigurationen von 300 kW bis 1,2 MW pro Rack ausgelegt ist, und setzt auf Halbleiter mit großer Bandlücke, insbesondere SiC-MOSFETs und GaN-HEMTs.
Die Grenze der Vernetzung
Die dritte Grenze betrifft elektrische Signale auf Kupfer mit 224 Gbit/s pro Lane, die bereits nahe an ihren Integritätsgrenzen liegen. Das Unternehmen gibt an, kommerziell hochdichte orthogonale Backplanes für 224G eingesetzt zu haben und Voruntersuchungen für 448G durchzuführen. Es hebt auch co-packaged Optiken hervor, bei denen die photonischen Motoren nahe am Silizium der Switches platziert werden. Seine Super-Node-Architektur, die flüssiggekühlt ist, unterstützt bis zu 240 kW pro Rack, 128 XPU pro Schrank und 256 XPU auf zwei Schränken.
Für xFusion kombinieren sich diese drei Herausforderungen: Eine 800-V-Stromversorgung gepaart mit einem unzureichenden optischen Netzwerk würde GPUs warten lassen. Unter Berufung auf Arthur Wang fasst das Unternehmen die Herausforderung wie folgt zusammen: « Im agentischen Zeitalter hängt die Wettbewerbsfähigkeit nicht von der Anzahl der Chips ab, die man besitzt. Sie hängt vom tatsächlichen wirtschaftlichen Wert ab, den man aus jedem Watt und jedem Joule Wärme gewinnen kann. » xFusion stellt diese Idee als Wertschöpfungskette dar, WATT → FLOPS → TOKEN → AGENT → VALUE, bei der jeder Schritt Konversionsverluste mit sich bringt.
