Według firmy xFusion, następna generacja infrastruktury dla sztucznej inteligencji będzie musiała jednocześnie stawić czoła trzem ograniczeniom: chłodzeniu, zasilaniu i połączeniom. Firma szczegółowo przedstawiła te wyzwania podczas OCP Global Summit 2026 w San Jose, w wystąpieniu Arthura Wanga, dyrektora zarządzania produktami w xFusion.
Według przedstawionych danych, szafa z akceleratorami zużywała około 20 kW w 2023 roku, z rozpraszaniem około 350 W na chip. W 2025 roku szafy osiągają 120 kW, a procesory przekraczają 1000 W. Generacja dostarczana w 2026 roku podnosi szafy do 240 kW, a chipy powyżej 2000 W. Następna, już w fazie walidacji u kilku hyperscalerów, ma na celu szafy o mocy rzędu megawata, chipy o mocy ponad 3000 W i gęstości strumienia cieplnego przekraczające 200 W/cm².
Bariera termiczna
Przy takich gęstościach chłodzenie powietrzem już nie wystarcza, a rozwiązaniem wybranym przez xFusion jest bezpośrednie chłodzenie cieczą z wykorzystaniem cold plates. Firma używa płyt z kompozytu diamentowo-miedziowego, których równoważna przewodność cieplna przekracza 650 W/m·K, w porównaniu do 385-400 W/m·K dla czystej miedzi. Według xFusion, zdolność chłodzenia pojedynczego chipa przekracza 4000 W, co daje około 33% marginesu powyżej generacji 3000 W.
xFusion prezentuje również pięć materiałów interfejsu i rozpraszania ciepła, każdy dostosowany do kompromisu między kosztem a wydajnością, w tym podkładki grafenowe (130 W/m·K) i metal płynny (30 W/m·K). Firma rozwija także chłodzenie dwufazowymi strumieniami, które wykorzystuje zmianę stanu cieczy, aby znacznie zmniejszyć wymagany przepływ płynu. Przyznaje, że szczelność na dużą skalę i zarządzanie ciśnieniem pozostają wyzwaniami. Dla obecnych wdrożeń, jej FusionPod for AI V8, modułowa szafa 42U o mocy do 155 kW, działa z architekturą rozproszonych CDU, bez modyfikacji obwodów wtórnych.
Bariera elektryczna
Chłodzenie i zasilanie są nierozłączne, ponieważ każdy wat dostarczony do chipa kończy jako ciepło. Przy obecnym rozkładzie napięcia 54 V, natężenie staje się znaczne: 185 A dla szafy 10 kW, 18 519 A dla szafy 1 MW. Straty na skutek efektu Joule’a w szynach miedzianych rosną z kwadratem natężenia, a xFusion szacuje, że przy 1 MW mogą przekroczyć 50 kW.
Rozwiązaniem jest przejście na wyższe napięcie, do 800 V prądu stałego. Według firmy, ta zmiana zmniejsza natężenie około 15-krotnie, a straty I²R około 220-krotnie, podczas gdy ogólna sprawność systemu wzrosłaby z 88% do ponad 90%. xFusion opracowuje w tym celu prototypowy moduł zasilania, 800V HVDC Sidecar, zaprojektowany dla konfiguracji od 300 kW do 1,2 MW na szafę, i opiera się na półprzewodnikach z szeroką przerwą energetyczną, w szczególności na tranzystorach MOSFET SiC i HEMT GaN.
Bariera połączeń
Trzecia bariera dotyczy sygnałów elektrycznych na miedzi przy 224 Gbit/s na kanał, już bliskich swoich granic integralności. Firma informuje, że komercyjnie wdrożyła wysokogęstościowe, ortogonalne backplane’y 224G i prowadzi wstępne badania nad 448G. Promuje również optykę zintegrowaną w pakiecie (co-packaged optics), która umieszcza silniki fotoniczne blisko krzemu przełączników. Jej architektura Super Node, chłodzona cieczą, obsługuje do 240 kW na szafę, 128 XPU na szafę i 256 XPU na dwóch szafach.
Dla xFusion te trzy ograniczenia łączą się: zasilanie 800 V połączone z niewystarczającą siecią optyczną pozostawiłoby GPU w oczekiwaniu na dane. Cytując Arthura Wanga, firma podsumowuje wyzwanie następująco: «W erze agentowej konkurencyjność nie zależy od liczby chipów, które posiadasz. Zależy od realnej wartości ekonomicznej, którą możesz wyciągnąć z każdego wata i każdego dżula ciepła». xFusion przedstawia tę ideę jako łańcuch wartości, WATT → FLOPS → TOKEN → AGENT → VALUE, w którym każdy etap wiąże się ze stratami konwersji.
