Während sich die Branche der künstlichen Intelligenz aufheizt, versucht Karman Industries, sie abzukühlen.
Das Startup Signal Hill gibt an, ein Kühlsystem entwickelt zu haben, das die SpaceX-Raketentriebwerkstechnologie nutzt, um die Umweltauswirkungen von Rechenzentren einzudämmen und sie mit weniger Platz, weniger Strom und ohne Wasser zu kühlen.
Das Unternehmen hat kürzlich 20 Millionen US-Dollar eingesammelt und geht davon aus, noch in diesem Jahr mit dem Bau seiner ersten Kompressoren in Long Beach beginnen zu können.
„Unsere übergeordnete These ist, dass wir mit der neuesten und besten Technologie den besten Kompressor auf dem Markt bauen könnten“, sagte David Tearse, CEO von Karman. „Wir wollen den Stromverbrauch für die Kühlung reduzieren, damit Sie diese Chips auf die effizienteste Weise kühlen können.“
Die teuren High-End-Chips, die die KI antreiben, können bei Überhitzung langsamer werden oder sich abschalten. Sie können mehr als 200 Grad erreichen, müssen aber unter 150 Grad liegen, um optimal zu funktionieren.
Für die Kühlung von Lagerhallen mit Zehntausenden davon können Felder voller Ausrüstung und große Mengen Wasser erforderlich sein.
Karman hat ein Kühlsystem entwickelt, das den Wärmepumpen in einem durchschnittlichen Haushalt ähnelt, mit dem Unterschied, dass seine Pumpen flüssiges Kohlendioxid als Kältemittel verwenden, das mithilfe von Raketenmotortechnologie und nicht durch Ventilatoren zirkuliert. Die effizienten Pumpen des Unternehmens können den Platzbedarf für Kühlgeräte im Rechenzentrum um 80 % reduzieren.
Im Laufe der Jahre haben Rechenzentren Ventilatoren und Klimaanlagen eingesetzt, um kalte Luft auf die Chips zu blasen. Größere Anlagen leiten kalte Flüssigkeit durch Rohre in der Nähe der Chips, um die Wärme aufzunehmen. Diese heiße Flüssigkeit wird nach draußen zu einem Kühlhof geleitet, wo ausgedehnte Rohrnetze so viel Wasser verbrauchen wie eine Stadt 50.000 Menschen um die Hitze abzuführen.
Ein 50-Megawatt-Rechenzentrum verbraucht auch genug Strom, um eine mittelgroße Stadt mit Strom zu versorgen.
Da KI über sehr große Rechenzentren verfügt, in denen immer mehr Chips hinzugefügt werden, ist für die Kühlung immer mehr Platz und Strom erforderlich.
„Es ist eine Art verlorener Kampf, besonders wenn man seine Chips immer weiter verdichtet“, sagte Tearse.
Kühlsysteme machen bis zu 40 % des Stromverbrauchs eines Rechenzentrums aus und verbrauchen durchschnittlich ein mittelgroßes Rechenzentrum mehr als 35.000 Gallonen Wasser pro Tag.
Bis 2030 werden fast 100 Gigawatt neue Rechenzentrumskapazität hinzukommen, und Energiebeschränkungen sind zum größten Hindernis für den Ausbau geworden. Laut der Internationalen Energieagentur werden US-Rechenzentren bis 2030 etwa 8 % des gesamten Stroms im Land verbrauchen.
Gemeinden in den gesamten USA haben begonnen, gegen den Bau von Rechenzentren zu protestieren, weil sie befürchten, dass der Strom- und Wasserbedarf die Infrastruktur belasten und die Kosten für die Verbraucher in die Höhe treiben könnte. Die Kühlsysteme werden bis 2028 voraussichtlich bis zu 33 Milliarden Gallonen Wasser pro Jahr verbrauchen.
Große Technologieunternehmen und Risikokapitalinvestoren geben Milliarden von Dollar aus, um veraltete Technologien durch energieeffiziente Lösungen zu ersetzen. Microsoft hat ein neues Rechenzentrumsdesign angekündigt, das zur Kühlung kein Wasser mehr benötigt. Das Unternehmen hat kürzlich versprochen, sicherzustellen, dass seine Rechenzentren die Stromkosten nicht erhöhen oder den umliegenden Gemeinden Wasser vorenthalten.
Der Markt für die Kühlung von Rechenzentren soll von etwa 11 Milliarden US-Dollar im Jahr 2025 auf fast 25 Milliarden US-Dollar im Jahr 2032 wachsen.
Um diesen scheinbar unersättlichen Markt zu bedienen, hat Karman einen rotierenden Kompressor entwickelt, der sich mit fast 30.000 Umdrehungen pro Minute dreht 10-mal schneller als herkömmliche Kompressoren – um Wärme zu transportieren.
„Vor drei oder vier Jahren war das eine große Herausforderung, nur weil es keine Motoren gab. Automobilkomponenten erreichen diese Geschwindigkeit“, sagte Chiranjeev Kalra, Mitbegründer und Chief Technology Officer von Karman.
Etwa ein Drittel von Karmans 23-köpfigem Team kam von SpaceX oder Rocket Lab und nutzte Technologien aus der Luft- und Raumfahrttechnik sowie Elektrofahrzeugen, um die Mechanik für die Hochgeschwindigkeitsmotoren zu entwerfen.
Das System nutzt eine spezielle Art von Kohlendioxid unter hohem Druck, um Wärme vom Rechenzentrum an die Außenluft zu übertragen. Abhängig von den Bedingungen kann die gleiche Kühlleistung mit weniger als der Hälfte der Energie erbracht werden.
Die Wärmepumpe von Karman kann Wärme entweder an die Luft abgeben oder sie in zusätzliche Kühlung oder sogar Stromerzeugung umleiten.
Eines der potenziell größten Verkaufsargumente für die Systeme ist, dass sie kein Wasser benötigen, was Rechenzentren an Orten ermöglicht, an denen Wasser knapp ist.
An wirklich heißen Orten wie Texas und Arizona haben Kühlsysteme Schwierigkeiten, da entweder zu viel Wasser zum Kühlen verwendet wird oder die Chips gedrosselt werden müssen, um eine Überhitzung zu verhindern.
Karmans jüngste Finanzierungsrunde beläuft sich auf insgesamt über 30 Millionen US-Dollar. Zu den Hauptteilnehmern gehörten Riot Venture, Sunflower Capital, Space VC, Wonder Ventures und der ehemalige Intel- und VMware-CEO Pat Gelsinger.
Karman gab bekannt, dass es im Sommer 2026 mit der Auslieferung an Kunden aus seiner Produktionsstätte in Los Angeles beginnen wird, die auf die Produktion von 100 Einheiten pro Jahr ausgelegt ist. Geplant ist, die Kapazität schließlich zu vervierfachen.
Im Erfolgsfall könnte Karman den Marktanteil von Trane Technologies und Schneider Electric, den Marktführern bei Wärmeabfuhrsystemen, schmälern.
