IBM segna un importante passo avanti con una scoperta nel campo delle comunicazioni ottiche che promette di trasformare radicalmente l’efficienza dei data center. Questa tecnologia potrebbe presto soppiantare le tradizionali interconnessioni elettriche, offrendo una velocità e un’efficienza energetica che, secondo quando condiviso, potrebbero essere senza precedenti per l’AI e altre applicazioni avanzate.
I ricercatori di Big Blue, infatti, hanno sviluppato un innovativo processo per l’ottica co-packaged (CPO), una tecnologia che permetterà di connettere i data center alla velocità della luce tramite componenti ottici che vanno ad affiancarsi agli attuali cavi elettrici a corto raggio. Si tratta del primo esempio funzionante di guida d’onda ottica in polimero (PWG), che potrebbe ridefinire la trasmissione dei dati tra chip, circuiti e server con una larghezza di banda molto elevata. La scoperta è stata da poco presentata in un articolo pubblicato in versione preliminare su arXiv.
Quali le implicazioni? Oggi i data center usano la fibra ottica per le loro reti di comunicazione esterne, ma per le comunicazioni interne continuano ad utilizzare principalmente cavi elettrici in rame, che collegano gli acceleratori di GPU. Durante l’addestramento dei modelli di intelligenza artificiale, questi possono rimanere inattivi per più della metà del loro ciclo di vita in attesa di ricevere i dati, con consumi di energia, e di conseguenza spese, significativi.
Come funziona l’ottica co-packaged di IBM
Il team IBM ha assemblato un PWG ad alta densità con canali ottici con passo di 50 micrometri, accoppiati adiabaticamente a guide d’onda fotoniche in silicio, utilizzando processi di assemblaggio standard. Ogni fibra, larga tre volte un capello umano, si potrebbe estendere anche per centinaia di metri, trasmettendo terabit di dati al secondo.
Questa evoluzione può consentire ai produttori di chip di aumentare fino a sei volte, rispetto all’attuale tecnologia CPO all’avanguardia, il numero di fibre ottiche sul bordo di un un chip fotonico al silicio (la cosiddetta “beachfront density”).
Le nuove strutture, unite alla trasmissione di più lunghezze d’onda per canale ottico (128 al massimo), hanno il potenziale di aumentare la larghezza di banda tra i chip fino a 80 volte rispetto alle connessioni elettriche in uso attualmente.
Questi moduli, secondo la ricerca, sono stati i primi a superare tutti gli stress test richiesti per andare in produzione.
Le implicazioni per l’intelligenza artificiale
Il consumo energetico legato all’AI e soprattutto all’AI generativa ha già destato forti preoccupazioni, sia per quanto riguarda il suo impatto ambientale sia per le necessità energetiche legate ad un suo utilizzo sempre più pervasivo.
La nuova tecnologia CPO, secondo IBM, permetterebbe di:
- ridurre di oltre 5 volte il consumo energetico dell’AI generativa
- Addestrare più velocemente (si parla di una riduzione da tre mesi a tre settimane) i modelli di AI, consentendo agli sviluppatori di creare un Large Language Model (LLM) fino a cinque volte più velocemente.
La nuova ottica co-packaged potrebbe quindi aprire scenari molto positivi per il futuro.
