Микросветодиоды вместо лазеров: Microsoft создает новое поколение энергоэффективных оптических межсоединений для центров обработки данных с искусственным интеллектом

Исследователи из Microsoft в Кембридже исследуют возможность использования оптических межсоединений на основе технологий MicroLED. Это позволяет передавать данные по оптическим волокнам по тысячам параллельных каналов, снижая энергопотребление межконнекторов на 50% и снижая стоимость передачи данных, сообщает Datacenter Knowledge. Microsoft и ее партнеры намерены представить коммерческую версию технологии уже в 2027 году.

Существующие межсоединения, как медные, так и оптические на основе лазеров, практически достигли пределов дальности действия, энергоэффективности, термостабильности и других свойств. В то время как традиционные оптические межсоединения передают данные с помощью лазеров по небольшому количеству сверхбыстрых каналов, MicroLED позволяет распределять данные по тысячам более медленных параллельных каналов с помощью специального оптического волокна, первоначально разработанного для медицинской эндоскопии и передачи изображений. Ведь пропускная способность та же, а энергопотребление существенно меньше, а дальность действия — десятки метров.

По данным HyperFrame Research, использование относительно доступных элементов MicroLED вместо дорогих лазеров позволит Microsoft значительно сократить капитальные затраты на кластеры искусственного интеллекта высокой плотности, которые пользуются большим спросом на рынке.

Рабочий прототип уже существует, и Microsoft вместе с MediaTek и другими компаниями в настоящее время работает над совершенствованием системы. Уже существуют трансиверы размером с большой палец, которые будут сочетать в себе излучатели MicroLED, оптические компоненты и фотодиоды. Microsoft признает, что эта технология способна изменить практически всю вычислительную инфраструктуру. Тем временем, благодаря усилиям Nvidia, лазеры стали дефицитным товаром.

Работа MicroLED дополняет исследования Microsoft в области полой волоконной оптики (ХКФ), которые отличаются от обычных меньшей задержкой и большей дальностью. Технология была разработана в Университете Саутгемптона, затем доработана компанией Lumenisity, приобретенной Microsoft в 2022 году. Компания уже внедрила HCF в дата-центрах Azure, а в сентябре того же года заключила соглашение с Corning и Heraeus о массовом производстве нового волокна. В настоящее время компания работает над улучшением характеристик ЛПУ. Если HCF оптимально подходит для магистральных сетей, то MicroLED – для соединений высокой плотности внутри дата-центра. В то же время HCF также позволяет снизить требования к инфраструктуре.

Datacenter Knowledge подчеркивает, что сетевые характеристики дата-центров перестают быть второстепенным фактором, поскольку могут ограничивать масштабируемость ИИ-инфраструктуры. Помимо прочего, речь идет об энергопотреблении, охлаждении и стабильности сетей. Переход от лазерных систем к стандартным компонентам MicroLED позволит также изменить структуру затрат на ИИ. Кроме того, такие изменения позволят Microsoft масштабировать свои кластеры Azure более эффективно, чем AWS и Google Cloud могут масштабировать свои мощности. Наконец, партнерство с MediaTek помогает стандартизировать технологию для более быстрого внедрения.