IBM ha dado un paso decisivo hacia la transformación de los centros de datos con su más reciente avance en tecnología óptica. La compañía ha desarrollado un proceso innovador para ópticas co-empaquetadas (CPO), que promete revolucionar cómo se entrenan y ejecutan los modelos de inteligencia artificial generativa, permitiendo conexiones a la velocidad de la luz dentro de los centros de datos y complementando los métodos de transmisión eléctrica actuales.
Este avance se concreta en el primer módulo prototipo basado en una guía de onda óptica de polímero (PWG), la cual redefine el flujo de datos entre chips, placas de circuito y servidores. Este desarrollo no solo marca la antesala de una nueva era en las comunicaciones internas, sino que también promete un terreno más sostenible para las operaciones de los centros de datos.
Actualmente, aunque las fibras ópticas ya se utilizan para transportar datos a grandes distancias, los cables de cobre siguen predominando en las comunicaciones internas de los centros de datos. Esta dependencia genera ineficiencias, como la inactividad significativa en los aceleradores GPU, que a menudo pierden más de la mitad del tiempo esperando datos. IBM, con su módulo CPO, podría aumentar la velocidad de transmisión de datos hasta 80 veces más respecto a las conexiones eléctricas convencionales, mitigando así estos tiempos muertos.
Las implicancias de esta nueva tecnología se reflejan en varios aspectos. Por un lado, se espera que los costes energéticos disminuyan más de un 80 % en comparación con los interconectores eléctricos de rango medio actualmente en uso. Por otro, prevé una velocidad cinco veces mayor en el entrenamiento de modelos de lenguaje (LLM), reduciendo los tiempos de entrenamiento de tres meses a apenas tres semanas. Además, cada modelo entrenado con esta tecnología podría lograr un ahorro energético anual equivalente al consumo de 5.000 hogares estadounidenses.
Para Dario Gil, vicepresidente sénior y director de investigación en IBM, el papel que jugarán las ópticas co-empaquetadas es crucial. Frente a la creciente exigencia de energía y capacidad de procesamiento por parte de la IA generativa, enfatiza que los centros de datos deben evolucionar hacia estructuras más eficientes y adaptables a futuros retos.
El diseño y ensamblaje de este PWG de alta densidad han permitido incorporar seis veces más fibras ópticas en el límite de un chip de fotónica de silicio que las tecnologías actuales. Estas fibras, con un grosor tres veces el ancho de un cabello humano, son capaces de transmitir terabits de datos por segundo en distancias que van desde centímetros a cientos de metros.
Los módulos CPO de IBM han sido sometidos a rigurosas pruebas de estrés, asegurando su resistencia a temperaturas extremas, humedad y durabilidad mecánica. Esta robustez es un factor clave para su eventual aplicación a gran escala.
Este avance no solo promete mejorar el rendimiento de los centros de datos, sino que también llega en respuesta a las crecientes demandas energéticas de la IA generativa. Con el aumento en la densidad de transistores en los chips, IBM está en una posición única para superar las limitaciones de las rutas eléctricas convencionales mediante la integración de conexiones ópticas.
El camino de IBM en la innovación de semiconductores es notable, incluyendo hitos como el primer chip de 2 nm y avances significativos en tecnologías de proceso y transistores. El trabajo en el diseño, modelado y simulación del CPO se llevó a cabo en Albany, Nueva York, mientras que el ensamblaje de los prototipos tuvo lugar en Bromont, Quebec. Este corredor ha sido un pilar de innovación en el empaquetado de chips durante décadas.
Con este avance, IBM reafirma su liderazgo en el ámbito de la computación y los semiconductores, prometiendo no solo acelerar el entrenamiento de modelos de IA, sino también transformar la eficiencia energética de los centros de datos, preparándolos para un futuro donde la demanda de IA continúa en ascenso.
