La sostenibilidad de los centros de datos, que empiezan a extenderse por doquier en todo el mundo, incluido España, está en tela de juicio a cuenta de la gran energía que necesitan. Nuevamente, la llave para la eficiencia está en la tecnología y, según ha anunciado IBM, una de las soluciones del futuro está siendo analizada.
Y es que la compañía ha anunciado un avance innovador en la tecnología óptica que promete transformar la forma en que los centros de datos manejan la inteligencia artificial (IA) generativa. La compañía ha desarrollado un nuevo proceso para la tecnología de óptica coempaquetada (CPO, por sus siglas en inglés), una solución que aprovecha la velocidad de la luz para transmitir datos dentro de los centros de datos, complementando los cables eléctricos tradicionales.
El avance se centra en la primera guía de ondas óptica polimérica (PWG) exitosa, diseñada y ensamblada por los investigadores de IBM, lo que marca un hito en la implementación de la tecnología CPO. Según IBM, esta innovación redefine la transmisión de datos al aumentar drásticamente la velocidad y capacidad entre chips, placas de circuitos y servidores, posicionando a los centros de datos para responder mejor a las crecientes demandas de la IA.
Índice de contenidos
Una solución a la saturación de los centros de datos
Actualmente, la fibra óptica domina el tráfico global de datos, transportándolos a largas distancias mediante luz en lugar de electricidad. Sin embargo, dentro de los centros de datos, el transporte de datos sigue dependiendo en gran medida de cables eléctricos de cobre, que conectan aceleradores GPU y otros componentes. Este método no solo limita el ancho de banda y aumenta el consumo energético, sino que también genera tiempos de inactividad en las GPUs, que pueden permanecer sin actividad más de la mitad del tiempo durante procesos de entrenamiento distribuido.
Con la nueva tecnología de CPO, IBM busca mitigar estos problemas al integrar la óptica en las conexiones internas de los centros de datos. En un artículo publicado en arXiv, IBM presentó un prototipo de módulo CPO que promete revolucionar la conectividad entre componentes con velocidades significativamente mayores y menores consumos de energía.
Beneficios de la óptica coempaquetada
Los potenciales beneficios de la tecnología CPO son impresionantes, especialmente para la IA generativa, cuyos modelos demandan grandes volúmenes de datos y potencia de procesamiento:
- Reducción de costes y consumo energético: La tecnología óptica consume hasta cinco veces menos energía que los interconectores eléctricos tradicionales de rango medio y permite extender la longitud de los cables en los centros de datos de un metro a cientos de metros.
- Aceleración del entrenamiento de modelos de IA: Un modelo de lenguaje grande (LLM) podría ser entrenado hasta cinco veces más rápido con CPO que con las conexiones eléctricas actuales. Esto reduciría tiempos de entrenamiento de meses a semanas, con beneficios aún mayores en modelos más complejos y con más GPUs.
- Eficiencia energética mejorada: Los ahorros energéticos se traducen en el equivalente al consumo anual de 5,000 hogares estadounidenses por cada modelo de IA entrenado con esta tecnología.
Darío Gil, vicepresidente senior y director de investigación de IBM, subrayó la importancia de esta innovación en un contexto de crecientes demandas de la IA. «La óptica coempaquetada puede hacer que los centros de datos sean a prueba de futuro», señaló. «Este avance abre una nueva era de comunicaciones más rápidas y sostenibles, capaces de manejar las cargas de trabajo de IA del futuro».
80 veces más ancho de banda
El impacto de la tecnología CPO se extiende más allá de la eficiencia energética y la velocidad de entrenamiento. En los últimos años, los avances en la densidad de transistores en los chips han alcanzado niveles sin precedentes. Por ejemplo, los chips de 2 nanómetros de IBM pueden contener más de 50 mil millones de transistores. Sin embargo, las conexiones eléctricas actuales limitan la capacidad de interconexión entre componentes.
La tecnología CPO aborda este problema al permitir a los fabricantes de chips integrar rutas ópticas en los módulos electrónicos, superando las limitaciones físicas de las rutas eléctricas. Según IBM, estas nuevas estructuras ópticas podrían aumentar hasta 80 veces el ancho de banda entre chips en comparación con las conexiones eléctricas actuales.
Además, IBM ha logrado un avance significativo en la densidad de conexión óptica, conocida como «densidad de línea costera». La compañía afirma que su tecnología permite añadir seis veces más fibras ópticas al borde de un chip en comparación con la tecnología CPO existente. Estas fibras, aunque extremadamente delgadas (aproximadamente tres veces el ancho de un cabello humano), pueden transmitir terabits de datos por segundo a distancias que van desde unos pocos centímetros hasta cientos de metros.
Implicaciones para el futuro de los centros de datos
La guía de ondas óptica polimérica de IBM, ensamblada con canales ópticos de 50 micrómetros de separación y acoplada a guías de onda de fotónica de silicio, marca un punto de inflexión en la integración de la óptica en los centros de datos. Al emplear procesos estándar de ensamblaje y empaquetado, IBM ha demostrado la viabilidad de esta tecnología para la producción a gran escala.
La adopción de CPO podría redefinir el diseño de los centros de datos, haciendo que sean más eficientes, sostenibles y capaces de manejar las crecientes demandas de la IA. Este avance es una muestra más del compromiso de IBM con la innovación tecnológica y su papel en liderar la transición hacia un futuro donde la inteligencia artificial y la computación avanzada sean sostenibles y accesibles.
En un mundo que se mueve hacia la hiperconectividad, la tecnología CPO no solo acelera el presente, sino que también construye un puente hacia el futuro de la computación.
