Кремниевая фотоника: гонка за следующей инфраструктурой ИИ

Бум ИИ обычно измеряется в чипах: чем мощнее модели, тем больше ускорителей, крупнее центры обработки данных и выше потребление электроэнергии.

Однако с ростом кластеров становится ясно, что чистая вычислительная мощность — только часть проблемы. Объемы данных между самими чипами становятся ограничивающим фактором, и именно здесь вступает в игру кремниевая фотоника.

Свет вместо меди

Чипы кремниевой фотоники передают данные с помощью света вместо электрических сигналов по медным проводам. Преимущество: большая пропускная способность при меньшем энергопотреблении на коротких и длинных расстояниях внутри центров обработки данных.

Аналитики отрасли видят в этом ключевую технологию для повышения эффективности соединений между тысячами графических процессоров в кластерах ИИ, так как классические медные соединения достигают физических пределов при современных скоростях передачи данных.

Азиатские поставщики и производители по контракту в настоящее время инвестируют в создание мощностей массового производства фотонных чипов. Гонка касается не только самих разработчиков чипов, но и всей цепочки поставок — от специализированных литейных заводов до производителей оптических компонентов, таких как волоконные решетки и волноводы.

От лаборатории на фабрику

Техническая сложность заключается не столько в принципе кремниевой фотоники, который изучается уже много лет, сколько в масштабировании до промышленных объемов производства. Точное выравнивание оптических волокон на фотонные чипы в диапазоне микронов, как показано на автоматизированной производственной установке на титульном изображении, в будущем должно работать в больших количествах и с стабильным качеством. Именно такая автоматизация процессов сборки и тестирования считается предпосылкой для перехода кремниевой фотоники от нишевых применений к широкому использованию в центрах обработки данных.

Крупные поставщики облачной инфраструктуры и ИИ из США и Азии за последние годы объявили о собственных решениях фотонных взаимосвязей или протестировали их в пилотных проектах. Спрос на более быструю и энергоэффективную передачу данных между ускорителями растет параллельно с глобальным расширением центров обработки данных для ИИ, потребление электроэнергии которых, согласно Международному энергетическому агентству, к 2030 году должно значительно возрасти.

Рынок с множеством игроков

Многочисленные компании во всей цепочке поставок, от дизайн-студий чипов до азиатских литейных заводов, в настоящее время позиционируют себя для ожидаемого скачка спроса. Те, кто овладеет массовым производством оптических компонентов дешево и с высокой точностью, могут получить преимущество на следующем этапе развития инфраструктуры ИИ. Аналитики указывают на параллели с полупроводниковой промышленностью в целом, где эффект масштаба и производственная точность определяют рыночные доли.

Расширение производственных мощностей фотонной технологии в настоящее время сосредоточено в основном в Азии, где уже существуют цепочки поставок полупроводников и кадры для оптического производства. Одновременно европейские и американские научно-исследовательские учреждения и компании разрабатывают собственные подходы к фотонным взаимосвязям.

Для Европы это развитие актуально по нескольким причинам:

Европейские производители полупроводниковой техники, такие как нидерландская компания ASML или немецкий производитель оборудования Trumpf, поставляют компоненты, необходимые также для фотонных производственных процессов.

Австрийские поставщики электронной промышленности, например в области прецизионной оптики и измерительной техники, косвенно связаны с полупроводниковой отраслью через цепочки поставок. Кроме того, европейские операторы центров обработки данных, включая поставщиков с местоположением в Австрии, заинтересованы в более энергоэффективных технологиях соединения в условиях роста цен на электроэнергию и нормативных требований ЕС к энергоэффективности центров обработки данных.

Источник: TechNode | Оригинальная статья