Кремнієва фотоніка: гонка за наступною інфраструктурою штучного інтелекту

Бум штучного інтелекту зазвичай вимірюється в чипах: чим потужніші моделі, тим більше прискорювачів, більші центри обробки даних і спожива енергії потрібно.

Однак зі зростанням кластерів стає зрозуміло, що сама обчислювальна потужність — це лише частина проблеми. Обсяги даних між самими чипами стають обмежуючим фактором, і саме тут вступає в гру кремнієва фотоніка.

Світло замість міді

Чипи кремнієвої фотоніки передають дані за допомогою світла замість електричних сигналів через мідні проводи. Перевага: вища пропускна здатність при меншому споживанні енергії на коротших і більш довгих відстанях у центрах обробки даних.

Аналітики галузі розглядають це як ключову технологію для більш ефективної організації з'єднань між тисячами GPU в кластерах штучного інтелекту, оскільки класичні мідні з'єднання досягають фізичних меж при сучасних швидкостях передачі даних.

Азіатські постачальники та контрактні виробники наразі інвестують у розширення потужностей масового виробництва фотонних чипів. Гонка стосується не тільки самих розробників чипів, але й всього ланцюга постачання, від спеціалізованих заводів до виробників оптичних компонентів, таких як волоконні матриці та хвилеводи.

Від лабораторії на фабрику

Технічна складність полягає менше у принципі кремнієвої фотоніки, який вивчається роками, а більше в масштабуванні до промислових обсягів виробництва. Точне вирівнювання оптичних волокон на фотонні чипи в мікрометровому діапазоні, як показано на автоматизованій виробничій установці на обкладинці, у майбутньому повинне працювати у великих кількостях та зі стабільною якістю. Саме ця автоматизація монтажних та тестових процесів вважається передумовою того, щоб кремнієва фотоніка перейшла від нішевих застосувань до масового використання в центрах обробки даних.

Великі постачальники хмарних та інфраструктури штучного інтелекту зі США та Азії протягом останніх років анонсували власні рішення фотонних з'єднань або тестували їх у пілотних проектах. Попит на швидшу та енергоефективнішу передачу даних між прискорювачами зростає паралельно із глобальним розширенням центрів обробки даних штучного інтелекту, споживання енергії яких згідно з Міжнародним енергетичним агентством, має значно зрости до 2030 року.

Ринок із багатьма гравцями

Численні компанії вздовж ланцюга постачання, від домів з розробки чипів до азіатських заводів, наразі позиціюють себе для очікуваного стрибка попиту. Ті, хто опанує масове виробництво оптичних компонентів рентабельно та з високою точністю, можуть забезпечити собі переваги у наступній фазі розширення інфраструктури штучного інтелекту. Аналітики посилаються на паралелі з напівпровідниковою промисловістю в цілому, де ефекти масштабу та точність виробництва визначають частки ринку.

До цих пір розширення потужностей фотонного виробництва відбувається переважно в Азії, де вже існують ланцюги постачання напівпровідників та фахівці оптичного виробництва. Одночасно європейські та американські наукові установи та компанії також розробляють власні підходи до фотонних з'єднань.

Для Європи розвиток актуальний з кількох причин:

Європейські виробники напівпровідникового обладнання, як нідерландська компанія ASML або німецький виробник обладнання Trumpf, постачають компоненти, які також потрібні для фотонних виробничих процесів.

Австрійські постачальники електронної промисловості, наприклад у галузі прецизійної оптики та метрології, опосередковано пов'язані з напівпровідниковою промисловістю через ланцюги постачання. Крім того, європейські оператори центрів обробки даних, включаючи постачальників з місцями розташування в Австрії, мають інтерес до енергоефективніших технологій з'єднання з огляду на зростаючі ціни на електроенергію та нормативні вимоги щодо енергоефективності центрів обробки даних у межах ЄС.

Джерело: TechNode | Оригінальна стаття