Fotónica en centros de datos: menos agua y energía para IA

Chris Sharp, director de tecnología de Digital Realty, dijo que la industria se encamina a usar menos cobre en centros de datos. En una instalación típica de unos 100 MW, se emplean alrededor de 400 toneladas de cobre: gran parte para infraestructura eléctrica y refrigeración, y el resto para servidores y cableado de red.

Sharp atribuyó la demora en la adopción de nuevos enfoques al cableado que conecta GPU, CPU y capacidad de procesamiento. En ese contexto, la fotónica aparece como una alternativa para reemplazar parte de la transmisión basada en electrones por comunicación mediante luz, con el objetivo de reducir el calor asociado al funcionamiento.

Del cobre a la luz en redes

La fotónica transmite datos usando luz en lugar de electrones que viajan por cableado de cobre. La idea busca extender el uso de la fibra óptica desde comunicaciones de larga distancia hacia el interior de los centros de datos.

El salto hacia la fotónica implica ingeniería compleja, ya que los componentes ópticos deben conectarse directamente con los eléctricos, incluso en ocasiones en los propios chips. Callum Littlejohns, de Cornerstone Labs, sostuvo que al reducir el calor se puede ahorrar mucha energía, aunque el beneficio para el público general sería limitado.

Littlejohns agregó que la fotónica también permitiría enviar múltiples flujos de datos por el mismo canal para incrementar capacidad. Para los operadores, el efecto directo sería menor requerimiento de energía para refrigerar sistemas, lo que incide en el costo operativo y en la presión sobre infraestructura de enfriamiento.

Retos de fabricación y confiabilidad

Peter O’Brien, del Instituto de Investigación Tyndall de Irlanda, señaló que académicos y empresas trabajan en fotónica desde hace años, pero que la tecnología enfrentó desafíos de fabricación. Según Andrew Wheeler, vicepresidente sénior de Hewlett Packard Labs, la industria ha mejorado costos en el ámbito eléctrico, pero aún busca reducirlos en el proceso completo.

Wheeler advirtió que persisten dudas sobre fiabilidad por la sensibilidad al calor de los componentes ópticos, mientras otros elementos del centro de datos siguen elevando la temperatura local. También indicó que la instalación y el mantenimiento de redes ópticas requerirán que diseñadores, ingenieros de soporte e instaladores adquieran habilidades nuevas, y que con fibra no se pueden hacer giros muy cerrados.

Arquitecturas ópticas y el camino

Ofer Shapiro, director ejecutivo de Resolight.ai, sostuvo que las ventajas de redes ópticas se aprovechan mejor si la luz se usa no solo para transmitir, sino también para procesar datos. Su empresa propone una arquitectura para reemplazar conmutadores electrónicos tradicionales por dispositivos totalmente ópticos, para evitar conversiones constantes entre fotones y electrones.

Lo que se sabe hasta ahora es que el trabajo más inmediato se concentra en ampliar la fabricación de componentes fotónicos y en escalar el conocimiento industrial. Lo que falta por confirmar es la velocidad con la que la fotónica podrá integrarse de forma amplia sin comprometer límites térmicos, costos y confiabilidad; entretanto, las empresas que planifiquen mejoras en centros de datos pueden evaluar pilotos y requisitos de instalación y mantenimiento para redes ópticas, porque esa transición define el rendimiento futuro.