João Miguel Mesquita
En un momento decisivo para la evolución de la infraestructura tecnológica mundial, IBM ha presentado un avance pionero que promete redefinir el funcionamiento de los centros de datos y acelerar significativamente el desarrollo de la inteligencia artificial generativa. Denominada Co-Packaged Optics (CPO), esta innovación es la última apuesta por la integración de la óptica y la electrónica, permitiendo transmisiones de datos a la velocidad de la luz entre los componentes de los centros de datos.
Aunque las fibras ópticas ya desempeñan un papel crucial en el transporte de datos a largas distancias, la realidad es muy distinta dentro de los bastidores y servidores de los centros de datos. En la actualidad, los aceleradores de GPU se comunican esencialmente a través de cables eléctricos de cobre, un sistema que genera enormes pérdidas de eficiencia. Estos cables pueden mantener las GPU inactivas durante más de la mitad del tiempo, a la espera de recibir datos de otros dispositivos, en un proceso que supone una pérdida de tiempo, recursos y energía.
IBM ha encontrado una solución revolucionaria. Gracias a la primera implementación con éxito de una guía de ondas óptica de polímero (PWG), la tecnología CPO ya puede integrar las comunicaciones ópticas en los centros de datos, con un impacto transformador:
- Reducción de energía y costes: la CPO consume cinco veces menos energía que los actuales interconectores eléctricos, lo que permite ampliar la longitud de los cables de interconexión a cientos de metros, frente al metro actual.
- Entrenamiento más rápido de los modelos de IA: IBM calcula que el tiempo de entrenamiento de los modelos lingüísticos a gran escala (LLM) puede reducirse de tres meses a tres semanas.
- Eficiencia energética: un modelo de IA entrenado con CPO puede ahorrar energía suficiente para abastecer a 5.000 hogares de Estados Unidos durante un año.
Cómo funciona la óptica coempaquetada
La clave de este avance reside en la sustitución de las vías eléctricas tradicionales por otras ópticas. La nueva estructura desarrollada por IBM utiliza una guía de ondas de polímero con una separación de sólo 50 micrómetros -aproximadamente la mitad de la anchura de un cabello humano- para transmitir datos a través de canales ópticos. Esta densidad permite a los fabricantes de chips añadir seis veces más fibra óptica en comparación con las tecnologías CPO existentes.
Es más, apilando cuatro de estas guías de ondas, la tecnología puede activar hasta 128 canales de comunicación simultáneamente. En la práctica, este enfoque multiplica por 80 el ancho de banda entre chips en comparación con las soluciones eléctricas actuales.
Los resultados son impresionantes no sólo en términos de rendimiento, sino también de resistencia. Los componentes de IBM se sometieron a rigurosas pruebas de temperatura (de -40 °C a 125 °C), humedad y durabilidad mecánica, demostrando que los interconectores ópticos pueden soportar condiciones adversas sin poner en peligro el flujo de datos.
Impacto en los centros de datos y la IA generativa
La inteligencia artificial generativa, que impulsa aplicaciones como los chatbots, el análisis de big data y los modelos predictivos, ha aumentado exponencialmente la necesidad de potencia de cálculo. Este aumento de la demanda crea desafíos significativos para la infraestructura de los centros de datos, que necesita evolucionar rápidamente para soportar cargas de trabajo tan intensas.
Darío Gil, Vicepresidente Senior y Director de Investigación de IBM, señala que «a medida que la IA generativa demanda más energía y potencia de procesamiento, el centro de datos debe evolucionar y la óptica coempaquetada puede ayudar a prepararse para su futuro». Para Gil, este avance es comparable al salto que la fibra óptica supuso para las telecomunicaciones globales, permitiendo que los chips del futuro se comuniquen con la misma eficacia que las redes ópticas de larga distancia.
Compromiso continuo de IBM con el liderazgo tecnológico
Este avance forma parte del legado de innovación de IBM en semiconductores, que incluye hitos como el primer chip de 2 nanómetros y las tecnologías de proceso de 7 nm y 5 nm. El desarrollo del CPO y de la guía de ondas óptica de polímero tuvo lugar en el centro de I+D de IBM en Albany (Nueva York), mientras que los prototipos se montaron y probaron en las instalaciones de Bromont (Quebec), un lugar histórico en el montaje y prueba de chips.
El futuro de los centros de datos, impulsado por esta innovación óptica, apunta a un ecosistema más rápido, eficiente y sostenible. Con la tecnología Co-Packaged Optics, IBM promete inaugurar una nueva era de comunicaciones ópticas internas que permitirá a la industria dar soporte a la próxima generación de inteligencia artificial y procesamiento de datos con una eficiencia sin precedentes.
