IBM ha anunciado un importante avance en tecnología óptica que promete transformar los procesos de entrenamiento y ejecución de modelos de inteligencia artificial generativa en los centros de datos.
La compañía ha desarrollado un nuevo módulo de tecnología de óptica coempaquetada (CPO, por sus siglas en inglés), que aprovecha guías de ondas ópticas poliméricas (PWG) para permitir la conectividad a velocidades de la luz dentro de los centros de datos, reemplazando en parte los cables eléctricos convencionales.
El problema: limitaciones en la conectividad de los centros de datos
Actualmente, aunque la fibra óptica se utiliza para la transmisión de datos a largas distancias, la comunicación dentro de los racks en los centros de datos sigue dependiendo mayoritariamente de cables eléctricos de cobre.
Estos cables, además de generar un consumo energético significativo, limitan la velocidad de transmisión y provocan ineficiencias en los procesos de entrenamiento distribuido de modelos de IA, ya que las GPUs a menudo permanecen inactivas mientras esperan datos. Este problema representa no solo un coste económico, sino también un desafío para la sostenibilidad energética.
La solución: óptica coempaquetada de IBM
IBM ha diseñado un prototipo de módulo CPO que permite la transmisión óptica de alta velocidad entre chips, placas de circuitos y servidores. Según un estudio publicado en arXiv, este avance podría multiplicar por cinco la eficiencia energética y reducir drásticamente los tiempos de entrenamiento de modelos de IA generativa.
Beneficios clave de la tecnología CPO:
- Eficiencia energética mejorada: Consume hasta cinco veces menos energía que los interconectores eléctricos actuales.
- Mayor velocidad de entrenamiento: Permite entrenar modelos de lenguaje grandes en tres semanas, en lugar de tres meses, al aumentar la capacidad de comunicación entre GPUs.
- Impacto ambiental reducido: Los ahorros energéticos podrían equipararse al consumo anual de 5.000 hogares estadounidenses por cada modelo entrenado.
Ancho de banda 80 veces superior al actual
El CPO utiliza guías de ondas ópticas poliméricas de alta densidad, lo que permite una densidad de interconexión significativamente mayor en comparación con las tecnologías eléctricas tradicionales. Según IBM, estas estructuras ópticas pueden aumentar hasta 80 veces el ancho de banda de transmisión de datos entre chips.
Además, la tecnología permite integrar hasta seis veces más fibras ópticas en un chip de fotónica de silicio, transmitiendo terabits de datos por segundo a distancias de hasta cientos de metros.
Resiliencia probada en condiciones extremas
Los módulos CPO con PWG han superado pruebas de resistencia en condiciones de alta humedad, variaciones de temperatura extremas (-40 °C a 125 °C) y ensayos mecánicos para garantizar la durabilidad y fiabilidad de las interconexiones ópticas. Este nivel de resistencia posiciona la tecnología como una solución viable para los exigentes entornos operativos de los centros de datos.
Liderazgo de IBM en innovación de semiconductores
El desarrollo de la tecnología CPO refuerza el liderazgo de IBM en el ámbito de la investigación y desarrollo de semiconductores. Entre sus innovaciones previas destacan los chips de 2 nanómetros, transistores Nanosheet y memoria DRAM de celda única.
La compañía también desempeña un papel clave en el Corredor de Semiconductores del Noreste, una iniciativa estratégica entre Estados Unidos y Canadá.
Los prototipos de CPO han sido diseñados en las instalaciones de IBM en Albany, Nueva York, y ensamblados en Bromont, Quebec, reafirmando la capacidad de la compañía para liderar la industria del empaquetado y pruebas de chips.
