La fotónica podría tener grandes beneficios para los centros de datos

Cuando se trata de redes totalmente fotónicas, la propuesta para los operadores de centros de datos es atractiva.

“No hay conmutadores eléctricos de paquetes en absoluto”, afirma James Regan sobre la novedosa arquitectura basada en la luz desarrollada por su empresa, Oriole Networks. “Así que, con todos los conmutadores y los transceptores que los conectan, se ha perdido toda esa jerarquía. Cada servidor se comunica directamente con todos los demás, sin ningún punto intermedio”.

No es difícil ver los beneficios en velocidad y eficiencia que podría traer la eliminación de tantos componentes de lo que es una parte notoriamente ineficiente del centro de datos.

Quizás por eso cada vez más empresas buscan desarrollar sistemas de redes fotónicas para infraestructura digital. Pero si la tecnología está lista para reemplazar las arquitecturas de red tradicionales es otra cuestión.

Fotones en la sala de datos

El traslado de información en un centro de datos suele depender en gran medida de conmutadores de paquetes, que convierten los datos digitales almacenados en servidores para que puedan transmitirse como señales eléctricas a través de cables de cobre o fibra.

Este proceso de conmutación requiere muchos chips, que consumen mucha energía y generan cantidades considerables de calor. Además, es ineficiente, ya que los datos a menudo tienen que rebotar entre varios servidores antes de llegar a su destino.

Y con la cantidad de información que fluye a través de los centros de datos aumentando exponencialmente, gracias al crecimiento de la popularidad de los sistemas de IA, la conmutación se ha convertido en un punto de presión para muchas empresas.

El uso de la fotónica se considera una posible solución. Al transmitir información mediante fotones, los proveedores afirman que pueden lograr importantes mejoras en la eficiencia y el rendimiento. El uso de la fotónica en los centros de datos no es nuevo ( DCD presentó la Misión Apolo de Google, que introdujo interruptores ópticos en los centros de datos del gigante de las búsquedas en 2023), pero el interés en esta tecnología ha aumentado en los últimos meses, con varios proveedores recaudando fondos para desarrollar sus propias variantes de fotónica.

Oriole Networks, que surgió del University College London (UCL) del Reino Unido en 2023, tiene quizás la visión fotónica más ambiciosa de todas. Pretende reemplazar toda la infraestructura de red del centro de datos con tecnología fotónica. Además de un nuevo equipo de red, esto implicaría software especializado y un concentrador de hardware para controlar el destino de la información.

El sistema se basa en 20 años de investigación del profesor George Zervas y su equipo, explica Regan. El profesor Zervas es profesor de sistemas ópticos en red en la UCL y uno de los cofundadores de Oriole. El sistema que diseñó no se trata de un simple artilugio ni de una tecnología específica, afirma Regan. Se trata de un conjunto completo de tecnologías interconectadas, todas patentadas, que juntas conforman nuestra solución.

Regan, un veterano de la industria de la fotónica que fue contratado por los fundadores de Oriole para ayudar a darle vida a su visión, cree que este enfoque radical para rediseñar las redes de centros de datos es necesario para hacer realidad la promesa de la fotónica.

“Si se quieren obtener beneficios reales, hay que eliminar por completo la conmutación electrónica de paquetes”, argumenta. “Google introdujo sus conmutadores en varios de sus centros de datos; son muy lentos, pero permiten reconfigurar la red según la demanda y se complementan con la conmutación electrónica de paquetes”.

“Lo que estamos haciendo es mucho más fundamental que eso, porque está diseñado para gestionar los flujos de datos de un servidor a otro de forma arbitraria sin ralentizarlos”.

Debido a esto, Oriole está promocionando algunos grandes beneficios, en términos de eficiencia, pero también en lo que respecta al tiempo que lleva entrenar modelos de IA.

“Al entrenar o ejecutar un modelo de lenguaje extenso, se cambia constantemente de GPU”, dice Regan. “Eso no es muy eficiente porque la mayor parte del tiempo las GPU están esperando a que la red responda”.

El uso de la fotónica podría eliminar el tiempo de espera, según Oriole, gracias a la capacidad de las GPU para interactuar entre sí. Además, se pueden producir muchas más interacciones simultáneamente, acelerando aún más el proceso. Sin embargo, es probable que esto también conduzca a una reducción en el consumo de energía del proceso de conmutación, ya que, al estar las GPU disponibles más tiempo para realizar más tareas, su consumo de energía podría aumentar, anulando al menos parte de este ahorro.

«El consumo de energía es mucho menor porque eliminamos todos esos interruptores, y eso implica mucho silicio», afirma Regan.

Hasta ahora, parece que la visión de Oriole ha convencido a los inversores. La compañía recaudó 32 millones de dólares en dos rondas de financiación en 2024, lo que le proporcionó el efectivo necesario para comercializar su tecnología.

Barreras fotónicas

Oriole está lejos de ser la única empresa que imagina un futuro fotónico para las redes de centros de datos.

Lightmatter, con sede en EE. UU., recaudó 400 millones de dólares en diciembre de 2024 en una ronda que la valoró en 4400 millones de dólares. Comercializa dos líneas de productos fotónicos, una de las cuales, Passage, es una interconexión que conecta matrices de procesadores mediante una red óptica programable en chip. Esta consiste en una placa sobre la que se montan los chips, lo que permite realizar transferencias de datos fotónicos.

Lightmatter espera que su última financiación ayude a preparar Passage para su implementación masiva en los centros de datos de sus socios. Por otra parte, Xscape Photonics recaudó 44 millones de dólares en una ronda de financiación en octubre de 2024 para desarrollar su plataforma ChromX.

Si bien la confianza de los inversores en la fotónica es alta, esta tecnología aún podría estar lejos de convertirse en una realidad empresarial. En una nota de investigación de noviembre de 2023, Aaron Lewis, analista de la nube y centros de datos de Omdia, describió la computación fotónica como «un fenómeno tecnológico emocionante», pero que presenta una serie de limitaciones que los desarrolladores de tecnología deben superar para que valga la pena implementarla en los centros de datos.

Estos inconvenientes incluyen «problemas de complejidad, coste y compatibilidad», afirmó Lewis, y añadió: «Con más investigación y desarrollo, es posible que los componentes fotónicos sustituyan a la electrónica en el futuro; sin embargo, por ahora, los componentes eléctricos siguen siendo la norma».

Para Oriole Networks, el desafío será convencer a los operadores de que abandonen las configuraciones de red probadas y comprobadas en favor de algo completamente nuevo.

Regan confía en que los beneficios superarán los riesgos y afirma: «Puedes hacerlo poco a poco. Puedes construir un rack o un clúster y ejecutar Ethernet a través de nuestra red fotónica, y se conectará a una red Ethernet, lo que significa que puedes probar nuestro sistema, familiarizarte gradualmente con él y luego actualizarlo».

Regan, quien ha estado involucrado en la fotónica desde la década de 1980 y anteriormente fundó otras dos empresas que operan en este campo, describe el progreso de los últimos años como «impresionante». Afirma: «La fibra óptica ya está presente en los centros de datos, y ahora vamos al siguiente nivel eliminando los interruptores eléctricos que se encuentran entre los conductos de luz. Una vez que se pueden almacenar más datos en el dominio óptico, es mucho más fácil manipularlos».

Hemos formado un equipo realmente sólido, con ingenieros experimentados que llevan 20 o 30 años trabajando con este tipo de cosas y que saben cómo hacerlo. Ahora queremos avanzar a toda velocidad para desarrollar nuestro producto y lanzarlo al mercado para resolver este problema.

(datacenterdynamics.com)

Les estaremos informando con mucho más detalle, en el marco del informe especial: “Soluciones y productos de infraestructura para edificios y ciudades inteligentes (Sistemas BIM y BMS), POL (Passive Optical LAN). Seguridad integrada, video vigilancia y control de acceso. Casos de uso y aplicabilidad de cada solución y producto, incluyendo la colaboración digital (relacionado a realidad virtual sistema BIM) (Gemelos digitales). Buenas prácticas ambientales.», que estamos preparando para nuestra edición 216 y publicaremos en el mes de julio.

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