João Miguel Mesquita
Num momento decisivo para a evolução da infraestrutura tecnológica global, a IBM apresentou um avanço pioneiro que promete redefinir o funcionamento dos data centers e acelerar significativamente o desenvolvimento de inteligência artificial generativa. Denominada Co-Packaged Optics (CPO), esta inovação é a mais recente aposta na integração de ótica e eletrónica, permitindo transmissões de dados à velocidade da luz entre componentes dentro de data centers.
Enquanto as fibras óticas já desempenham um papel crucial no transporte de dados às maiores distâncias, a realidade é bem diferente dentro dos racks e servidores de data centers. Atualmente, os aceleradores de GPU comunicam essencialmente através de fios elétricos à base de cobre, um sistema que conduz a enormes perdas de eficiência. Estes fios podem manter GPUs inativas durante mais de metade do tempo, devido à espera por dados de outros dispositivos, num processo que desperdiça tempo, recursos e energia.
A IBM encontrou uma solução revolucionária. Graças à primeira implementação bem-sucedida de um guia de ondas ótico polimérico (PWG), a tecnologia CPO pode agora integrar comunicações óticas dentro dos data centers, com um impacto transformador:
- Redução de Energia e Custos: A CPO consome cinco vezes menos energia do que os interconectores elétricos atuais, permitindo expandir o comprimento dos cabos de interconexão para centenas de metros, contra apenas um metro atualmente.
- Treino Mais Rápido de Modelos de IA: A IBM estima que o tempo de treino de modelos de linguagem de larga escala (LLM) pode ser reduzido de três meses para três semanas.
- Eficiência Energética: Um modelo de IA treinado com CPO pode economizar energia suficiente para abastecer 5.000 casas nos Estados Unidos durante um ano.
Como Funciona o Co-Packaged Optics
A chave para este avanço está na substituição das vias elétricas tradicionais por vias óticas. A nova estrutura desenvolvida pela IBM utiliza um guia de ondas polimérico com espaçamento de apenas 50 micrómetros — aproximadamente metade da largura de um fio de cabelo humano — para transmitir dados através de canais óticos. Esta densidade permite que os fabricantes de chips adicionem seis vezes mais fibra ótica em comparação com as tecnologias CPO existentes.
Além disso, ao empilhar quatro destes guias de ondas, a tecnologia pode ativar até 128 canais de comunicação simultaneamente. Em termos práticos, esta abordagem oferece um aumento de até 80 vezes na largura de banda entre chips em comparação com as soluções elétricas atuais.
Os resultados são impressionantes não apenas em termos de desempenho, mas também de resiliência. Os componentes da IBM foram submetidos a testes rigorosos de temperatura (-40°C a 125°C), humidade e durabilidade mecânica, provando que os interconectores óticos podem resistir a condições adversas sem comprometer o fluxo de dados.
Impacto nos Data centers e na IA generativa
A inteligência artificial generativa, que impulsiona aplicações como chatbots, análise de grandes volumes de dados e modelos preditivos, tem aumentado exponencialmente a necessidade de poder de cálculo. Este aumento de procura gera desafios significativos para a infraestrutura dos data centers, que precisam de evoluir rapidamente para suportar workloads tão intensos.
Darío Gil, Vice-Presidente Senior e Diretor de Research da IBM, destaca que “à medida que a IA generativa exige mais energia e poder de processamento, o centro de dados deve evoluir e as Co-Packaged Optics podem ajudar a preparar o seu futuro”. Para Darío Gil, este avanço é comparável ao salto que as fibras óticas trouxeram às telecomunicações globais, permitindo que os chips do futuro comuniquem de forma tão eficiente como as redes óticas de longa distância.
Aposta Contínua da IBM na Liderança Tecnológica
Este avanço integra-se no legado de inovação da IBM em semicondutores, que inclui marcos como o primeiro chip de 2 nanómetros e tecnologias de processo de 7 nm e 5 nm. O desenvolvimento da CPO e do guia de ondas ótico polimérico teve lugar no centro de I&D da IBM em Albany, Nova Iorque, enquanto os protótipos foram montados e testados na unidade de Bromont, Quebec — uma localização histórica na montagem e teste de chips.
O futuro dos data centers, impulsionado por esta inovação ótica, aponta para um ecossistema mais rápido, eficiente e sustentável. Com a tecnologia Co-Packaged Optics, a IBM promete inaugurar uma nova era de comunicações óticas internas que irá permitir à indústria suportar a próxima geração de inteligência artificial e processamento de dados com uma eficiência sem precedentes.
