IBM ha presentado un avance revolucionario en tecnología óptica que promete transformar la forma en que los centros de datos entrenan y ejecutan modelos de inteligencia artificial generativa. La empresa ha desarrollado un innovador proceso para ópticas co-empaquetadas (CPO, por sus siglas en inglés), permitiendo conexiones dentro de los centros de datos a la velocidad de la luz y complementando los cables eléctricos de corto alcance que se usan actualmente.

Con este avance, IBM introduce el primer módulo prototipo basado en una guía de onda óptica de polímero (PWG) que redefine cómo se transmite el flujo de datos de alta velocidad entre chips, placas de circuito y servidores. Este desarrollo podría marcar el inicio de una nueva era de comunicaciones más rápidas y sostenibles dentro de los centros de datos.

La tecnología óptica llega al corazón de los centros de datos

Aunque las fibras ópticas ya transportan datos a alta velocidad a largas distancias, los centros de datos aún dependen en gran medida de cables de cobre para su comunicación interna. Esto genera ineficiencias, como los períodos de inactividad en los aceleradores GPU, que pueden pasar más de la mitad del tiempo esperando datos de otros dispositivos.

IBM ha dado un paso adelante al demostrar cómo las ópticas pueden acelerar significativamente estas comunicaciones internas. Según un estudio técnico, su módulo CPO puede aumentar la velocidad de transmisión de datos hasta 80 veces en comparación con las conexiones eléctricas actuales. Este avance no solo reduce tiempos de espera en los procesos de entrenamiento de modelos de IA, sino que también promete:

• Reducción de costes energéticos: Una disminución de más del 80 % en el consumo de energía en comparación con los interconectores eléctricos de rango medio actuales.
• Mayor velocidad de entrenamiento de modelos de IA: Permitiría entrenar modelos de lenguaje (LLM) hasta cinco veces más rápido, reduciendo el tiempo de entrenamiento de tres meses a solo tres semanas.
• Eficiencia energética mejorada: Cada modelo de IA entrenado podría ahorrar energía equivalente al consumo anual de 5.000 hogares estadounidenses.

Dario Gil, vicepresidente sénior y director de investigación en IBM, afirmó: «A medida que la IA generativa exige más energía y capacidad de procesamiento, los centros de datos deben evolucionar. Las ópticas co-empaquetadas pueden hacer que estos centros sean más eficientes y preparados para el futuro».

Más allá de los límites de las conexiones eléctricas

El avance de IBM se basa en el diseño y ensamblaje de un PWG de alta densidad capaz de incorporar seis veces más fibras ópticas en el borde de un chip de fotónica de silicio que las tecnologías actuales. Cada fibra, de solo tres veces el ancho de un cabello humano, puede transmitir terabits de datos por segundo a distancias que van desde centímetros hasta cientos de metros.

Además, los módulos CPO de IBM han superado todas las pruebas de estrés necesarias para la fabricación, incluyendo temperaturas extremas (-40°C a 125°C), alta humedad y durabilidad mecánica. Estas características hacen que la tecnología sea apta para su implementación masiva en la industria.

El impacto en los centros de datos y la IA generativa

La implementación de esta tecnología óptica en los centros de datos no solo mejora el rendimiento, sino que también responde a las crecientes demandas energéticas de la IA generativa. En los últimos años, la densidad de transistores en los chips ha aumentado significativamente; por ejemplo, la tecnología de 2 nanómetros de IBM contiene más de 50.000 millones de transistores en un solo chip. Al introducir conexiones ópticas, IBM aborda el desafío de escalar estas densidades de interconexión sin las limitaciones de las rutas eléctricas.

Un legado de innovación en semiconductores

Este avance consolida el liderazgo de IBM en la investigación y desarrollo de semiconductores. Entre sus logros previos destacan la creación del primer chip de 2 nm, la implementación de tecnologías de proceso de 7 nm y 5 nm, y avances en transistores de nanosheet y verticales.

El trabajo de diseño, modelado y simulación del CPO se llevó a cabo en Albany, Nueva York, mientras que los prototipos y módulos fueron ensamblados en las instalaciones de IBM en Bromont, Quebec. Este último, parte del Corredor de Semiconductores del Noreste entre Estados Unidos y Canadá, ha sido un referente mundial en empaquetado de chips durante décadas.

Conclusión

IBM continúa marcando el ritmo de la innovación en el ámbito de la computación y los semiconductores. Su nueva tecnología óptica promete no solo acelerar el entrenamiento de modelos de IA, sino también transformar la eficiencia energética y las capacidades de los centros de datos. A medida que la demanda de IA crece, este avance posiciona a IBM como un actor clave en la creación de infraestructuras más rápidas, sostenibles y preparadas para el futuro.