Il consumo energetico legato ai sistemi di intelligenza artificiale si sta imponendo come uno dei nodi centrali dell’era digitale.
Mentre i data center attuali bruciano quantità colossali di elettricità, un gruppo di ricercatori del Center for Optics, Photonics and Lasers (COPL) ha realizzato un micro-chip ottico spesso quanto un capello in grado di trasferire dati a velocità record con un assorbimento di energia minimo.
Microring: la luce che scrive i dati
All’interno del dispositivo trovano posto minuscoli anelli di silicio che manipolano i fotoni anziché gli elettroni. Grazie a due coppie di microring – una dedicata all’intensità del fascio luminoso, l’altra al suo spostamento temporale – il segnale viene codificato su più dimensioni.
I ricercatori spiegano che il passaggio da 56 gigabit al secondo a 1 terabit al secondo rappresenta un balzo di quasi venti volte rispetto alle soluzioni più diffuse.
Dimensioni microscopiche, prestazioni da record e integrazione su silicio rendono questo design adatto alla produzione di massa.
Dati per l’addestramento in pochi minuti
Una simile capacità di trasmissione rivoluziona la fase di training dei modelli IA: un archivio equivalente a cento milioni di libri potrebbe arrivare al processore in meno di sette minuti, il tempo di una pausa caffè.
Per compiere quest’operazione servirebbero soltanto 4 joule, energia sufficiente a innalzare di un grado Celsius un millilitro d’acqua.
Il confronto con i consumi attuali dei data center – spesso paragonabili a quelli di intere città – mette in evidenza il potenziale risparmio ottenibile con la tecnologia ottica. Riducendo i tempi di trasferimento, si accorciano pure le finestre di calcolo: meno ore di lavoro, meno spesa elettrica e minore impronta di carbonio.
Verso architetture cloud disaggregate
Nei data center specializzati in IA, decine di migliaia di unità di calcolo comunicano tra loro come neuroni in un gigantesco cervello artificiale.
Con collegamenti tradizionali, l’infrastruttura di interconnessione si estende per centinaia di metri; utilizzando il chip ottico COPL, ogni nodo percepirebbe gli altri come se fossero a pochi centimetri.
Questa vicinanza “virtuale” consente di ripartire il carico computazionale su server distribuiti, evitando il collo di bottiglia tipico dei rack compatti.
Secondo il gruppo guidato da Alireza Geravand, dieci anni di ricerca hanno portato alla maturità il concetto: l’industria potrebbe adottarlo già nel medio periodo, seguendo i primi esempi di aziende che hanno introdotto modulatori microring basati soltanto sull’intensità della luce.
