Laser-connected chips instead of cables to revolutionize data centers/Chips conectados con láser en lugar de cable para revolucionar los centros de datos

in Popular STEM4 days ago



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With the unstoppable growth of artificial intelligence and the vast number of processors it requires, electricity and copper can no longer sustain this growth, meaning that light is becoming a mandatory path for communication between chips. Copper electrical interconnects face severe physical limitations; at speeds of 200 Gbps or more, electrical signals degrade rapidly with distance. Traditional transceivers can consume around 30W per port, with more than half used by digital signal processors (DSPs), which add significant latency.

Con el crecimiento imparable de la inteligencia artificial y la ingente cantidad de procesadores que necesita, la electricidad y el cobre ya no pueden sostener el crecimiento, lo que implica que la luz se vuelve un camino obligatorio en la comunicación entre chips. Las interconexiones eléctricas de cobre enfrentan limitaciones físicas severas, a velocidades de 200Gbps o más, las señales eléctricas se degradan rápidamente con la distancia. Los transceptores tradicionales pueden consumir unos 30W por puerto, con más de la mitad usado por procesadores de señal digital (DSP),que añaden una latencia significativa.

That's why NVIDIA is heavily investing in silicon photonics to replace copper electrical connections with laser-based optical interconnects in its AI data centers, representing a fundamental paradigm shift in computing infrastructure. This technology, called Co-Packaged Optics (CPO), integrates optical components (laser transmitters, modulators, detectors) directly into the same package as the switch and GPU chips, instead of using traditional pluggable optical transceivers.

Por eso NVIDIA está apostando fuertemente por la fotónica de silicio para reemplazar las conexiones eléctricas de cobre con interconexiones ópticas por láser en sus centros de datos de IA, lo que representa un cambio de paradigma fundamental en la infraestructura de computación. Se trata de una tecnología llamada Co-Packaged Optics (CPO) u Óptica Co-Empaquetada, que integra componentes ópticos (transmisores láser, moduladores, detectores) directamente en el mismo paquete que los chips de switch y GPU, en lugar de usar transceptores ópticos enchufables tradicionales.

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This integrated chip and optics assembly is capable of converting the chip's electrical signals into light pulses (photons) to transmit information through fiber optic cables and vice versa upon receiving it. By bringing the light source so close to the chip and using light instead of electricity to travel long distances, signal loss and the need for amplifiers are drastically reduced, resulting in significantly lower power consumption. The technology allows multiple wavelengths (colors of light) to be sent over a single fiber, multiplying transmission capacity.

Este conjunto de chip y óptica integrada es capaz de convertir las señales eléctricas del chip en pulsos de luz (fotones) para transmitir la información a través de cables de fibra óptica y viceversa al recibirla. Al acercar tanto la fuente de luz al chip y al usar luz en lugar de electricidad para viajar largas distancias, se reduce drásticamente la pérdida de señal y la necesidad de amplificadores, lo que se traduce en un consumo de energía mucho menor. La tecnología permite enviar múltiples longitudes de onda (colores de luz) por una sola fibra, multiplicando la capacidad de transmisión.

For example, instead of transmitting 400 Gb/s on a single channel, 50 Gb/s can be distributed across eight channels, achieving 1.6 Tb/s per fiber. To make this possible, NVIDIA has made massive strategic investments, committing $4 billion to leading photonics companies Lumentum and Coherent to secure the supply of advanced laser components and the joint development of this technology. The ultimate goal is to achieve fully optical interconnects where every GPU and switch has integrated optical ports, completely eliminating intermediate optical-to-electrical conversions.

Por ejemplo, en lugar de transmitir 400 Gb/s en un solo canal, se pueden distribuir 50 Gb/s en 8 canales, logrando 1.6 Tb/s por fibra. Para hacer esto posible, NVIDIA ha realizado inversiones estratégicas masivas, comprometiendo $4,000 millones de dólares con las empresas líderes en fotónica, Lumentum y Coherent, para asegurar el suministro de componentes láser avanzados y el desarrollo conjunto de esta tecnología. El objetivo final es lograr interconexiones completamente ópticas donde cada GPU y switch tenga puertos ópticos integrados, eliminando por completo las conversiones óptico-eléctricas intermedias.



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Contrary to what usually happens with news on this blog, all indications suggest we'll start seeing this technology in operation sometime in 2026, with a phased rollout of the different products. A very reliable indicator that the technology is about to arrive is that NVIDIA has already published the specifications and model numbers for its new switches on its official website, indicating that the commercialization process is underway and the first data centers will be able to start acquiring them soon.

Al contrario de lo que suele pasar con las noticias de este blog, según todos los indicios empezaremos a verla esta tecnología en funcionamiento a lo largo de este año 2026, con un despliegue escalonado de los diferentes productos. Un indicador muy fiable de que la tecnología está a punto de llegar es que NVIDIA ya ha publicado en su sitio web oficial las especificaciones y los números de modelo para pedidos de sus nuevos conmutadores, lo que indica que el proceso de comercialización está en marcha y los primeros centros de datos podrán empezar a adquirirlos próximamente.

However, although 2026 is the key year, the rollout will be gradual. The technology will not only work, but it also promises to improve energy efficiency by 3.5 times and network resilience by 10 times compared to current solutions. This change is comparable to going from a telegraph network to fiber optics, but at the heart of AI factories. The speed at which this technology is advancing is truly incredible; when all of this is fully implemented in AI data centers, we'll be blown away.

No obstante, aunque el 2026 es el año clave, el despliegue será progresivo. La tecnología no solo funcionará, sino que promete mejorar la eficiencia energética en 3.5 veces y la resiliencia de la red en 10 veces en comparación con las soluciones actuales. Este cambio es comparable a pasar de una red de telégrafos a la fibra óptica, pero en el corazón de las fábricas de IA. Verdaderamente es increíble la velocidad a la que esta tecnología avanza, cuando todo esto se esté aplicando al cien por cien en los centros de datos de IA alucinaremos en colores.

More information/Más información
https://finance.yahoo.com/news/nvidia-pumps-4-billion-laser-213000795.html?guccounter=1

https://www.xataka.com/componentes/chips-conectados-laser-lugar-cable-parece-ciencia-ficcion-apunta-a-revolucionar-centros-datos

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