Lors de la conférence Hot Chips 2025, la startup Celestial AI a dévoilé l’un des développements les plus attendus dans le domaine de l’infrastructure pour l’intelligence artificielle : le Photonic Fabric Module. Ce système d’interconnexion optique promet de transformer la manière dont sont connectés les chiplets, les GPU de grande capacité et les accélérateurs de nouvelle génération.

Face aux limites physiques et énergétiques des interconnexions électroniques traditionnelles, Celestial AI propose une avancée vers la photonique sur silicium, offrant plusieurs centaines de téraoctets de bande passante avec des latences de quelques nanosecondes, une consommation d’énergie réduite et la capacité à faire évoluer des grappes de milliers de XPUs à travers plusieurs racks.

Ce projet ne se limite pas à une simple optique intégrée (co-packaged optics) comme celles utilisées dans certains switchs réseau. La société va plus loin en intégrant une couche photonique comprenant des composants actifs et passifs, en développant leur propre interface MAC optique pour améliorer la fiabilité, en utilisant des modulants EAM plus efficaces sur le plan thermique, et en positionnant l’E/S optique au centre du ASIC, libérant ainsi de la place pour la mémoire HBM et d’autres connexions électriques.

Leurs solutions offrent un empaquetage plus flexible et évolutif, capable de contenir de vastes matrices de chiplets reliés via une photique intégrée. La technologie Photonic Fabric Link (PFLink) s’intègre déjà dans des configurations CoWoS-L, connectant les chiplets grâce à un pont d’interconnexion optique multichip. Malgré les défis liés à la fabrication des interfaces optiques, Celestial AI a mis au point des solutions spécifiques pour le processus de packaging.

Le premier module Photonic Fabric (Gen1) a été testé dans un commutateur à 16 ports avec mémoire intégrée, et quatre tapeouts ont été réalisés avec succès, illustrant que leur technologie est prête à passer du laboratoire aux applications commerciales.

L’objectif de Celestial AI est d’adresser le problème du goulet d’étranglement entre l’augmentation exponentielle de la puissance de calcul et la capacité limitée des connexions d’entrée/sortie. Leur Photonic Fabric permettrait de réduire ce frein en facilitant l’intégration de dizaines de chiplets et la connexion en cluster de racks entiers, donnant naissance à ce qu’ils appellent un « Super XPU ».

Les avantages attendus incluent la possibilité de faire évoluer les modèles d’IA avec des contextes plus longs et des lots d’entraînement plus importants, une inference plus efficace et une réduction significative des coûts énergétiques, ce qui est essentiel pour la rentabilité des centres de données spécialisés en IA générative.

Celestial AI bénéficie aussi d’un soutien financier important, ayant levé 250 millions de dollars en mars 2025 pour accélérer le déploiement de leur technologie. La société a acquis le portefeuille de brevets de Rockley Photonics, renforçant leur propriété intellectuelle dans le domaine de la photonique. Elle compte également dans ses conseils des personnalités reconnues comme Lip-Bu Tan et Diane Bryant, et a été distinguée en tant que start-up à surveiller par la Global Semiconductor Alliance en 2024.

En résumé, la proposition de Celestial AI avec son Photonic Fabric représente une véritable révolution technologique, dans la mesure où le remplacement des connexions électriques par des interconnexions optiques pourrait transformer la conception des centres de données dans la décennie à venir. Avec sa feuille de route, ses partenaires stratégiques et ses fonds importants, la société est positionnée comme un acteur clé pour dépasser les limites du silice traditionnel dans le domaine de l’IA.

Questions fréquentes :
– Qu’est-ce que le Photonic Fabric de Celestial AI ? Il s’agit d’une technologie d’interconnexion optique sur silicium permettant d’étendre la capacité de calcul de l’IA au sein d’un seul paquet et entre plusieurs racks, avec des débits en téraoctets et des latences extrêmement faibles.
– Quels problèmes résout-elle ? Elle remédie au goulet d’étranglement des connexions électriques, qui ne peuvent pas suivre l’expansion rapide des modèles d’IA et des systèmes multi-die.
– Où s’applique-t-elle ? Dans les GPU massifs, les accélérateurs d’IA, les interconnexions entre chiplets et les clusters de multiples XPUs en centre de données.
– Est-elle prête pour la production ? Oui, Celestial AI a déjà réalisé quatre tapeouts, et son Photonic Fabric Gen1 est utilisé dans des commutateurs à 16 ports avec mémoire intégrée.