IBM a présenté une avancée révolutionnaire dans la technologie optique qui promet de transformer la manière dont les centres de données entraînent et exécutent des modèles d’intelligence artificielle générative. L’entreprise a développé un processus innovant pour des optiques co-emballées (CPO, pour ses sigles en anglais), permettant des connexions au sein des centres de données à la vitesse de la lumière et complétant les câbles électriques à courte portée qui sont actuellement utilisés.

Avec cette avancée, IBM présente le premier module prototype basé sur un guide d’onde optique en polymère (PWG) qui redéfinit la manière dont le flux de données à grande vitesse est transmis entre les puces électroniques, les cartes de circuits et les serveurs. Ce développement pourrait marquer le début d’une nouvelle ère de communications plus rapides et durables au sein des centres de données.

La technologie optique pénètre au cœur des centres de données

Bien que les fibres optiques transportent déjà des données à grande vitesse sur de longues distances, les centres de données dépendent encore largement des câbles en cuivre pour leurs communications internes. Cela génère des inefficacités, comme les périodes d’inactivité dans les accélérateurs GPU, qui peuvent passer plus de la moitié du temps à attendre des données d’autres dispositifs.

IBM a fait un pas en avant en démontrant comment les optiques peuvent accélérer significativement ces communications internes. Selon une étude technique, son module CPO pourrait augmenter la vitesse de transmission de données jusqu’à 80 fois par rapport aux connexions électriques actuelles. Cet avantage ne réduit pas seulement les temps d’attente dans les processus d’entraînement de modèles d’IA, mais promet également :

• Réduction des coûts énergétiques : Une diminution de plus de 80 % dans la consommation d’énergie par rapport aux interconnecteurs électriques de gamme moyenne actuels.
• Une vitesse d’entraînement de modèles d’IA plus élevée : Cela permettrait d’entraîner des modèles de langage (LLM) jusqu’à cinq fois plus rapidement, réduisant le temps d’entraînement de trois mois à seulement trois semaines.
• Une efficacité énergétique améliorée : Chaque modèle d’IA entraîné pourrait économiser l’énergie équivalente à la consommation annuelle de 5 000 foyers américains.

Dario Gil, vice-président senior et directeur de la recherche chez IBM, a affirmé : « À mesure que l’IA générative exige plus d’énergie et de capacité de traitement, les centres de données doivent évoluer. Les optiques co-emballées peuvent rendre ces centres plus efficaces et prêts pour l’avenir ».

Au-delà des limites des connexions électriques

L’avancée d’IBM repose sur la conception et l’assemblage d’un PWG à haute densité capable d’intégrer six fois plus de fibres optiques sur le bord d’une puce électronique en photonique de silicium que les technologies actuelles. Chaque fibre, seulement trois fois plus épaisse qu’un cheveu humain, peut transmettre des térabits de données par seconde sur des distances allant de quelques centimètres à plusieurs centaines de mètres.

En outre, les modules CPO d’IBM ont passé avec succès tous les tests de stress nécessaires pour la fabrication, y compris des températures extrêmes (-40°C à 125°C), une haute humidité et une durabilité mécanique. Ces caractéristiques rendent la technologie apte à une mise en œuvre massive dans l’industrie.

L’impact sur les centres de données et l’IA générative

Le déploiement de cette technologie optique dans les centres de données améliore non seulement la performance, mais répond également aux demandes énergétiques croissantes de l’IA générative. Ces dernières années, la densité de transistors dans les puces a augmenté de manière significative ; par exemple, la technologie de 2 nanomètres d’IBM contient plus de 50 milliards de transistors sur une seule puce. En introduisant des connexions optiques, IBM relève le défi de faire évoluer ces densités d’interconnexion sans les limitations des parcours électriques.

Un héritage d’innovation dans les semi-conducteurs

Cette avancée consolide le leadership d’IBM dans la recherche et le développement de semi-conducteurs. Parmi ses réalisations précédentes, on note la création de la première puce de 2 nm, la mise en œuvre de technologies de processus de 7 nm et 5 nm, et des avancées dans les transistors en feuilles de nano et verticaux.

Le travail de conception, de modélisation et de simulation du CPO a été réalisé à Albany, New York, tandis que les prototypes et modules ont été assemblés dans les installations d’IBM à Bromont, Québec. Ce dernier, faisant partie du Corridor des Semi-conducteurs du Nord-Est entre les États-Unis et le Canada, a été un point de référence mondial dans le packaging de puces pendant des décennies.

Conclusion

IBM continue de mener le rythme de l’innovation dans le domaine de l’informatique et des semi-conducteurs. Sa nouvelle technologie optique promet non seulement d’accélérer l’entraînement des modèles d’IA, mais aussi de transformer l’efficacité énergétique et les capacités des centres de données. Alors que la demande en IA augmente, cette avancée positionne IBM comme un acteur clé dans la création d’infrastructures plus rapide