Microsoft estime que l’un des futurs grands goulots d’étranglement de l’intelligence artificielle ne résidera pas uniquement dans les puces, mais dans un élément beaucoup moins visible : la manière dont les serveurs se connectent entre eux au sein des centres de données. C’est pourquoi l’entreprise a présenté un nouveau système d’interconnexion basé sur des MicroLEDs et des fibre d’imagerie, qui, selon ses dires, pourrait commencer à être commercialisé avec des partenaires industriels d’ici la fin 2027.

Cette proposition intervient à un moment où la croissance de l’IA et du cloud met à rude épreuve les technologies réseau actuelles. Microsoft soutient que les interconnexions prédominantes aujourd’hui dans les centres de données obligent à choisir entre deux solutions imparfaites : le cuivre, fiable et efficace mais limité aux très courtes distances, et la fibre optique laser, qui couvre davantage de distance mais consomme plus d’énergie, coûte davantage et est plus sensible aux problèmes de fiabilité.

Le nouveau système, développé par Microsoft Research à Cambridge en collaboration avec les équipes Azure Core, Azure Hardware Systems and Infrastructure et Microsoft 365, évolue par rapport à ces options. Au lieu d’utiliser des lasers, il emploie des MicroLEDs abordables et commerciales, et à la place d’une fibre conventionnelle, il utilise un type de câble appelé fibre d’imagerie, apparement semblable à une fibre classique en extérieur, mais intégrant en son intérieur des milliers de noyaux. Cette architecture permet de transporter plusieurs canaux en parallèle à l’intérieur d’un seul câble.

De « étroit et rapide » à « large et lent »

Paolo Costa, l’un des responsables du projet chez Microsoft Research, décrit cette démarche comme un changement de philosophie. Les interconnexions optiques actuelles fonctionnent avec peu de canaux très rapides, ce que Microsoft qualifie d’approche « étroite et rapide ». La solution proposée privilégie, au contraire, de nombreux canaux plus lents fonctionnant simultanément, une approche « large et lente » qui, en pratique, vise à maintenir le débit total tout en réduisant une partie de la complexité, de la consommation d’énergie et des limitations thermiques.

Dans une publication académique validée par des pairs, Microsoft présente cette architecture sous le nom de Mosaic. Selon cette étude, le système permet un dix fois plus grande portée que le cuivre, réduit la consommation d’énergie jusqu’à 68 % par rapport à certaines options optiques actuelles et offre une fiabilité 100 fois supérieure à celle des liens optiques conventionnels. Le prototype montré par la société utilise 100 canaux optiques à 2 Gbps chacun et, toujours selon Microsoft, l’architecture peut atteindre 800 Gbps ou plus avec des portées allant jusqu’à 50 mètres.

Dans son communiqué, Microsoft indique que cette solution pourrait consommer « environ 50 % de moins d’énergie » que les câbles optiques laser courants lors de son déploiement, en se basant sur des tests en laboratoire et des estimations de fabrication. La société prévoit également que le coût de production serait inférieur, avec une durée de vie potentiellement plus longue que celle des solutions laser actuelles.

L’enjeu dans l’ère de l’IA

Le fondement de cette innovation est lié à l’infrastructure de l’IA. À mesure que le nombre de GPUs par rack et la densité de calcul augmentent, le réseau interne du centre de données devient une limite. Selon Microsoft Research, Costa cites l’évolution récente des systèmes d’IA comme exemple, où la puissance de calcul a connu une croissance rapide, mais le réseau et la mémoire ont tendance à l’éclipser, jusqu’à ce que de nombreuses charges de travail, notamment celles d’inférence, deviennent principalement limitées par les entrées/sorties (I/O-bound).

Dans ce contexte, le cuivre demeure très utile pour son efficacité et sa fiabilité, mais son rayon d’action se limite à moins de 2 mètres pour des connexions à haute vitesse. Cela oblige à regrouper plusieurs accélérateurs dans un même rack ou très proches les uns des autres, compliquant la refroidissement, la conception mécanique et l’extension. Microsoft suggère qu’un système basé sur MicroLEDs avec une portée de quelques dizaines de mètres et une consommation réduite pourrait atténuer cette rigidité.

De plus, la société affirme avoir déjà réalisé une preuve de concept, en partenariat avec MediaTek et d’autres fournisseurs, afin de miniaturiser cette technologie et de l’intégrer dans un transceiver compatible avec le matériel déjà en place dans les centres de données actuels. Selon Microsoft, ce module, d’une taille comparable à celle d’un pouce, pourrait favoriser une adoption pragmatique et moins disruptive d’un point de vue physique.

MicroLED à l’intérieur, fibre creuse à l’extérieur

Microsoft ne présente pas cette technologie comme une solution isolée. Elle s’inscrit plutôt dans un panel d’innovations récentes en matière de réseau, notamment la fibre à noyau creux (Hollow Core Fiber – HCF). Contrairement à la fibre traditionnelle, où la lumière se propage dans du verre, la HCF transporte le signal via un noyau creux rempli d’air, ce qui permet de réduire la latence ou de la maintenir à un niveau constant sur de plus longues distances. Microsoft indique que cette technologie est déjà utilisée dans certaines régions d’Azure et déployée dans davantage d’emplacements à l’échelle mondiale.

Selon la société, la HCF offre jusqu’à 47 % de vitesse de transmission en plus et environ 33 % de latence en moins par rapport à la fibre monomode conventionnelle, tandis que la nouvelle solution MicroLED est principalement destinée aux connexions internes au centre de données, pour relier serveurs et GPUs. En résumé, Microsoft travaille simultanément sur le réseau de courte portée à l’intérieur du datacenter et sur la connectivité optique longue distance entre centres ou régions.

Une démarche sérieuse, encore en transition

Il ne faut pas considérer cette technologie comme un produit prêt à être commercialisé immédiatement, mais comme une étape à moyen terme pour résoudre un des grands défis de l’infrastructure IA : transférer des données avec moins d’énergie, moins de chaleur et moins de friction physique. Le fait que Microsoft évoque une commercialisation prévue avec ses partenaires à la fin 2027 montre que le projet a dépassé le stade purement expérimental, bien que sa viabilité à l’échelle industrielle reste à démontrer.

Ce qui est particulièrement intéressant, c’est que cette innovation ne concerne pas un nouveau processeur ou un modèle fondamental plus volumineux, mais un « plomberie numérique », comme le qualifie un cadre d’Azure. Et peut-être que c’est là que réside la clé : à mesure que l’IA croît, l’avantage compétitif ne dépendra plus uniquement du processeur, mais également du câblage, du module optique et de l’architecture réseau, qui empêcheront ce calcul de se heurter à ses propres limites physiques.

Questions fréquentes

Qu’a annoncé exactement Microsoft ?
Microsoft a présenté un système d’interconnexion pour centres de données basé sur des MicroLEDs et des fibre d’imagerie, conçu comme une alternative plus efficace au cuivre et à la fibre laser pour certains liens internes du datacenter. La société envisage sa commercialisation avec des partenaires industriels d’ici fin 2027.

Quels sont ses avantages par rapport aux câbles optiques actuels ?
Selon Microsoft, ce système pourrait consommer environ 50 % de moins d’énergie que les solutions optiques laser courantes. Sa recherche Mosaic évoque aussi des réductions de consommation jusqu’à 68 %, tout en offrant une portée accrue et une meilleure fiabilité.

Qu’est-ce que la fibre d’imagerie utilisée dans ce système ?
Il s’agit d’un câble ressemblant extérieurement à une fibre classique, mais contenant des milliers de noyaux à l’intérieur, permettant de faire transiter de nombreux canaux optiques en parallèle sur un seul câble.

En quoi cela diffère-t-il de la Hollow Core Fiber ?
Microsoft voit ces deux technologies comme complémentaires. La MicroLED est surtout pensée pour les connexions internes au centre de données, tandis que la Hollow Core Fiber sert aux liaisons sur de plus longues distances, étant déjà déployée dans quelques régions d’Azure. Microsoft affirme que la HCF peut offrir jusqu’à 47 % de vitesse supplémentaire et 33 % de latence en moins comparée à la fibre monomode classique.

source : news.microsoft