Em 27 de dezembro, o IEEE Spectrum publicou uma postagem no blog informando que as startups Point2 e AttoTude desenvolveram uma solução de “cabo RF ativo” usando tecnologia de radiofrequência (RF)/terahertz (THB). Essa solução combina o baixo custo dos cabos de cobre com a vantagem-de longa distância da fibra óptica para fornecer conectividade estendida de alto-desempenho para sistemas de IA-montados em rack.
A velocidade de treinamento de modelos de IA depende da "expansão-e da "expansão-up.
"Scale{0}}out" conecta vários computadores por meio de uma rede para computação colaborativa, normalmente exigindo transmissão de longa-distância e dependendo principalmente de fibra óptica. "Scale{3}}up", por outro lado, envolve colocar mais GPUs em um supercomputador, permitindo que elas trabalhem de forma colaborativa como um cérebro gigante, contando principalmente com cabos de cobre para conexões de curta-distância e alta-densidade.
O cabo do Point2 consiste em oito fibras e-Tube, cada uma capaz de transmitir mais de 200 gigabits de dados por segundo.
Com o plano da Nvidia de aumentar o número de GPUs por sistema de 72 para 576 até 2027, as taxas de transferência de dados estão disparando para níveis de terabits. Neste ponto, os cabos de cobre encontram o limite físico do “efeito pelicular”.
O efeito pelicular refere-se ao fenômeno em que, quando a corrente alternada flui através de um condutor, quanto maior a frequência, mais a corrente tende a fluir na superfície (pele) do condutor, resultando em desperdício de espaço no meio e aumento da resistência.
Diante dos gargalos físicos dos cabos de cobre e do alto custo da fibra óptica, as startups Point2 Technology e AttoTude adotaram uma abordagem diferente, utilizando tecnologia de ondas de rádio para transmitir dados.
A Point2 está prestes a produzir-em massa um cabo de guia de ondas de polímero chamado "e-Tube", que incorpora um chip que converte sinais elétricos em sinais de ondas-milimétricas. Sua versão de 1,6 Tb/s contém oito núcleos finos, com cada guia de onda utilizando bandas de frequência de 90 GHz e 225 GHz para transportar dados.
Os módulos conectáveis em ambas as extremidades do cabo podem converter diretamente sinais digitais em sinais de radiofrequência de ondas milimétricas moduladas. Um único cabo pode fornecer uma largura de banda total de 1,6 Tb/s e uma distância de transmissão de até 7 metros, suficiente para necessidades de expansão-montadas em rack.
O cabo e-Tube, transmitindo 1,6 terabits por segundo, tem uma área de seção transversal-apenas metade da de um cabo de cobre de calibre 32-, mas sua distância de transmissão é 20 vezes maior. (Fonte da imagem: Point2) Os cabos RF não apenas resolvem o problema da distância, mas também alcançam avanços em eficiência e custo energético. Os dados do Point2 mostram que o consumo e o custo de energia do sistema são apenas um{10}}terço das soluções de transmissão óptica, com latência tão baixa quanto um milésimo.
Por outro lado, embora fabricantes como a Credo tenham introduzido cabos ativos (AEC) com "retimers" integrados para prolongar a vida útil do cabo de cobre, isso aumenta o consumo de energia e a complexidade.
Outra empresa, a AttoTude, também está explorando conceitos semelhantes, mas visando uma faixa de frequência mais alta. O sistema integra uma interface digital, um gerador de sinal terahertz e um misturador, permitindo a codificação de dados em ondas portadoras que variam de 300 a 3.000 GHz e a transmissão através de um guia de ondas dielétrico estreito.
A empresa demonstrou com sucesso uma taxa de transmissão de 224 Gb/s a 970 GHz usando um guia de onda de 4-metros-de comprimento e prevê uma distância de transmissão futura viável de aproximadamente 20 metros, demonstrando o potencial da tecnologia para aplicações de longa distância.
O fundador da AttoTude, Dave Welch, aponta que a tecnologia fotônica sofre de problemas de confiabilidade, como “oscilação de link” e requer precisão de fabricação extremamente alta; enquanto a tecnologia de radiofrequência (RF), baseada em processos de fabricação eletrônicos maduros, oferece maior confiabilidade e não requer a precisão de alinhamento-micrométrica das fibras ópticas.
Embora os cabos RF apareçam inicialmente em forma de interface conectável, o objetivo final de ambas as empresas é integrar transceptores RF diretamente no pacote GPU. A Nvidia e a Broadcom estão atualmente tentando-embalar módulos ópticos com processadores (CPO), mas enfrentam desafios significativos de fabricação e dissipação de calor.
As soluções de radiofrequência (RF), devido aos seus comprimentos de onda mais longos, oferecem uma tolerância muito maior para a precisão do alinhamento de embalagens do que a fibra óptica e reduzem significativamente os requisitos de dissipação de calor. Com a entrada de gigantes de conectores como Molex e Foxconn no mercado, espera-se que esta tecnologia de “guia de ondas de rádio” substitua alguns cabos de cobre e fibras ópticas em futuros data centers de IA, tornando-se uma nova artéria para a expansão do poder computacional.
