Al igual que ocurrió con el paso del ADSL a la fibra óptica en nuestro día a día, la inteligencia artificial está viviendo hoy una transformación similar, pero dentro de sus propias infraestructuras. Ya no solo importan los chips, sino lo que los conecta entre sí.

Cuando la red se convierte en el cuello de botella

Con el auge de los modelos de IA, los volúmenes de datos que hay que procesar e intercambiar se disparan. Estos flujos deben circular cada vez más rápido, con un mínimo de pérdidas y un consumo energético controlado. Sin embargo, en muchos casos, estos intercambios siguen basándose en señales eléctricas que circulan por cables de cobre.

A velocidades muy altas, típicamente entre 400 y 800 Gbits/s, estas señales alcanzan sus límites. Se degradan, generan calor y acaban ralentizando todo el sistema. El problema ya está bien identificado: la red se ha convertido en un cuello de botella, a veces incluso más limitante que las propias GPU.

La fotónica sobre silicio, una respuesta tecnológica clave

Ante esta limitación, se impone progresivamente una solución: sustituir las señales eléctricas por señales luminosas. Este es el principio de la fotónica sobre silicio, a menudo designada con el acrónimo SiPh.

La idea es sencilla sobre el papel: hacer circular luz en lugar de electricidad para transportar la información. En la práctica, los beneficios son considerables. Las transferencias de datos se vuelven mucho más rápidas, se reducen las pérdidas de señal y la eficiencia energética mejora notablemente. Un punto crucial en un momento en que los centros de datos registran niveles de consumo titánicos.

Una integración cada vez más cercana a los procesadores

Más allá de la naturaleza de la señal, el reto reside también en la forma de integrar estas tecnologías en torno al procesador, lo que se denomina «packaging». Coexisten varios enfoques, en particular las arquitecturas CPO (Co-Packaged Optics) y NPO u OBO (Near-Packaged Optics / On-Board Optics).

Todas persiguen un objetivo común: acercar al máximo los componentes ópticos a los procesadores. Al reducir la distancia entre el cálculo y la transmisión, estas soluciones limitan las pérdidas, disminuyen el calor y mejoran el rendimiento global de los sistemas.

Estas innovaciones perfilan los contornos de una informática de muy alta velocidad, más eficaz y mejor adaptada a las exigencias de la inteligencia artificial moderna.

Una cadena industrial ya en marcha

Esta transformación va acompañada de una movilización masiva de los actores tecnológicos. Nvidia, a la vanguardia de la IA, invierte fuertemente en fotónica, tanto a nivel interno como a través de alianzas estratégicas con especialistas como Lumentum y Coherent, reconocidos por sus tecnologías láser.

Marvell se inscribe en la misma tendencia con la adquisición de Celestial AI, un actor dedicado íntegramente a la óptica para la inteligencia artificial. Por su parte, Intel ya produce en serie chips ópticos de 400G para centros de datos, mientras que Cisco suministra gran parte de los módulos ópticos de 800G utilizados por los hiperescaladores.

Broadcom integra estas tecnologías en sus conmutadores de red, en particular en la gama Tomahawk, ampliamente implantada en las infraestructuras. Otros actores desempeñan un papel clave en la cadena de valor: GlobalFoundries fabrica chips fotónicos para varias empresas, mientras que Ayar Labs desarrolla chiplets ópticos como TeraPHY, capaces de integrarse directamente en los procesadores.

IBM también contribuye con componentes dedicados a las conexiones ópticas de corta distancia, esenciales en las arquitecturas CPO, mientras que STMicroelectronics explora aplicaciones que abarcan hasta los sensores ópticos para vehículos autónomos.

Europa también en la carrera

Aunque los gigantes estadounidenses dominan el panorama, varias empresas europeas están saliendo airosas. STMicroelectronics desarrolla e industrializa plataformas de fotónica sobre silicio para interconexiones de alta velocidad. Soitec suministra los sustratos indispensables para estos circuitos, mientras que Nokia diseña soluciones ópticas coherentes que integran estas tecnologías.

Hacia una nueva carrera tecnológica

Tras años centrados en la potencia de cálculo, la industria entra en una nueva fase. La competencia ya no se juega únicamente en el rendimiento de los chips, sino en la velocidad y la eficiencia de las conexiones que los unen.