光學(xué)創(chuàng )新助力數據中心升級，為人工智能構建堅實(shí)基底

  我們都知道，在家庭、企業(yè)與社區之間建立起高速網(wǎng)絡(luò )連接的過(guò)程中，光纖扮演著(zhù)核心的角色，而許多人可能沒(méi)有意識到，光纖在另一個(gè)快速發(fā)展的技術(shù)趨勢——人工智能(AI)中也發(fā)揮著(zhù)關(guān)鍵作用。

  我們正處于各行各業(yè)離不開(kāi)AI的時(shí)刻。目前，我們看到一些AI已經(jīng)投入到應用層面，但其他若干應用仍處于起步階段，甚至尚未面世。然而，所有這些應用都有可能改變我們的生活。

  一些生活中的例子

  1、在醫療保健領(lǐng)域

  AI可以通過(guò)幫助檢測醫學(xué)成像中的異?；蚍治鰯祿?lái)幫助腫瘤學(xué)家為癌癥治療做出更復雜的數據驅動(dòng)決策，從而幫助臨床醫生開(kāi)展拯救生命的工作。

  2、教育工作者

  可以根據學(xué)生的個(gè)人表現定制內容。例如，AI驅動(dòng)的輔導系統可以根據學(xué)生的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)提供個(gè)性化指導。

  3、制造企業(yè)

  可以在工廠(chǎng)利用AI工具實(shí)時(shí)檢查和發(fā)現缺陷。

  4、在金融領(lǐng)域

  AI可以幫助防止未經(jīng)授權的交易，并為投資組合管理提供新的分析工具。

  5、如果您經(jīng)常遇到堵車(chē)

  如果您經(jīng)常遇到堵車(chē)，您可能體會(huì )到基于A(yíng)I的應用顯著(zhù)改善交通流量的潛力。這些應用可使交通信號燈基于路面擁堵情況優(yōu)化變換頻率，從而減少擁堵并改善整體交通流量。

  6、量子計算

  量子計算正在生成式AI領(lǐng)域解鎖更多的可能性，因為量子計算機可以同時(shí)處理大量的計算負載。這會(huì )加快AI算法的速度，更有效地處理更大的數據集，從而建立更強大的AI模型。

  所有這些AI功能的發(fā)展才剛剛開(kāi)始加速。想想ChatGPT，以及它在過(guò)去幾年中的連續轉變。

  GPT-3是在2020年出現的，其功能遠比早期版本廣泛。最初的GPT于2018年推出，有1.17億個(gè)參數(這些參數是訓練過(guò)程中模型的可學(xué)習元素)，而GPT-3推出時(shí)有1750億個(gè)，這使其成為現有最大的語(yǔ)言模型之一，代表著(zhù)規模和功能的巨大飛躍。次年，Dall-E發(fā)布，實(shí)現了將文本轉換為圖像。

  接著(zhù)，2022年11月，ChatGPT公開(kāi)發(fā)布——說(shuō)它廣受關(guān)注已是很低調的說(shuō)法。兩個(gè)月后，它就擁有1億用戶(hù)，到2023年2月，超過(guò)了10億用戶(hù)。3月，我們看到了GPT-4的發(fā)布，它顯著(zhù)提高了ChatGPT的功能。

  現在，用戶(hù)和新應用程序的增長(cháng)正在推動(dòng)每臺機器上的高性能處理器(稱(chēng)為圖形處理器單元(GPU))的數量顯著(zhù)增長(cháng)。我們預計，到2024年底，將部署數百萬(wàn)個(gè)GPU。

  那么，要實(shí)現云計算和AI計算，數據中心有何新動(dòng)向?

  讓我們從傳統的云計算和我們熟悉的內容說(shuō)起。

  通常，超大規模數據中心運營(yíng)商會(huì )建造一個(gè)園區，并用大芯數單模光纜將其互連。這些光纜通常包含3000多根光纖。

  然后，這種光纖進(jìn)入數據中心，并路由到網(wǎng)狀的主干交換機和葉交換機，從而創(chuàng )建了數量驚人的光鏈路，并連接到位于整個(gè)數據中心服務(wù)器機架中的傳統處理器(CPU)。如果連接得當，這些網(wǎng)絡(luò )可以實(shí)現流媒體電影或社交平臺沖浪等常見(jiàn)用途。

  現在，要實(shí)現AI數據中心網(wǎng)絡(luò )，需要功能強大的、有許多GPU的服務(wù)器集群。這些服務(wù)器需要大量連接。然后，該AI集群連接回主網(wǎng)絡(luò )并進(jìn)行適當路由。而且，對于同等數量的服務(wù)器，啟動(dòng)AI服務(wù)器集群的電量明顯高于前端。

  我們看到，領(lǐng)先的超大規模數據中心使用了第二個(gè)光學(xué)AI網(wǎng)絡(luò )設計并開(kāi)始構建數據中心，該網(wǎng)絡(luò )將數據中心內的光學(xué)連接增加了五倍。

  當我們在康寧的團隊與我們的超大規模數據中心客戶(hù)合作，以滿(mǎn)足AI數據中心的要求時(shí)，我們側重于根據4S原則進(jìn)行創(chuàng )新，即：速度(Speed)、簡(jiǎn)便(Simplicity)、規模(Size)和可持續性(Sustainability)。這些關(guān)鍵矢量在數據中心空間中與其在接入網(wǎng)絡(luò )中同樣重要：

  速度(Speed)

  我們從數據中心運營(yíng)商獲悉，構建速度是他們面臨的首要挑戰。AI的發(fā)展速度遠超人們的預期，競爭的序幕已經(jīng)拉開(kāi)。通過(guò)使用即插即用預端接組件，將現場(chǎng)勞動(dòng)力挑戰帶入我們的工廠(chǎng)，可以節省大量時(shí)間。

  簡(jiǎn)便(Simplicity)

  預端接解決方案也意味著(zhù)現場(chǎng)安裝更簡(jiǎn)便——考慮到目前對熟練勞動(dòng)力的限制，這是一個(gè)關(guān)鍵因素。這是構建FTTH網(wǎng)絡(luò )的熟悉領(lǐng)域。在這一領(lǐng)域中，這些解決方案曾使主要運營(yíng)商大幅增加部署。

  規模(Size)

  考慮到光纖連接數量增加，數據中心光學(xué)足跡(以規模和密度衡量)至關(guān)重要。例如，我們最近與一家運營(yíng)商的合作顯示，服務(wù)器機架與光纖配線(xiàn)架的比例為1:1。這意味著(zhù)數據中心的寶貴空間是被裝滿(mǎn)配線(xiàn)架的機架，而不是可以創(chuàng )收的服務(wù)器占用的。這就是新的更小、更密集的解決方案之所以重要的原因。

  可持續性(Sustainability)

  通過(guò)使用更少的材料，縮小整個(gè)光學(xué)足跡自然會(huì )帶來(lái)可持續性效益。我們相信，我們最新一代的數據中心創(chuàng )新可將碳足跡減少55%。

  為了實(shí)現上述優(yōu)勢，行業(yè)正在使用新的關(guān)鍵基礎設施組件

  1、新型的、更小的光纖

  例如，我們的新的190微米Corning®SMF-28®Contour光纖，比我們的242微米直徑光纖小20%。它還提供了卓越的可彎曲性和低信號損耗。

  2、更密集的光纜

  新型光纖實(shí)現了光纜革命，能夠形成更高的光纜密度。這意味著(zhù)，光纜直徑更小，但光纜的光纖數量更多，或者，光纜更小，光纜的光纖數量卻相同。

  3、連接層面的創(chuàng )新

  新型MMC連接器使多光纖端接連接小型化，可將光纖密度提高到傳統MTP®連接器的三倍。這一創(chuàng )新優(yōu)化了數據中心內空間的利用率。

  綜合來(lái)看，對人工智能的需求改變了數據中心的游戲規則。新興的AI數據中心網(wǎng)絡(luò )架構代表了數據中心無(wú)源光學(xué)內容的一個(gè)顯著(zhù)變化——在康寧，我們很高興能夠與世界上最大的超大規模數據中心合作，奠定AI數據中心運營(yíng)所需的充足的光纖基礎。

  同樣重要的是，我們看到這一趨勢正在改變網(wǎng)絡(luò )接入規則。為了使用這種強大的計算能力，需要構建企業(yè)和消費者都能接入以實(shí)現AI潛力的高帶寬網(wǎng)絡(luò )。因此，為了確保無(wú)人掉隊，我們的行業(yè)繼續為連接世界所做的工作就更為關(guān)鍵。

  作者：Mike O’Day 康寧光通信副總裁

  主管領(lǐng)導技術(shù)和項目管理。Mike負責領(lǐng)導康寧光通信的顛覆性創(chuàng )新計劃，并輔助客戶(hù)采用這些技術(shù)，從而促進(jìn)康寧光通信的增長(cháng)戰略實(shí)施。他還負責協(xié)調康寧光通信的開(kāi)發(fā)部門(mén)實(shí)施技術(shù)創(chuàng )新，以支持業(yè)務(wù)增長(cháng)。