光學(xué)創(chuàng)新助力數(shù)據(jù)中心升級(jí)，為人工智能構(gòu)建堅(jiān)實(shí)基底

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

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

  一些生活中的例子

  1、在醫(yī)療保健領(lǐng)域

  AI可以通過(guò)幫助檢測(cè)醫(yī)學(xué)成像中的異?；蚍治鰯?shù)據(jù)來(lái)幫助腫瘤學(xué)家為癌癥治療做出更復(fù)雜的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策，從而幫助臨床醫(yī)生開展拯救生命的工作。

  2、教育工作者

  可以根據(jù)學(xué)生的個(gè)人表現(xiàn)定制內(nèi)容。例如，AI驅(qū)動(dòng)的輔導(dǎo)系統(tǒng)可以根據(jù)學(xué)生的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)提供個(gè)性化指導(dǎo)。

  3、制造企業(yè)

  可以在工廠利用AI工具實(shí)時(shí)檢查和發(fā)現(xiàn)缺陷。

  4、在金融領(lǐng)域

  AI可以幫助防止未經(jīng)授權(quán)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

  如果您經(jīng)常遇到堵車，您可能體會(huì)到基于AI的應(yīng)用顯著改善交通流量的潛力。這些應(yīng)用可使交通信號(hào)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(jì)算

  量子計(jì)算正在生成式AI領(lǐng)域解鎖更多的可能性，因?yàn)榱孔佑?jì)算機(jī)可以同時(shí)處理大量的計(jì)算負(fù)載。這會(huì)加快AI算法的速度，更有效地處理更大的數(shù)據(jù)集，從而建立更強(qiáng)大的AI模型。

  所有這些AI功能的發(fā)展才剛剛開始加速。想想ChatGPT，以及它在過(guò)去幾年中的連續(xù)轉(zhuǎn)變。

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

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

  現(xiàn)在，用戶和新應(yīng)用程序的增長(zhǎng)正在推動(dòng)每臺(tái)機(jī)器上的高性能處理器(稱為圖形處理器單元(GPU))的數(shù)量顯著增長(zhǎng)。我們預(yù)計(jì)，到2024年底，將部署數(shù)百萬(wàn)個(gè)GPU。

  那么，要實(shí)現(xiàn)云計(jì)算和AI計(jì)算，數(shù)據(jù)中心有何新動(dòng)向?

  讓我們從傳統(tǒng)的云計(jì)算和我們熟悉的內(nèi)容說(shuō)起。

  通常，超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商會(huì)建造一個(gè)園區(qū)，并用大芯數(shù)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(shù)據(jù)中心，并路由到網(wǎng)狀的主干交換機(jī)和葉交換機(jī)，從而創(chuàng)建了數(shù)量驚人的光鏈路，并連接到位于整個(gè)數(shù)據(jù)中心服務(wù)器機(jī)架中的傳統(tǒng)處理器(CPU)。如果連接得當(dāng)，這些網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)流媒體電影或社交平臺(tái)沖浪等常見用途。

  現(xiàn)在，要實(shí)現(xiàn)AI數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)，需要功能強(qiáng)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(dāng)路由。而且，對(duì)于同等數(shù)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(guī)模數(shù)據(jù)中心使用了第二個(gè)光學(xué)AI網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)并開始構(gòu)建數(shù)據(jù)中心，該網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)中心內(nèi)的光學(xué)連接增加了五倍。

  當(dāng)我們?cè)诳祵幍膱F(tuán)隊(duì)與我們的超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心客戶合作，以滿足AI數(shù)據(jù)中心的要求時(shí)，我們側(cè)重于根據(jù)4S原則進(jìn)行創(chuàng)新，即：速度(Speed)、簡(jiǎn)便(Simplicity)、規(guī)模(Size)和可持續(xù)性(Sustainability)。這些關(guān)鍵矢量在數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商獲悉，構(gòu)建速度是他們面臨的首要挑戰(zhàn)。AI的發(fā)展速度遠(yuǎn)超人們的預(yù)期，競(jìng)爭(zhēng)的序幕已經(jīng)拉開。通過(guò)使用即插即用預(yù)端接組件，將現(xiàn)場(chǎng)勞動(dòng)力挑戰(zhàn)帶入我們的工廠，可以節(jié)省大量時(shí)間。

  簡(jiǎn)便(Simplicity)

  預(yù)端接解決方案也意味著現(xiàn)場(chǎng)安裝更簡(jiǎn)便——考慮到目前對(duì)熟練勞動(dòng)力的限制，這是一個(gè)關(guān)鍵因素。這是構(gòu)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(yùn)營(yíng)商大幅增加部署。

  規(guī)模(Size)

  考慮到光纖連接數(shù)量增加，數(shù)據(jù)中心光學(xué)足跡(以規(guī)模和密度衡量)至關(guān)重要。例如，我們最近與一家運(yùn)營(yíng)商的合作顯示，服務(wù)器機(jī)架與光纖配線架的比例為1:1。這意味著數(shù)據(jù)中心的寶貴空間是被裝滿配線架的機(jī)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(xù)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(xù)性效益。我們相信，我們最新一代的數(shù)據(jù)中心創(chuàng)新可將碳足跡減少55%。

  為了實(shí)現(xiàn)上述優(yōu)勢(shì)，行業(yè)正在使用新的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)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(hào)損耗。

  2、更密集的光纜

  新型光纖實(shí)現(xiàn)了光纜革命，能夠形成更高的光纜密度。這意味著，光纜直徑更小，但光纜的光纖數(shù)量更多，或者，光纜更小，光纜的光纖數(shù)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(tǒng)MTP®連接器的三倍。這一創(chuàng)新優(yōu)化了數(shù)據(jù)中心內(nèi)空間的利用率。

  綜合來(lái)看，對(duì)人工智能的需求改變了數(shù)據(jù)中心的游戲規(guī)則。新興的AI數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)代表了數(shù)據(jù)中心無(wú)源光學(xué)內(nèi)容的一個(gè)顯著變化——在康寧，我們很高興能夠與世界上最大的超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心合作，奠定AI數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)所需的充足的光纖基礎(chǔ)。

  同樣重要的是，我們看到這一趨勢(shì)正在改變網(wǎng)絡(luò)接入規(guī)則。為了使用這種強(qiáng)大的計(jì)算能力，需要構(gòu)建企業(yè)和消費(fèi)者都能接入以實(shí)現(xiàn)AI潛力的高帶寬網(wǎng)絡(luò)。因此，為了確保無(wú)人掉隊(duì)，我們的行業(yè)繼續(xù)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(dǎo)技術(shù)和項(xiàng)目管理。Mike負(fù)責(zé)領(lǐng)導(dǎo)康寧光通信的顛覆性創(chuàng)新計(jì)劃，并輔助客戶采用這些技術(shù)，從而促進(jìn)康寧光通信的增長(zhǎng)戰(zhàn)略實(shí)施。他還負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)康寧光通信的開發(fā)部門實(shí)施技術(shù)創(chuàng)新，以支持業(yè)務(wù)增長(zhǎng)。