Indústria aposta na tecnologia de luz para reduzir calor e consumo em serviços de inteligência artificial

A frase 'Acho que chegamos ao fim do cobre' é dita por Chris Sharp, diretor de tecnologia da operadora de data centers Digital Reality. Ele não se refere a uma escassez do metal, mas sim à mudança de comportamento do setor, que prevê uma redução no uso desse material.

Os centros de dados consomem quantidades enormes: cerca de 400 toneladas de cobre são necessárias em uma instalação típica de 100 megawatts. A maior parte vai para a infraestrutura elétrica e sistemas de arrefecimento, mas até 70 toneladas são usadas pelos servidores que processam a informação e outras 20 toneladas para os cabos que conectam esses servidores entre si.

Os principais pontos da transição tecnológica são:

• Troca do cobre por luz (fótons) permite transmitir dados com menos geração de calor, economizando energia de refrigeração.
• A tecnologia chamada fotônica permite a integração direta de componentes ópticos nos chips de computador.
• A gigante de chips Nvidia já adotou a inovação, dando força ao movimento global.
• O custo ainda é um desafio, mas reutilizar máquinas antigas da indústria de silício pode baratear a produção.
• Muita pesquisa está sendo feita na Irlanda e Reino Unido para levar essa tecnologia para o mercado em massa.

O fim do cobre e o início da fotônica

O foco principal da substituição está na 'mangueira' de fios parecidos com espaguete que conecta os componentes internos. Sharp afirma que essas conexões de cobre estão travando a evolução dos sistemas de computação. Até agora, os dados eram movidos por elétrons via cabos de cobre, mas a nova aposta é a fotônica.

A fotônica usa luz no lugar de eletricidade para transportar informações. Isso é vantajoso porque a luz não aquece tanto quanto a eletricidade. Como os data centers precisam gastar muita energia para esfriar os servidores, a redução do calor significa uma economia enorme de consumo energético.

Callum Littlejohns, da Cornerstone Labs, diz que é possível transmitir várias correntes de dados pelo mesmo canal de luz, aumentando a capacidade. Apesar disso, ele reconhece que a tecnologia ainda não tornou os centros de dados mais populares junto ao público em geral, mas certamente os fez ser menos vorazes em termos de energia.

Desafios e custos na mudança

Peter O'Brien, do Tyndall Research Institute na Irlanda, explica que a tecnologia de fotônica ficou parada nas bancadas de laboratório por anos devido a problemas de fabricação. Porém, agora ela está pronta para sair do controle acadêmico e ser usada em massa.

Um dos grandes apoios vem da Nvidia, que aposta na tecnologia. Ainda assim, a mudança não é simples, pois une áreas técnicas diferentes. Andrew Wheeler, da Hewlett Packard, diz que a indústria já é barata e eficiente no cobre, mas ainda não sabe como reduzir o custo da fotônica.

Reutilizando o velho para o novo

Outro problema é que a fabricação da tecnologia é global e complexa. O calor ainda é causado por outras peças do data center, o que pode prejudicar os componentes ópticos, muito sensíveis à temperatura. Quem trabalha com isso precisa aprender novas formas de instalar e cuidar dos cables de fibra, que não podem ser dobrados.

A solução definitiva, segundo Ofer Shapiro, da Resolight.ai, é usar a luz não apenas para transportar dados, mas para processá-los, eliminando as conversões de eletricidade para luz e vice-versa. Isso pouparia ainda mais energia.

Por ora, a aposta é usar o conhecimento do silício. As peças de fotônica são maiores que as de silício, o que permite reutilizar máquinas antigas. A própria Cornerstone usa um equipamento que fazia processadores Pentium 4, o que deve auxiliar a reduzir os preços. 'Sabemos que podemos fabricar em enorme escala. Por isso é uma tecnologia tão interessante e cheia de potencial', conclui Littlejohns.