¡La tecnología de transmisión de luz microLED está ganando terreno! La plataforma de simulación de ams OSRAM acelera el diseño de interconexiones de alta velocidad en centros de datos de IA.
El crecimiento explosivo de la demanda de IA ha impulsado una inversión multimillonaria en el desarrollo de infraestructuras de centros de datos. Tanto para entrenar modelos avanzados de gran escala como para ejecutar operaciones de inferencia que alimentan a agentes inteligentes como ChatGPT y Claude, se requiere una capacidad computacional masiva.
Los centros de datos de IA están compuestos por redes formadas por interconexiones entre procesadores y dispositivos de almacenamiento. En la actualidad, las conexiones que unen estos sistemas informáticos suelen emplear paneles traseros y cables de cobre. Sin embargo, los centros de datos enfrentan hoy un desafío común y grave: tanto dentro de los servidores como entre ellos, es imperativo lograr mejoras significativas en el ancho de banda de las redes.
Desde el punto de vista tecnológico, el enfoque tradicional consiste en aumentar continuamente la frecuencia de transmisión de señales en las redes de cobre. Pero esta estrategia está alcanzando sus límites físicos: a medida que la frecuencia de transmisión se eleva, el consumo energético por bit, la generación de calor y la complejidad del sistema aumentan de forma acelerada. Por ello, la industria busca activamente soluciones alternativas.
En este contexto, ams OSRAM está desarrollando una solución de transmisión óptica basada en microLED para la transferencia de datos de alto rendimiento en centros de datos de IA. Las redes ópticas tradicionales de alto rendimiento adoptan un enfoque “rápido y estrecho”, es decir, transmiten datos a muy alta frecuencia mediante un único cable de fibra óptica; en cambio, ams OSRAM propone una arquitectura “lenta y amplia”, utilizando cientos o incluso miles de emisores microLED funcionando en paralelo, en lugar de un único láser de alta potencia y velocidad.
Esta matriz de microLED y la tecnología de control correspondiente ya han sido implementadas con éxito en la plataforma EVIYOS™ de ams OSRAM, utilizada en aplicaciones de iluminación automotriz. Esto demuestra plenamente que la empresa ha superado los desafíos técnicos relacionados con la fabricación y el encapsulado conjunto de emisores microLED de alta densidad y circuitos de control digital.
No obstante, los microLED destinados a la comunicación de datos difieren tanto en sus especificaciones de rendimiento como en su modo de implementación respecto a los usados en iluminación automotriz. Actualmente, los fabricantes de equipos de red que buscan impulsar la innovación mediante microLED aún esperan resultados concluyentes que confirmen el desempeño de estos sistemas bajo condiciones reales de operación en centros de datos.
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Modelo de simulación: reproducción del comportamiento real de la
red bajo condiciones operativas específicas
Para ello, ams OSRAM ha desarrollado un método capaz de validar con precisión los requisitos establecidos por la industria: la compañía ha creado un modelo de simulación de sistema de alta precisión que, alimentado por flujos reales de datos de IA, permite evaluar exhaustivamente el rendimiento de las conexiones de comunicación basadas en microLED.
El modelo a nivel de sistema de ams OSRAM integra funciones de simulación en el dominio del tiempo, en el dominio de la frecuencia y de la tasa de error de bits. Además de replicar las características de transmisión de los microLED, los fotodiodos, las lentes y diversos tipos de fibras ópticas, también simula ecualizadores de transmisión, drivers, ecualizadores de recepción y amplificadores. En otras palabras, este modelo abarca completamente todos los componentes clave del frente electro‑óptico de las conexiones de datos ópticos en servidores de IA.
Imagen: Un sistema de transmisión de datos ópticos basado en microLED, que combina alta densidad y alto rendimiento
Estos modelos a nivel de componente combinan los parámetros medidos experimentalmente de los microLED con modelos del comportamiento físico de otros elementos, permitiendo analizar de manera integral el impacto de factores clave como la distribución de la radiación emitida por los microLED, la respuesta del fotodiodo, así como la dispersión cromática y modal de las fibras ópticas. Sobre esta base, el modelo de simulación puede generar con exactitud indicadores clave de rendimiento (KPI), tales como la tasa de error de bits, el consumo energético por bit y la relación señal‑ruido.
Los usuarios pueden calcular de forma flexible diversos KPI según condiciones operativas y combinaciones de componentes específicas: por ejemplo, el modelo muestra visualmente cómo varían los KPI al modificar la longitud o el tipo de fibra óptica; y, al optimizar para alcanzar una determinada tasa de error de bits, también permite evaluar y equilibrar la relación entre rendimiento y consumo energético.
La retroalimentación también es posible: el modelo puede, partiendo de objetivos específicos de optimización del sistema, deducir las especificaciones exactas que deben cumplir cada uno de los componentes de la red.
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Expansión continua: simulación de alta fiabilidad
Facilitando la validación y optimización precisas de soluciones
Actualmente, las capacidades de este modelo siguen ampliándose; en el futuro se planea incorporar simulaciones adicionales, como la diafonía eléctrica y óptica entre microLED apretadamente agrupados y fotodiodos, así como las características térmicas de los dispositivos encapsulados.
Imagen: Este modelo de simulación permite visualizar claramente el rendimiento de cada nodo en la cadena de señal
Para los fabricantes de equipos de red y otros posibles socios y clientes, esto significa que, antes de invertir en el diseño y la fabricación del primer hardware de interconexión de datos basado en microLED, pueden recurrir a un modelado fiable a nivel de sistema para realizar una validación y optimización precisas de sus propuestas.
Gracias a este modelo de simulación, los socios pueden definir con exactitud los requisitos técnicos de cada componente independiente de la red de datos, evaluar la disponibilidad de los componentes necesarios y verificar plenamente la viabilidad del diseño global del sistema.
Fuente: ams OSRAM