Il rame non basta più: NVIDIA, AMD e Microsoft puntano tutto sull'ottica per l'intelligenza artificiale

È nato l'Optical Compute Interconnect (OCI) Multi-Source Agreement, un consorzio industriale che mira a definire uno standard aperto per le interconnessioni ottiche nei sistemi di calcolo AI di prossima generazione.

Tra i membri fondatori figurano AMD, Broadcom, Meta, Microsoft, NVIDIA e OpenAI, realtà che insieme rappresentano sia il lato dell'hardware sia quello delle infrastrutture hyperscale e dello sviluppo di modelli di intelligenza artificiale. L'obiettivo è costruire un ecosistema multi-vendor per collegamenti ottici ad alte prestazioni all'interno dei rack e dei cluster AI, superando progressivamente i limiti delle connessioni elettriche tradizionali.

La crescente dimensione dei cluster dedicati all'addestramento e all'esecuzione di modelli linguistici di grandi dimensioni (LLM) sta mettendo sotto pressione le architetture di interconnessione tradizionali. Le connessioni basate su rame, oggi ampiamente utilizzate per collegare acceleratori e switch all'interno dei rack, iniziano infatti a mostrare limiti in termini di distanza, consumo energetico e densità di banda.

Per questo motivo l'industria sta valutando una migrazione verso collegamenti ottici anche per le interconnessioni che collegano direttamente acceleratori e switch all'interno dello stesso dominio di calcolo ad alte prestazioni. Finora le tecnologie ottiche sono state adottate soprattutto per collegamenti tra rack e cluster differenti.

Secondo i promotori dell'iniziativa, la transizione verso collegamenti ottici permetterà di superare questi colli di bottiglia e di supportare sistemi AI sempre più grandi, con un numero crescente di GPU, acceleratori e unità di elaborazione specializzate.

Il consorzio OCI MSA lavorerà alla definizione di una specifica aperta per il livello fisico (PHY) ottico, progettata per essere indipendente dal protocollo di interconnessione utilizzato dagli acceleratori.

Questo significa che diverse tecnologie proprietarie - come NVLink di NVIDIA o soluzioni alternative sviluppate da altri produttori - potranno funzionare sopra la stessa infrastruttura ottica condivisa. L'obiettivo è consentire agli hyperscaler di combinare processori, acceleratori e switch provenienti da fornitori diversi mantenendo interoperabilità e flessibilità nella progettazione dei sistemi.

La roadmap tecnica partirà da collegamenti ottici con quattro lunghezze d'onda a 50 Gb/s, per una capacità iniziale di 200 Gb/s per direzione, fino ad arrivare a 800 Gb/s per fibra nelle prime generazioni. Nel lungo periodo l'obiettivo è incrementare ulteriormente sia il numero di lunghezze d'onda sia la velocità di trasmissione, con una roadmap che punta a raggiungere 3,2 Tb/s per fibra.

Uno degli aspetti chiave dell'OCI è il passaggio da un approccio tradizionalmente basato sui moduli ottici a un modello "silicio centrico", in cui l'ottica viene integrata sempre più vicino ai chip di calcolo e di networking.

La specifica supporterà infatti diverse implementazioni hardware come i moduli ottici pluggable, l'ottica integrata sulla scheda (on-board optics) e la cosiddetta "co-packaged optics (CPO)" integrate direttamente accanto al silicio di calcolo o agli switch. Questa integrazione più stretta tra componenti ottici e chip dovrebbe migliorare densità di banda, efficienza energetica e scalabilità dei sistemi.

Ricordiamo che il settore della fotonica del silicio e delle interconnessioni ottiche sta capitalizzando sempre più investimenti: dal round recente di Ayar Labs da 500 milioni di dollari, fino ai 4 miliardi - due per parte - raccolti da Lumentum Holdings Inc. e Coherent Corp. da NVIDIA.