光学创新助力数据中心升级，为人工智能构建坚实基底

  我们都知道，在家庭、企业与社区之间建立起高速网络连接的过程中，光纤扮演着核心的角色，而许多人可能没有意识到，光纤在另一个快速发展的技术趋势——人工智能(AI)中也发挥着关键作用。

  我们正处于各行各业离不开AI的时刻。目前，我们看到一些AI已经投入到应用层面，但其他若干应用仍处于起步阶段，甚至尚未面世。然而，所有这些应用都有可能改变我们的生活。

  一些生活中的例子

  1、在医疗保健领域

  AI可以通过帮助检测医学成像中的异常或分析数据来帮助肿瘤学家为癌症治疗做出更复杂的数据驱动决策，从而帮助临床医生开展拯救生命的工作。

  2、教育工作者

  可以根据学生的个人表现定制内容。例如，AI驱动的辅导系统可以根据学生的优点和缺点提供个性化指导。

  3、制造企业

  可以在工厂利用AI工具实时检查和发现缺陷。

  4、在金融领域

  AI可以帮助防止未经授权的交易，并为投资组合管理提供新的分析工具。

  5、如果您经常遇到堵车

  如果您经常遇到堵车，您可能体会到基于AI的应用显著改善交通流量的潜力。这些应用可使交通信号灯基于路面拥堵情况优化变换频率，从而减少拥堵并改善整体交通流量。

  6、量子计算

  量子计算正在生成式AI领域解锁更多的可能性，因为量子计算机可以同时处理大量的计算负载。这会加快AI算法的速度，更有效地处理更大的数据集，从而建立更强大的AI模型。

  所有这些AI功能的发展才刚刚开始加速。想想ChatGPT，以及它在过去几年中的连续转变。

  GPT-3是在2020年出现的，其功能远比早期版本广泛。最初的GPT于2018年推出，有1.17亿个参数(这些参数是训练过程中模型的可学习元素)，而GPT-3推出时有1750亿个，这使其成为现有最大的语言模型之一，代表着规模和功能的巨大飞跃。次年，Dall-E发布，实现了将文本转换为图像。

  接着，2022年11月，ChatGPT公开发布——说它广受关注已是很低调的说法。两个月后，它就拥有1亿用户，到2023年2月，超过了10亿用户。3月，我们看到了GPT-4的发布，它显著提高了ChatGPT的功能。

  现在，用户和新应用程序的增长正在推动每台机器上的高性能处理器(称为图形处理器单元(GPU))的数量显著增长。我们预计，到2024年底，将部署数百万个GPU。

  那么，要实现云计算和AI计算，数据中心有何新动向?

  让我们从传统的云计算和我们熟悉的内容说起。

  通常，超大规模数据中心运营商会建造一个园区，并用大芯数单模光缆将其互连。这些光缆通常包含3000多根光纤。

  然后，这种光纤进入数据中心，并路由到网状的主干交换机和叶交换机，从而创建了数量惊人的光链路，并连接到位于整个数据中心服务器机架中的传统处理器(CPU)。如果连接得当，这些网络可以实现流媒体电影或社交平台冲浪等常见用途。

  现在，要实现AI数据中心网络，需要功能强大的、有许多GPU的服务器集群。这些服务器需要大量连接。然后，该AI集群连接回主网络并进行适当路由。而且，对于同等数量的服务器，启动AI服务器集群的电量明显高于前端。

  我们看到，领先的超大规模数据中心使用了第二个光学AI网络设计并开始构建数据中心，该网络将数据中心内的光学连接增加了五倍。

  当我们在康宁的团队与我们的超大规模数据中心客户合作，以满足AI数据中心的要求时，我们侧重于根据4S原则进行创新，即：速度(Speed)、简便(Simplicity)、规模(Size)和可持续性(Sustainability)。这些关键矢量在数据中心空间中与其在接入网络中同样重要：

  速度(Speed)

  我们从数据中心运营商获悉，构建速度是他们面临的首要挑战。AI的发展速度远超人们的预期，竞争的序幕已经拉开。通过使用即插即用预端接组件，将现场劳动力挑战带入我们的工厂，可以节省大量时间。

  简便(Simplicity)

  预端接解决方案也意味着现场安装更简便——考虑到目前对熟练劳动力的限制，这是一个关键因素。这是构建FTTH网络的熟悉领域。在这一领域中，这些解决方案曾使主要运营商大幅增加部署。

  规模(Size)

  考虑到光纤连接数量增加，数据中心光学足迹(以规模和密度衡量)至关重要。例如，我们最近与一家运营商的合作显示，服务器机架与光纤配线架的比例为1:1。这意味着数据中心的宝贵空间是被装满配线架的机架，而不是可以创收的服务器占用的。这就是新的更小、更密集的解决方案之所以重要的原因。

  可持续性(Sustainability)

  通过使用更少的材料，缩小整个光学足迹自然会带来可持续性效益。我们相信，我们最新一代的数据中心创新可将碳足迹减少55%。

  为了实现上述优势，行业正在使用新的关键基础设施组件

  1、新型的、更小的光纤

  例如，我们的新的190微米Corning®SMF-28®Contour光纤，比我们的242微米直径光纤小20%。它还提供了卓越的可弯曲性和低信号损耗。

  2、更密集的光缆

  新型光纤实现了光缆革命，能够形成更高的光缆密度。这意味着，光缆直径更小，但光缆的光纤数量更多，或者，光缆更小，光缆的光纤数量却相同。

  3、连接层面的创新

  新型MMC连接器使多光纤端接连接小型化，可将光纤密度提高到传统MTP®连接器的三倍。这一创新优化了数据中心内空间的利用率。

  综合来看，对人工智能的需求改变了数据中心的游戏规则。新兴的AI数据中心网络架构代表了数据中心无源光学内容的一个显著变化——在康宁，我们很高兴能够与世界上最大的超大规模数据中心合作，奠定AI数据中心运营所需的充足的光纤基础。

  同样重要的是，我们看到这一趋势正在改变网络接入规则。为了使用这种强大的计算能力，需要构建企业和消费者都能接入以实现AI潜力的高带宽网络。因此，为了确保无人掉队，我们的行业继续为连接世界所做的工作就更为关键。

  作者：Mike O’Day 康宁光通信副总裁

  主管领导技术和项目管理。Mike负责领导康宁光通信的颠覆性创新计划，并辅助客户采用这些技术，从而促进康宁光通信的增长战略实施。他还负责协调康宁光通信的开发部门实施技术创新，以支持业务增长。