La industria de los centros de datos se encuentra en un punto de inflexión tecnológica. Con el objetivo de reducir el consumo energético y ampliar la capacidad de procesamiento, las instalaciones que sostienen la infraestructura digital global están iniciando una transición fundamental: el reemplazo del cableado de cobre por tecnologías basadas en la luz.
Chris Sharp, director de tecnología de Digital Realty, uno de los principales operadores de centros de datos, sostiene que el sector está llegando al final de la era del cobre. Esta afirmación no sugiere que el metal vaya a desaparecer por falta de existencias, sino que la industria está apostando por reducir drásticamente su dependencia en favor de soluciones más eficientes.
Para comprender la magnitud de este cambio, es necesario analizar el volumen de material empleado actualmente. Una instalación típica de 100 megavatios (MW) requiere aproximadamente 400 toneladas de cobre. Si bien la mayor parte de este metal se destina a la infraestructura eléctrica y a los sistemas de refrigeración, una cantidad significativa se encuentra en el corazón del procesamiento: unas 70 toneladas se utilizan en los servidores y otras 20 toneladas se emplean específicamente en el cableado de red que interconecta dichos servidores.
Es precisamente en este entramado de cables donde se concentra el esfuerzo de innovación. Según Sharp, los cables que conectan las unidades de procesamiento gráfico (GPU) y las unidades centrales de procesamiento (CPU) se han convertido en el cuello de botella que ralentiza la capacidad de procesamiento actual. Mientras que el cobre transmite datos mediante electrones, la alternativa propuesta es la fotónica, que utiliza fotones o luz.
Aunque la fibra óptica ha sido el estándar para las comunicaciones de larga distancia durante décadas, el desafío actual reside en extender su uso al interior de los centros de datos. Este proceso de ingeniería es complejo, ya que requiere conectar componentes ópticos directamente a componentes eléctricos, llegando incluso a integrarlos dentro de los propios chips de computadora.
La principal ventaja de la fotónica es la gestión térmica. A diferencia de la electricidad, la luz no produce el mismo efecto térmico, lo que reduce la cantidad de energía necesaria para refrigerar los sistemas. Callum Littlejohns, subdirector de Cornerstone Labs, una fundición de fotónica de silicio, enfatiza que este cambio puede generar ahorros energéticos considerables. Además, la tecnología permite transmitir múltiples flujos de datos a través de un mismo canal, aumentando la capacidad de transferencia.
A pesar de que la fotónica ha sido objeto de estudio académico y comercial durante años, Peter O’Brien, jefe de investigación de empaquetado fotónico e integración de sistemas en el Instituto de Investigación Tyndall de Irlanda, señala que la tecnología enfrentaba diversos desafíos de fabricación. Sin embargo, O’Brien afirma que actualmente se está produciendo una especie de "reinicio", permitiendo que la tecnología salga del laboratorio para su aplicación generalizada, contando además con el respaldo de Nvidia, el gigante de los chips de inteligencia artificial.
No obstante, la transición no está exenta de obstáculos. Andrew Wheeler, vicepresidente sénior de Hewlett Packard Labs, advierte que el cambio requiere integrar diferentes tradiciones de ingeniería y cadenas de suministro. Actualmente, la industria busca reducir los costos de implementación, un proceso complicado por la distribución global de la fabricación; por ejemplo, el ensamblaje final se concentra mayoritariamente en plantas de empaquetado en Taiwán.
Existen también desafíos técnicos críticos. Aunque los dispositivos de redes ópticas generan menos calor, otros componentes del centro de datos siguen calentando el entorno. Los componentes ópticos son altamente sensibles a las variaciones térmicas, lo que plantea dudas sobre su fiabilidad a menos que se mantengan límites térmicos estrictos. Asimismo, la instalación y el mantenimiento requieren nuevas habilidades técnicas; Sharp menciona que la fibra óptica, a diferencia del cobre, no permite giros cerrados, lo que obliga a repensar la estructuración física de las redes.
Mirando hacia el futuro, Ofer Shapiro, director ejecutivo de Resolight.ai, propone ir un paso más allá: sustituir los conmutadores de red electrónicos tradicionales por dispositivos totalmente ópticos. Según Shapiro, convertir constantemente los datos de fotones a electrones y viceversa es ineficiente; mantener los datos en el dominio óptico optimizaría aún más el ahorro de energía.
Para acelerar esta transición y reducir costos, empresas como Cornerstone Labs están reutilizando conocimientos y equipos de fabricación de silicio de generaciones anteriores. Un ejemplo notable es el uso de herramientas provenientes de una antigua línea de producción de Intel, diseñada originalmente para los chips Pentium 4 de principios de siglo. Esta capacidad de escalar la producción basándose en infraestructura existente es, según Littlejohns, lo que hace que la fotónica sea una base tan interesante para múltiples aplicaciones futuras.
