في المشهد التكنولوجي الحالي، لم يعد مصطلح البصريات يمثل فقط التصور العام لحدث أو شركة. اليوم، البصريات مرادف للابتكار الفني، والسرعة، والأداء، خاصة في مجال الذكاء الاصطناعي.
من بين أبطال هذه الثورة تبرز شركة إنفيديا، أكبر شركة تكنولوجيا أمريكية من حيث القيمة السوقية، التي تركز بشكل حاسم على حلول بصرية جديدة لنقل البيانات.
Quantum-X و Spectrum-X: رهان Nvidia
وفقًا للتقارير الأخيرة، تستعد شركة نفيديا لإطلاق نظامين جديدين لمفاتيح الشبكات الضوئية العام المقبل: Quantum-X (InfiniBand) وSpectrum-X.
تعد هذه الأجهزة بتحقيق سرعات تصل إلى 1.6 تيرابِت/ثانية لكل منفذ، مع استهلاك طاقة أقل بكثير مقارنةً بالحلول الحالية. النتيجة؟ انخفاض كبير في الكمون، ومرونة أكبر، وسرعة نشر غير مسبوقة للأنظمة الحاسوبية الكبيرة.
يمثل هذا الانتقال لحظة تاريخية يختار فيها المهندسون نقل الإشارات عبر الضوء بدلاً من النبضات الكهربائية.
تحول جذري يرافق ظهور نماذج اللغة الكبيرة المتزايدة القوة (LLM)، وانخفاض تكاليف الحوسبة، وزيادة تعقيد الأنظمة. السؤال الذي يطرحه الكثيرون هو: هل ستكون الإضاءة هي المفتاح لضمان التشغيل في الوقت الحقيقي للأنظمة المعقدة؟
نموذج TSMC: خارطة طريق البصريات
تشير بعض تقارير الصناعة إلى أن Nvidia تتبع استراتيجية تم تسليط الضوء عليها بالفعل من قبل TSMC، العملاق التايواني في تصنيع أشباه الموصلات. خطة TSMC، المعروفة باسم COUPE، مقسمة إلى ثلاث مراحل:
المرحلة 1: محرك بصري قادر على توفير 1.6 تيرابت في الثانية من الحد الأقصى للنطاق الترددي.
المرحلة 2: دمج البصريات المعبأة معًا ضمن تعبئة CoWoS ( مع مفتاح )، لتحقيق سرعة تصل إلى 6.4 تيرابت في الثانية.
المرحلة 3: تنفيذ موصل COUPE-on-CoWoS، مع أداء متوقع قريب من 12.8 Tbps.
ولكن ماذا يعني البصريات المعبأة معًا؟ إنها التكامل المباشر لوحدات الإرسال الضوئي على الشريحة، مما يلغي الحاجة إلى المكونات الوسيطة بين الهياكل المختلفة للشريحة. خطوة أساسية إلى الأمام لتقليل الكمون وزيادة كفاءة الطاقة.
السباق نحو البصريات: ليس فقط نفيديا
الثورة البصرية لا تتعلق فقط بـ Nvidia. شركات الأجهزة الأخرى تستثمر أيضًا بشكل كبير في هذا الاتجاه.
على سبيل المثال، تقوم شركة Broadcom بتطوير Bailly، وهو مفتاح Ethernet يعتمد على CPO (Co-Packaged Optics) والذي يعد بسرعة 51.2 Tbps مع تقليل استهلاك الطاقة. الهدف هو دمج هذه التقنية في ASIC الخاص بها StrataXGS Tomahawk 5.
تعمل IBM على إدخال الدوائر البصرية إلى مراكز البيانات، بينما استحوذت AMD مؤخرًا على شركة متخصصة في الفوتونيات السيليكونية.
براين أميك، نائب رئيس التكنولوجيا والهندسة في شركة AMD، أكد كيف ستسمح هذه الاستحواذات بتوسيع القدرة بسرعة لدعم وتطوير حلول الفوتونيات والبصريات المعبأة معًا لأنظمة الذكاء الاصطناعي من الجيل التالي.
مستقبل البصريات في الذكاء الاصطناعي
مسار والتأثيرات التحولية
من المتوقع أن تصبح تكنولوجيا الفوتونيات سائدة مع انتشار الذكاء الاصطناعي.
وفقًا لوثيقة صناعية، فإن التقدم في الفوتونيك يثير الاهتمام بالحوسبة الفوتونية كوسيلة واعدة لمعالجة الذكاء الاصطناعي. يوفر التعلم العميق، على وجه الخصوص، طرقًا جديدة لتحسين تصميم الفوتونيك، وتطوير أنظمة بصرية ذكية، وإدارة تحليل البيانات الضوئية.
سوف يكون لتطبيق تكنولوجيا الفوتونيات في حوسبة الذكاء الاصطناعي تأثير تحويلي على مجموعة متنوعة من القطاعات، بما في ذلك الاتصالات البصرية، والقيادة الذاتية، والمراقبة الفلكية.
رؤية الباحثين
مقالة من جامعة بنسلفانيا تسلط الضوء على عمل الباحثين مثل ديب جاريوالا، الذين يشاركون في تطوير هذه التقنيات على مقياس نانوي.
يصف جريوالا حلم الكثيرين في مجاله: مستقبل حيث يكون العنصر الإلكتروني الوحيد هو ليزر قوي بجوار جهاز الكمبيوتر. بدلاً من توصيل الكمبيوتر بمأخذ كهربائي، سيتم استخدام كابل ألياف بصرية متصل بالليزر. واجهة جديدة تمامًا، يمكن أن تحدث ثورة في الطريقة التي نفهم بها الشبكات الموزعة.
نحو عصر جديد من الشبكات الموزعة
تمثل السباق على البصريات واحدة من أكثر التحديات إثارة واستراتيجية لمستقبل الذكاء الاصطناعي والأجهزة.
إن دمج الحلول الضوئية والفوتونية يعد بتجاوز الحدود الحالية من حيث السرعة وكفاءة الطاقة وقابلية التوسع. تفتح إنفيديا، جنبًا إلى جنب مع اللاعبين الرئيسيين في القطاع، الطريق نحو عصر جديد ستصبح فيه الضوء هو العامل الرئيسي في الابتكار التكنولوجي.
مع تحول هذه التقنيات إلى جزء لا يتجزأ من بنية تكنولوجيا المعلومات، سنشهد تحولًا جذريًا في الشبكات الموزعة، مع تأثيرات عميقة على جميع القطاعات التي تعتمد على الذكاء الاصطناعي ومعالجة البيانات عالية الأداء.
قد تحتوي هذه الصفحة على محتوى من جهات خارجية، يتم تقديمه لأغراض إعلامية فقط (وليس كإقرارات/ضمانات)، ولا ينبغي اعتباره موافقة على آرائه من قبل Gate، ولا بمثابة نصيحة مالية أو مهنية. انظر إلى إخلاء المسؤولية للحصول على التفاصيل.
نفيديا والحدود الجديدة للبصريات: ثورة في الذكاء الاصطناعي
في المشهد التكنولوجي الحالي، لم يعد مصطلح البصريات يمثل فقط التصور العام لحدث أو شركة. اليوم، البصريات مرادف للابتكار الفني، والسرعة، والأداء، خاصة في مجال الذكاء الاصطناعي.
من بين أبطال هذه الثورة تبرز شركة إنفيديا، أكبر شركة تكنولوجيا أمريكية من حيث القيمة السوقية، التي تركز بشكل حاسم على حلول بصرية جديدة لنقل البيانات.
Quantum-X و Spectrum-X: رهان Nvidia
وفقًا للتقارير الأخيرة، تستعد شركة نفيديا لإطلاق نظامين جديدين لمفاتيح الشبكات الضوئية العام المقبل: Quantum-X (InfiniBand) وSpectrum-X.
تعد هذه الأجهزة بتحقيق سرعات تصل إلى 1.6 تيرابِت/ثانية لكل منفذ، مع استهلاك طاقة أقل بكثير مقارنةً بالحلول الحالية. النتيجة؟ انخفاض كبير في الكمون، ومرونة أكبر، وسرعة نشر غير مسبوقة للأنظمة الحاسوبية الكبيرة.
يمثل هذا الانتقال لحظة تاريخية يختار فيها المهندسون نقل الإشارات عبر الضوء بدلاً من النبضات الكهربائية.
تحول جذري يرافق ظهور نماذج اللغة الكبيرة المتزايدة القوة (LLM)، وانخفاض تكاليف الحوسبة، وزيادة تعقيد الأنظمة. السؤال الذي يطرحه الكثيرون هو: هل ستكون الإضاءة هي المفتاح لضمان التشغيل في الوقت الحقيقي للأنظمة المعقدة؟
نموذج TSMC: خارطة طريق البصريات
تشير بعض تقارير الصناعة إلى أن Nvidia تتبع استراتيجية تم تسليط الضوء عليها بالفعل من قبل TSMC، العملاق التايواني في تصنيع أشباه الموصلات. خطة TSMC، المعروفة باسم COUPE، مقسمة إلى ثلاث مراحل:
المرحلة 1: محرك بصري قادر على توفير 1.6 تيرابت في الثانية من الحد الأقصى للنطاق الترددي.
المرحلة 2: دمج البصريات المعبأة معًا ضمن تعبئة CoWoS ( مع مفتاح )، لتحقيق سرعة تصل إلى 6.4 تيرابت في الثانية.
المرحلة 3: تنفيذ موصل COUPE-on-CoWoS، مع أداء متوقع قريب من 12.8 Tbps.
ولكن ماذا يعني البصريات المعبأة معًا؟ إنها التكامل المباشر لوحدات الإرسال الضوئي على الشريحة، مما يلغي الحاجة إلى المكونات الوسيطة بين الهياكل المختلفة للشريحة. خطوة أساسية إلى الأمام لتقليل الكمون وزيادة كفاءة الطاقة.
السباق نحو البصريات: ليس فقط نفيديا
الثورة البصرية لا تتعلق فقط بـ Nvidia. شركات الأجهزة الأخرى تستثمر أيضًا بشكل كبير في هذا الاتجاه.
على سبيل المثال، تقوم شركة Broadcom بتطوير Bailly، وهو مفتاح Ethernet يعتمد على CPO (Co-Packaged Optics) والذي يعد بسرعة 51.2 Tbps مع تقليل استهلاك الطاقة. الهدف هو دمج هذه التقنية في ASIC الخاص بها StrataXGS Tomahawk 5.
تعمل IBM على إدخال الدوائر البصرية إلى مراكز البيانات، بينما استحوذت AMD مؤخرًا على شركة متخصصة في الفوتونيات السيليكونية.
براين أميك، نائب رئيس التكنولوجيا والهندسة في شركة AMD، أكد كيف ستسمح هذه الاستحواذات بتوسيع القدرة بسرعة لدعم وتطوير حلول الفوتونيات والبصريات المعبأة معًا لأنظمة الذكاء الاصطناعي من الجيل التالي.
مستقبل البصريات في الذكاء الاصطناعي
مسار والتأثيرات التحولية
من المتوقع أن تصبح تكنولوجيا الفوتونيات سائدة مع انتشار الذكاء الاصطناعي.
وفقًا لوثيقة صناعية، فإن التقدم في الفوتونيك يثير الاهتمام بالحوسبة الفوتونية كوسيلة واعدة لمعالجة الذكاء الاصطناعي. يوفر التعلم العميق، على وجه الخصوص، طرقًا جديدة لتحسين تصميم الفوتونيك، وتطوير أنظمة بصرية ذكية، وإدارة تحليل البيانات الضوئية.
سوف يكون لتطبيق تكنولوجيا الفوتونيات في حوسبة الذكاء الاصطناعي تأثير تحويلي على مجموعة متنوعة من القطاعات، بما في ذلك الاتصالات البصرية، والقيادة الذاتية، والمراقبة الفلكية.
رؤية الباحثين
مقالة من جامعة بنسلفانيا تسلط الضوء على عمل الباحثين مثل ديب جاريوالا، الذين يشاركون في تطوير هذه التقنيات على مقياس نانوي.
يصف جريوالا حلم الكثيرين في مجاله: مستقبل حيث يكون العنصر الإلكتروني الوحيد هو ليزر قوي بجوار جهاز الكمبيوتر. بدلاً من توصيل الكمبيوتر بمأخذ كهربائي، سيتم استخدام كابل ألياف بصرية متصل بالليزر. واجهة جديدة تمامًا، يمكن أن تحدث ثورة في الطريقة التي نفهم بها الشبكات الموزعة.
نحو عصر جديد من الشبكات الموزعة
تمثل السباق على البصريات واحدة من أكثر التحديات إثارة واستراتيجية لمستقبل الذكاء الاصطناعي والأجهزة.
إن دمج الحلول الضوئية والفوتونية يعد بتجاوز الحدود الحالية من حيث السرعة وكفاءة الطاقة وقابلية التوسع. تفتح إنفيديا، جنبًا إلى جنب مع اللاعبين الرئيسيين في القطاع، الطريق نحو عصر جديد ستصبح فيه الضوء هو العامل الرئيسي في الابتكار التكنولوجي.
مع تحول هذه التقنيات إلى جزء لا يتجزأ من بنية تكنولوجيا المعلومات، سنشهد تحولًا جذريًا في الشبكات الموزعة، مع تأثيرات عميقة على جميع القطاعات التي تعتمد على الذكاء الاصطناعي ومعالجة البيانات عالية الأداء.