Прорыв в оптических коммутаторах: гиперскорость для новой эры ИИ

Стартап Finchetto, занимающийся фотонными чипами, разрабатывает оптический пакетный коммутатор — устройство, которое может помочь сверхмасштабируемым сетям подготовиться к эпохе искусственного интеллекта, способного к генерализации (AGI). Новый оптический коммутатор теоретически сможет переключать данные в 1000 раз быстрее современных систем, при этом потребляя меньше энергии и оставаясь готовым к будущим увеличениям сетевой скорости.

В классической схеме коммутатора данные поступают на один порт, устройство считывает заголовок пакета из памяти и отправляет его дальше — это стандартная задача для электронной схемы, но не для фотонной. Главная сложность: свет нельзя "приостановить" для прочтения заголовка, поэтому текущие оптические решения вынуждены переходить к более медленной электронной обработке.

Решение Finchetto простое, но изящное: разделить данные и заголовок пакета по разным длинам волн света. Пока одна несёт полезную нагрузку, вторая — адрес назначения, что позволяет коммутатору направлять пакеты светом, без электроники. Генеральный директор Finchetto Марк Рашворт рассказывает: электронный управляющий сигнал — тот, что замедляет переключения — исключён из схемы. В классике подобные сигналы меняют направление за десятки микросекунд, а для крупных скоростей вроде сотен гигабит этого уже явно недостаточно. Теперь "свет управляет светом": время переключения уменьшено до нескольких наносекунд.

Вычислительная часть коммутатора, как объясняет Рашворт, "фактически совмещает две параллельные длины волн: данные переносятся на целевую волну, и на выходе остаётся только одна нужная — именно она и отправится в соответствующий пункт назначения". Таким образом, нужный пакет попадает куда следует, всё благодаря уникальному свойству света переходить между длинами волн.

Ещё один плюс: пакет остаётся целым — будь то стандарт Ethernet или супербыстрый Infiniband, протоколы не ломаются, а значит, оборудование на концах понимает полученное без дополнительных переводчиков. Эту систему называют «all-optical» — полностью оптическая, и она, по словам разработчиков, способна пережить любые привычные скорости: сейчас современные коммутаторы работают на 800 гигабит/с, скоро будет 1,6 терабит, а в будущем и 3,4. Но пассивная оптика—то есть отсутствие электроники на ключевом участке—делает скорость работы вопросом исключительно пропускной способности, а не архитектуры устройства.

Finchetto ещё предстоит решить проблемы управления потоками данных без буферов и разработать управляющее программное обеспечение. Если все получится, прототип появится уже через 12–18 месяцев.