康宁专稿：AI热潮中的光纤连接

3/11/2024，光纤在线讯，原标题 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。在此列举一些生活中的应用场景：

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；
 

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；
 
制造企业可以在工厂利用AI工具实时检查和发现缺陷；
 
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；
 
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；
 
最后，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。

当我们康宁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，包括：

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；

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；

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。

关于本文作者Mike O’Day

Mike O’Day担任康宁光通信副总裁，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。