Az elmúlt két évtizedben a félvezetőipar hatalmas előrelépéseket tett a számítási teljesítmény növelésében. Ennek ellenére nem használhatjuk ki maradéktalanul az új erőforrásokat, mivel többféle korlát – úgynevezett „falak” – akadályozzák a fejlődést. Az egyik ilyen jelentős akadály az IO (be- és kimeneti) sávszélesség korlátozottsága, amely napjaink adatközpontjaiban egyre égetőbb problémává válik.
E probléma megoldására a technológiai szektor a szilícium-fotonika irányába mozdul. Az adatátvitel jelenleg is főként elektromos jeleken alapszik, de bizonyos távolság felett – főként szerverekben – az optikai szálak használata sokkal hatékonyabbá válik. Ezekben az átalakításokat optikai modulok (transzceiverek) segítik, amelyek jelentős energia- és helyigénnyel rendelkeznek, és nagymértékben befolyásolják az összteljesítményt.
Az iparág válasza a társcsomagolt optika (co-packaged optics) technológia, ahol a kapcsoló chipek és az optikai egységek fizikailag közelebb kerülnek egymáshoz, akár egyazon csomagban helyezkednek el. Ez a megközelítés jelentősen csökkentheti a jelintegritás-vesztést, növelheti a hatékonyságot, és segíthet az energiafogyasztás visszafogásában.
A fejlesztés komoly technikai kihívásokat is rejt magában. Kiemelt szerepet kap a hőkezelés megoldása, valamint az összekapcsolási kérdések, amelyek nélkülözhetetlenek a hatékony működéshez. Emellett azonban a piaci elfogadás is lassú, mivel a jól bevált, szabványos optikai transzceiverek továbbra is olcsók és könnyen cserélhetők. Mindeközben olyan nagy szereplők, mint az Nvidia, a TSMC, a Broadcom és a Microsoft is jelentős fejlesztéseket hajtanak végre ezen a téren.
Az új technológiák bevezetését a mesterséges intelligencia és a generatív AI robbanásszerű terjedése is sürgeti, amely példátlan energiaigényeket támaszt az adatközpontokban. Ám a teljes fotonikus számítástechnika még távolinak tűnik: számos technológiai és gazdasági akadályt kell leküzdeni a teljes átálláshoz. Izgalmas kérdés marad, hogy vajon a fény teljesen átveheti-e az uralmat az elektronok felett a jövő AI chipjeiben.
