Las unidades de procesamiento gráfico (GPUs) y otros chips que se utilizan para entrenar inteligencia artificial (IA) se comunican entre sí en los centros de datos a través de lo que se llama “interconexiones”. Sin embargo, estas interconexiones tienen un ancho de banda limitado, lo que afecta el rendimiento del entrenamiento de IA. Un estudio de 2022 reveló que los desarrolladores de IA suelen utilizar menos del 25% de la capacidad de una GPU. Una posible solución son las nuevas interconexiones con un ancho de banda mucho mayor, según Vivek Raghunathan, CEO y cofundador de la startup Xscape Photonics.
La clave de esta innovación, dice Raghunathan, es la fotónica de silicio: un material basado en silicio que manipula la luz para transmitir datos. “Xscape ha creado una plataforma que conecta diferentes elementos de computación de manera sostenible, ofreciendo el mejor rendimiento posible”, comentó Raghunathan en una entrevista. “El núcleo de esta plataforma se basa en sistemas energéticamente eficientes y rentables que aún no existen en la industria”.
Xscape tiene su sede en Santa Clara, en el corazón de Silicon Valley, pero sus orígenes están en un laboratorio de la Universidad de Columbia, donde tres profesores inventaron una técnica para transmitir terabytes de datos a través de la luz. En 2022, el trío fundó Xscape después de reclutar a Raghunathan y Yoshitomo Okawachi, un ingeniero láser. Raghunathan llegó de Broadcom, donde ayudó a fundar el equipo de fotónica de silicio, y de Intel, donde fue gerente de productos de fotónica de silicio.
Las interconexiones tradicionales utilizan cables de metal que transmiten datos en forma de señales eléctricas. Estos cables requieren mucha energía y generan mucho calor, además de estar limitados por la conductividad del metal. En los centros de datos que utilizan enlaces de fibra óptica, los datos eléctricos deben convertirse en ópticos y viceversa, lo que introduce latencia. En cambio, la fotónica de silicio, como la de Xscape, consume poca energía y produce poco calor.
“En el pasado, utilizábamos principalmente comunicaciones ópticas para sistemas de fibra óptica de larga distancia”, dijo Raghunathan. “Pero los avances recientes permiten la integración de óptica en chip, llevando la interfaz óptica desde el plano electrónico al plano óptico dentro del chip”. El primer producto de Xscape es un láser programable para alimentar interconexiones de fibra óptica en centros de datos, específicamente los enlaces entre GPUs, chips de IA y hardware de memoria. Este láser puede utilizar diferentes colores de luz para transmitir múltiples flujos de datos sin interferencias.
Si la tecnología funciona como se espera, Xscape enfrenta el mismo desafío que muchas startups de hardware: fabricar y vender sus productos a gran escala. A diferencia de competidores en fotónica como Ayar Labs y Celestial AI, los láseres de Xscape pueden fabricarse en las mismas instalaciones que producen microelectrónica para teléfonos y laptops.
El láser de primera generación puede emitir entre 4 y 16 colores, pero Xscape ya planea versiones mejoradas que podrán emitir hasta 128. La empresa está en contacto con diez clientes potenciales, desde proveedores hasta grandes empresas, y ha asegurado financiamiento de Cisco y Nvidia, que invirtieron en su reciente ronda de financiamiento de 44 millones de dólares. Aunque estas inversiones no son estratégicas, Raghunathan señala que Cisco es uno de los mayores vendedores de componentes de redes ópticas en el mundo.
La última ronda de financiamiento fue liderada por IAG Capital Partners, lo que eleva el total recaudado por la empresa a 57 millones de dólares. Raghunathan afirma que estos fondos se destinarán a expandir el equipo de 24 personas de Xscape y aumentar la fabricación de sus láseres y tecnología fotónica relacionada. “El financiamiento permitirá a Xscape ampliar los límites de nuestra plataforma e integrarla con simulación, computación de alto rendimiento y software de IA para ayudar a clientes en todas las industrias a llevar sus innovaciones a nuevos niveles”, concluyó Raghunathan. Xscape tiene un gran camino por delante, compitiendo no solo con Ayar y Celestial, sino también con Intel en el mercado multimillonario de fotónica de silicio. Intel afirma haber enviado más de 8 mil millones de chips fotónicos y 3.2 millones de láseres en chip desde 2016.
