Искусственный интеллект требует не только всё более мощных процессоров, но и быстрой передачи огромных объёмов информации между ними. В центрах обработки данных (ЦОД) тысячи графических процессоров (GPU) одновременно обмениваются данными, параметрами и результатами во время обучения моделей. Если сеть не справляется с нагрузкой, вычислительные мощности простаивают. Как объясняет в своей статье для сообщества читателей La Vanguardia Хуан Мигель Ибаньес де Альдекоа Кинтана, коммуникация между процессорами стала не менее важной задачей, чем наращивание их производительности.

Традиционно внутри ЦОД используются медные соединения и электрические сигналы. Медь остаётся экономичным решением на коротких дистанциях, но с ростом скорости, расстояния и числа подключений сигналы страдают от потерь, отражений, помех и перекрёстных наводок. Для компенсации применяют эквалайзеры, регенераторы сигнала и цифровую обработку (DSP), однако эти схемы потребляют электричество, выделяют тепло и занимают место. На сверхвысоких скоростях поддерживать длинные электрические соединения становится всё сложнее и энергозатратнее.

Альтернативу предлагает фотоника — передача данных с помощью света по оптоволокну. Её преимущество не в том, что свет быстрее электричества, а в способности транспортировать большие объёмы информации на относительно большие расстояния с низкими потерями и без электромагнитных помех. Именно этим объясняется появление интерфейсов 800G и 1,6T — агрегированных каналов пропускной способностью 800 гигабит и 1,6 терабита в секунду соответственно.

Ключевая технология, позволяющая реализовать эти возможности, — фотонный интегральный чип (PIC), который манипулирует светом с помощью волноводов, модуляторов, фильтров и делителей. Трансивер (приёмопередатчик) служит мостом между электроникой и оптоволокном, преобразуя электрические сигналы в световые и обратно.

Особого внимания заслуживает технология CPO (Co-Packaged Optics — оптические компоненты, встроенные в один корпус с коммутатором). Размещение оптических элементов вплотную к микросхеме коммутатора сокращает путь электрического сигнала до преобразования в свет, что снижает потери, уменьшает потребность в компенсирующих схемах и экономит энергию. Согласно исследованию Алана Ф. Эванса, опубликованному в 2026 году в Journal of Lightwave Technology, CPO повышает энергоэффективность трансиверов на 23% по сравнению с LPO (линейными оптическими модулями) и на 67% по сравнению с обычными трансиверами с DSP. Для коммутатора в целом снижение энергопотребления оценивается в 18 и 36% соответственно.

Другое исследование, вышедшее в 2025 году в Journal of Optical Communications and Networking, показало, что архитектура ИИ с оптической коммутацией и оптоволоконными соединениями PCIe позволяет сократить энергопотребление сети на 12% по сравнению с традиционной топологией Leaf-Spine на Ethernet, а также уменьшить время выполнения задачи обратного распространения ошибки на 48,3%.

Чтобы оценить эффект для ЦОД в целом, автор приводит пример: центр обработки данных со средним энергопотреблением 10 МВт в год расходует 87 600 МВт·ч. Если на сеть приходится 10% этого объёма, а фотоника позволяет сократить потребление сети на 30%, годовая экономия составит 2628 МВт·ч — около 3% от общего энергопотребления. В более широком диапазоне сценариев экономия может составить от 1 до 6%, подчёркивает автор, отмечая, что для точной оценки необходим анализ реальной нагрузки и оборудования.

В перспективе центры обработки данных, вероятно, будут сочетать обе технологии: медные соединения на коротких дистанциях и оптические — там, где требуются широкая полоса пропускания, большие расстояния и высокая плотность подключений. Фотоника способна заметно повысить эффективность отдельных звеньев сети, однако общий выигрыш зависит от архитектуры в целом. Как резюмирует автор, цель не в том, чтобы просто заменить медь на оптоволокно, а в том, чтобы тысячи процессоров могли обмениваться информацией достаточно быстро, не позволяя коммуникациям стать главным узким местом искусственного интеллекта.