La conectividad es un elemento crítico de cualquier centro de datos. No en vano, sin conexiones sólidas y resilientes un data center no podría funcionar. Ahora más que nunca, con el aumento de las cargas de trabajo en la nube y la IA, la presión que están soportando las infraestructuras de comunicaciones es muy elevada. Para paliar esta situación, Microsoft trabaja en dos tecnologías para superar estas limitaciones que están afectando a la distancia de transmisión, el consumo energético, la densidad de conexiones y la fiabilidad. Se trata de MicroLED y fibra de núcleo hueco (HFC, en inglés).
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Tecnología MicroLED
Planteada como una alternativa más eficiente a la que actualmente transporta las señales dentro de los centros de datos, la nueva tecnología basada en MicroLED ha sido diseñada en el Microsoft Research Lab de Cambridge (Reino Unido), con la colaboración de los equipos de Azure Core, Azure Hardware Systems and Infrastructure y Microsoft 365, y presenta diversas ventajas frente a la tecnología actual basada en láser.
De acuerdo con las pruebas realizadas en laboratorio y las estimaciones sobre su rendimiento en entornos reales, los investigadores prevén que esta solución pueda reducir aproximadamente un 50% el consumo energético en comparación con los cables ópticos convencionales basados en emisor láser. Asimismo, según explica Paolo Costa, investigador principal del proyecto, esta tecnología también podría resultar más económica de fabricar, ofreciendo además beneficios adicionales como una vida útil más prolongada.
El equipo de Microsoft ha completado recientemente un proyecto de prueba de concepto junto a MediaTek y otros proveedores con el objetivo de reducir el tamaño de la tecnología MicroLED e integrarla en un pequeño transceptor metálico que se conecta directamente a un servidor y tiene aproximadamente el tamaño de un pulgar.
Según las estimaciones de la multinacional, esta innovación podría empezar a comercializarse junto a socios industriales del sector a finales de 2027. Pero ¿qué aporta de novedoso?
MicroLED frente a la fibra óptica tradicional
Esta nueva solución sustituye los láseres por tecnología MicroLED de bajo coste que están disponibles comercialmente. Además, emplea un tipo distinto de cable —también presente en el mercado— conocido como imaging fiber o fibra óptica de imagen, en castellano, para transportar los fotones de extremo a extremo.
Según detalla Costa, esta tecnología ya se utilizaba en los cables empleados en procedimientos de endoscopia médica, donde una pequeña cámara se introduce en el interior del cuerpo humano.
En el interior de los CPD se utilizan habitualmente dos tipos de cables para transmitir información entre servidores: los cables de fibra óptica, que transportan fotones generados por láseres, y los cables de cobre, que transmiten datos mediante electrones y se emplean en conexiones más cercanas, rápidas y fiables.
Cada uno de ellos presenta sus propias limitaciones. El cobre solo puede mantener altas velocidades de transmisión a distancias relativamente cortas, de aproximadamente dos metros. Por este motivo, suele utilizarse dentro de un mismo rack para conectar unidades de procesamiento gráfico (GPU), ampliamente utilizadas hoy en día, especialmente en aplicaciones de Inteligencia Artificial. Por su parte, los cables de fibra óptica pueden alcanzar distancias mucho mayores —hasta atravesar océanos enteros, como ocurre con los cables submarinos del Pacífico—. No obstante, a medida que aumentan la distancia y el volumen de datos transmitidos, también surgen nuevos retos relacionados con la fiabilidad y el consumo energético.
Como anuncian desde la multinacional, la nueva tecnología ayuda a resolver en gran medida estas limitaciones. La tecnología basada en MicroLED es más fiable que los sistemas de fibra óptica basados en láser, que pueden verse afectados por cambios de temperatura o incluso por partículas de polvo. Asimismo, requieren un consumo energético significativamente menor.
Los cables de fibra óptica actuales —los que utilizan láseres— transmiten datos mediante pulsos de luz a través de un número reducido de canales. Costa describe este modelo como una vía “estrecha y rápida” para la transmisión de la información.
El sistema basado en MicroLED, en cambio, cuenta con miles de canales independientes y envía los fotones en patrones que Costa compara con los códigos QR. Este modelo responde a lo que él denomina un enfoque “extenso y lento”. Aunque la velocidad de cada canal es menor, la gran cantidad de canales permite transportar el mismo volumen de datos. Es como comparar un río ancho que fluye lentamente con un arroyo estrecho que corre con rapidez: ambos pueden transportar la misma cantidad de agua, explica el investigador.
Fibra de núcleo hueco (HCF)
Mientras que la tecnología de MicroLEDs todavía se está perfeccionando, la alternativa de fibra de núcleo hueco (Hollow Core Fiber) ya se está utilizando en algunas regiones de Microsoft Azure y que se está desplegando progresivamente a nivel global. Esta propuesta, según datos de la compañía, permite una transmisión de datos hasta un 47% más rápida y una reducción de la latencia de aproximadamente un 33% en comparación con la fibra óptica convencional de modo único.
A diferencia de la fibra óptica tradicional, donde los fotones se desplazan a través del propio material de la fibra, la HCF transmite la señal mediante un núcleo hueco lleno de aire. Este diseño facilita que la luz viaje aún más rápida reduciendo la latencia a la misma distancia o, en su defecto, contribuyendo a cubrir distancias mayores manteniendo los mismos niveles de latencia. En la práctica, esto significa que un centro de datos podría ubicarse más lejos sin que el usuario perciba una pérdida de velocidad o de capacidad de respuesta en los servicios, matizan.
Esta tecnología fue desarrollada originalmente en la Universidad de Southampton y posteriormente continuó evolucionando a través de la empresa derivada Lumenisity, que Microsoft adquirió en 2022. Para acelerar su adopción, la firma de Redmond está llegando a acuerdos de colaboración con fabricantes con el objetivo de ampliar su producción y poder incorporarla a un mayor número de CPD de su red global.
Diferentes usos para MicroLED y HCF
En términos generales, el sistema MicroLED está pensado principalmente para su uso dentro de los centros de datos, donde facilitaría la conexión de servidores y las GPU. La HCF, por su parte, está diseñada para cubrir distancias mucho mayores, contribuyendo tanto a la conexión entre centros de datos como a la prestación de servicios a los clientes. Aunque se cree que, con el tiempo, esta tecnología también podría desempeñar un papel importante dentro de las propias instalaciones.
