Mundo, 11 de sep 2025 (ATB Digital).- En el corazón de los centros de datos modernos, las GPU trabajan sin descanso para alimentar modelos de inteligencia artificial cada vez más complejos. Sin embargo, estas unidades de procesamiento gráfico no están rindiendo a su máximo potencial, no por falta de potencia, sino por limitaciones en la memoria y la conectividad de red. Este problema, conocido como el «muro de red«, recuerda al viejo muro de memoria que afectó durante años a las CPU: la velocidad de procesamiento crece, pero la transferencia de datos no consigue seguirle el ritmo.
Hoy en día, los centros de datos se ven obligados a elegir entre cables de cobre o de fibra óptica para conectar las GPU. El cobre es eficiente y confiable, pero solo funciona en distancias cortas, menores a 2 metros. Por otro lado, la fibra óptica puede alcanzar decenas de metros, pero consume mucha energía y tiene una tasa de fallos hasta cien veces superior. Esta elección, forzada y limitada, afecta directamente la escalabilidad y eficiencia de las infraestructuras de IA.
Una nueva arquitectura de interconexión: MOSAIC
Para abordar este problema, Microsoft ha desarrollado MOSAIC, una tecnología de enlace óptico que promete combinar lo mejor de ambos mundos: bajo consumo, alta confiabilidad y largo alcance, hasta 50 metros. Esta solución se basa en una idea sencilla pero potente: reemplazar los canales rápidos y estrechos por canales lentos y anchos que trabajan en paralelo.
Imaginemos que queremos vaciar una piscina. En lugar de usar una manguera delgada con alta presión, MOSAIC propone usar muchas mangueras más anchas pero con menor presión, lo que resulta más eficiente energéticamente y con menor desgaste. Este enfoque se traduce en cientos de canales de baja velocidad, lo que reduce el consumo eléctrico y mejora la confiabilidad.
La clave de esta arquitectura está en el uso de microLEDs como fuente de luz, en lugar de los tradicionales láseres. Estos microLEDs, originalmente diseñados para pantallas de alta resolución como las de los relojes inteligentes o gafas de realidad aumentada, son pequeños, baratos y pueden operar a varios gigabits por segundo. Gracias a su tamaño microscópico, es posible integrar miles de ellos en un solo chip de menos de 1 mm².
Ventajas técnicas de la propuesta de Microsoft
El diseño de MOSAIC ofrece cuatro beneficios principales que abren nuevas posibilidades para la infraestructura de IA. Primero, al operar a baja velocidad, reduce considerablemente el consumo de energía al evitar componentes electrónicos complejos. Segundo, al utilizar transmisiones ópticas mediante microLEDs, elimina las restricciones de distancia propias del cobre. Tercero, los microLEDs son más fiables que los láseres y permiten redundancia fácil, lo que mejora la tolerancia a fallos. Y cuarto, es una tecnología escalable, capaz de alcanzar velocidades de hasta 3.2 Tbps simplemente aumentando el número de canales o la velocidad por canal.
Un detalle crucial es que MOSAIC está diseñado para ser totalmente compatible con la infraestructura actual. Se puede integrar en los formatos existentes de transceptores sin necesidad de modificar servidores o redes. Es agnóstico a protocolos: puede transmitir datos sin interferir con los estándares actuales como Ethernet, PCIe o CXL. Esto facilita su adopción y aceleró su reconocimiento, como lo demuestra el premio a Mejor Artículo que obtuvo en el congreso ACM SIGCOMM.
Desafíos de ingeniería y soluciones innovadoras
Aunque el concepto de «lento y ancho» puede parecer sencillo, llevarlo a la práctica requirió superar varios obstáculos técnicos. Por ejemplo, usar un cable de fibra para cada canal sería inviable por complejidad y costo. Para resolver esto, el equipo recurrió a fibras de imagen utilizadas en endoscopías, que pueden albergar miles de canales en un solo cable.
Otro reto fue el tipo de luz de los microLEDs, que no es tan pura como la de los láseres, lo que dificulta su acoplamiento con las fibras ópticas. Esto se solucionó mediante un diseño especial de lentes y un backend electrónico analógico que evita el uso de costosos procesadores digitales de señal.
Impacto energético y escalabilidad
Según los cálculos preliminares de Microsoft, MOSAIC podría reducir hasta un 68% del consumo energético por cable, lo que equivale a más de 10 vatios ahorrados por cada uno. Considerando que cada año se envían millones de cables ópticos, esto podría traducirse en un ahorro de más de 100 megavatios al año, suficiente para abastecer 300.000 hogares.
Pero el impacto de MOSAIC va más allá del ahorro energético. Al eliminar la necesidad de racks ultradensos, esta tecnología permite rediseñar las redes de los centros de datos desde cero. Se podrían usar nuevas topologías que reduzcan la fragmentación de recursos y simplifiquen la gestión global del sistema. Además, en el ámbito del cálculo, la posibilidad de conectar chips a baja energía y larga distancia podría abrir la puerta a arquitecturas desagregadas, donde los componentes se separan físicamente sin perder eficiencia.
Esto también podría significar un aumento en la capacidad y el ancho de banda de memoria de las GPU, facilitando la integración de nuevas tecnologías de memoria que hoy resultan difíciles de adoptar por las limitaciones de empaquetado.
MOSAIC como catalizador de nuevas arquitecturas
Cada vez que se produce un salto tecnológico en redes, nacen nuevas clases de aplicaciones. Lo que Microsoft plantea con MOSAIC no es simplemente un cable mejorado, sino un cambio de paradigma que podría desencadenar una nueva era en la arquitectura de sistemas para IA. Al permitir interconexiones más eficientes, más baratas y más confiables, se allana el camino hacia centros de datos más sostenibles y flexibles, capaces de escalar sin sacrificar eficiencia.
Fuente: Whatsnew.com