Jan Honig, VP Sales, Data Centre Solutions for Europe chez CommScope
Au cours de l’année passée, l’intelligence artificielle (IA) a progressé à un rythme incroyable, repoussant les limites du possible dans le domaine technologique. En conséquence, le machine learning, le deep learning et le traitement du langage naturel sont de plus en plus intégrés dans notre vie quotidienne.
Aujourd’hui, les data centers IA représentent environ 1 % de la consommation mondiale d’électricité, mais ce chiffre devrait passer à 3-4 % d’ici 2030, conséquence directe de l’IA. D’ici 2035, RTE (Réseau de Transport d’Électricité) anticipe que les data centers représenteront un surplus de demande de 18 TWh, soit 12 % de l’augmentation totale de la consommation prévue dans son bilan prévisionnel.
Pour répondre aux exigences de l’IA, les infrastructures réseau devront évoluer, ce qui aura un impact sur tous les aspects, du câblage et de la connectivité à l’architecture, en passant par la résilience et la flexibilité. Des changements majeurs sont déjà en cours, avec des plans audacieux et des conceptions de câblage transformatrices prêts à inaugurer des data centers plus efficaces sur le plan énergétique.
Le besoin incessant en énergie
L’Agence internationale de l’énergie (AIE) a tiré la sonnette d’alarme au sujet de l’empreinte énergétique croissante des data centers, qui complique les objectifs de développement durable des grandes entreprises technologiques. Microsoft, par exemple, a vu ses émissions augmenter de près de 30 % depuis l’annonce de son intention de devenir carbone négative en 2020, principalement en raison de la construction à grande échelle de data centers dédiés à l’intelligence artificielle. Les dirigeants de l’entreprise ont également qualifié leurs objectifs de durabilité de « projet ambitieux », reconnaissant que les progrès ont été plus difficiles que prévu.
Tout cela met les opérateurs de data centers sous une pression énorme ; des volumes massifs de pétaoctets circulent sur les réseaux, qui doivent être équilibrés avec une exigence de latence ultra-faible. Dans le même temps, ils doivent s’adapter à la demande croissante en énergie et à l’augmentation du nombre de fibres optiques, qui redéfinissent la conception des data centers. Il leur appartient de réaliser des investissements stratégiques pour pérenniser leurs data centers. Cela inclut des solutions de câblage évolutives et efficaces, capables de répondre aux exigences croissantes de l’IA.
Câblage pour une connectivité élevée et une faible latence
Le traitement de modèles d’IA volumineux nécessite de nombreux GPU interconnectés sur plusieurs serveurs et racks, ce qui pose des défis uniques en matière de câblage et fait du refroidissement un enjeu crucial en termes de durabilité. Les clusters de GPU exigent une connectivité entre les serveurs nettement supérieure à celle des systèmes traditionnels. Malheureusement, cela signifie moins de serveurs par rack en raison de la puissance et de la chaleur considérables qu’ils génèrent.
Il en résulte une forte augmentation du câblage entre les racks ; les GPU doivent être reconnectés aux commutateurs de la même rangée ou de la même pièce. Pour prendre en charge cette infrastructure gourmande en bande passante, des liaisons 400G et 800G sont indispensables, et elles sont bien au-delà de la portée des connexions cuivre conventionnelles telles que les DAC, les AEC ou les ACC. De plus, chaque serveur doit également se connecter à la structure de commutation, aux systèmes de stockage et aux couches de gestion hors bande.
Comme mentionné précédemment, la latence reste également un facteur critique. Des études suggèrent que jusqu’à 30 % du temps de formation des modèles d’IA est perdu à cause de la latence du réseau, tandis que les 70 % restants sont utilisés par le temps de calcul. Idéalement, les GPU devraient être maintenus à moins de 100 mètres. Cependant, étant donné qu’un seul rack GPU peut consommer plus de 40 kW, soit beaucoup plus que les racks de serveurs classiques, les opérateurs de data centers n’ont souvent d’autre choix que de les répartir. Dans les data centers actuels, où l’espace est limité, cela rend difficile la gestion de l’empreinte physique de l’infrastructure IA. Cependant, des solutions telles que la fibre optique en ruban enroulable peuvent aider à résoudre ce problème d’espace restreint.
Ces câbles peuvent regrouper six faisceaux de 3 456 fibres dans un seul conduit de quatre pouces, doublant ainsi la capacité par rapport aux rubans plats. En connectant les fibres de manière intermittente dans un réseau lâche, leur conception leur permet d’être enroulées en un cylindre compact, ce qui permet à chaque fibre de fléchir indépendamment et de s’adapter aux espaces restreints. Cette conception permet non seulement d’optimiser l’espace disponible, mais aussi de faciliter la manipulation des câbles, car elle permet aux installateurs de positionner la fibre plus naturellement dans une section transversale plus petite, idéale pour l’épissure.
Les opérateurs adoptent les émetteurs-récepteurs optiques et la fibre
A l’avenir, la valeur ajoutée des data centers pourrait bien dépendre de leur capacité à fournir des capacités de traitement et de stockage étendues. Pour y parvenir, les opérateurs doivent choisir avec soin leurs émetteurs-récepteurs optiques et leur câblage en fibre optique pour les clusters IA. Dans un cluster IA, le coût des composants optiques est largement déterminé par le transcepteur en raison de la courte distance des liaisons. Les transcepteurs qui utilisent des fibres parallèles offrent un avantage certain, car ils éliminent le besoin de multiplexeurs et démultiplexeurs optiques requis dans le multiplexage par répartition en longueur d’onde (WDM). Cela permet non seulement de réduire les coûts d’infrastructure, mais aussi de diminuer la consommation électrique globale.
Conception stratégique du câblage
En résumé, alors que l’IA continue de transformer les industries, les data centers doivent s’adapter rapidement pour répondre à la demande croissante en matière de vitesse, de capacité et d’efficacité énergétique.
Les planificateurs d’infrastructures doivent privilégier des conceptions avant-gardistes, évolutives et durables, capables de s’adapter au rythme de l’innovation. Les systèmes de câblage avancés joueront un rôle crucial dans la réduction des coûts, la diminution de la consommation d’énergie et la rationalisation du déploiement, garantissant que les installations actuelles sont équipées non seulement pour les charges de travail IA actuelles, mais aussi pour les avancées qui sont encore à venir.
