Microsoft probará enlaces de sub-THz para su uso en centros de datos

Microsoft va a iniciar una investigación sobre enlaces de comunicación en la banda de subterahercios (sub-THz) para centros de datos y, para ello, ha presentado una solicitud de licencia a la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC), el organismo que regula en el país los servicios de comunicación por radio, televisión, satélite y cable, entre otros medios.

Como informó inicialmente el sitio web 6G World, los documentos de solicitud presentados por Microsoft a la FCC en diciembre de 2023 refuerzan que las bandas de frecuencia sub-THz (por ejemplo) ofrecen enlaces de comunicación por radiofrecuencia direccionales, con gran ancho de banda y corto alcance. Microsoft quiere explotar la comunicación inalámbrica en estas frecuencias para complementar los enlaces por cable en los centros de datos. La FCC aprobó la solicitud de Microsoft el 8 de febrero de 2024.

En opinión de Microsoft, además de su alto rendimiento, los enlaces en la banda sub-THz presentan varias características que los hacen atractivos para su uso en centros de datos. En primer lugar, los haces altamente direccionales que utilizan conjuntos de antenas permiten la coexistencia de múltiples enlaces de comunicación mediante multiplexación espacial. El corto alcance de comunicación de los haces sub-THz, debido a la elevada atenuación atmosférica, también amplía la reutilización espacial. Además, los conjuntos de antenas direccionales permiten montar y desmontar enlaces a demanda. Y, como cuarta ventaja, es posible establecer enlaces con gran ancho de banda y altas velocidades de transferencia de datos con mínimas interferencias con posibles despliegues externos, lo que favorece un uso compartido del espectro y una coexistencia eficientes.

En los documentos en los que solicita el uso del espectro, Microsoft señala que ya existen bancos de pruebas de sub-THz para la investigación académica y de laboratorios cooperativos, pero esta nueva propuesta de experimentos se centrará exclusivamente en evaluar el uso de enlaces multisalto para mitigar los obstáculos presentes en los centros de datos y en topologías adecuadas a las estructuras y disposiciones típicas de los centros de datos a gran escala.

En trabajos anteriores se han examinado enlaces ópticos en espacios abiertos con fines similares. Sin embargo, Microsoft argumenta que esta solución no funciona bien en centros de datos por la dificultad de apuntar con precisión los haces ópticos en presencia de vibraciones. La empresa predice que en las bandas de frecuencia por debajo de los THz no habrá problemas de alineación gracias a la anchura relativamente grande y ajustable del haz.

Microsoft espera que la capacidad de dirigir electrónicamente los haces de radiofrecuencia con rapidez también permita desarrollar circuitos de control adecuados para mitigar aún más los problemas causados por las vibraciones de los equipos.

Para alcanzar los objetivos de la prueba, todo el programa de investigación experimental se llevará a cabo en interiores en Redmond, la ciudad donde se encuentra la sede de Microsoft en el estado de Washington (EE.UU.), y se utilizarán las bandas de frecuencia 246 GHz-249,5 GHz, 252 GHz-257 GHz, 275,4 GHz-275,5 GHz y 258,5 GHz-260,5 GHz.

Equipos de Keysight Technologies

Los experimentos de Microsoft utilizarán equipos de Keysight Technologies. En su sitio web, la empresa presenta su entorno de pruebas 6G sub-terahercios para I+D que atiende a multitud de bandas de frecuencia, anchos de banda y tipos de forma de onda, con flexibilidad y capacidad de ampliación.

En abril del año pasado, Keysight Technologies, en colaboración con el Laboratorio Nacional de Física (NPL) y la Universidad de Surrey, afirmó haber establecido la primera conexión 6G con velocidades superiores a 100 Gbps en frecuencias por debajo de los THz en el Reino Unido.

La empresa señaló que, para alcanzar las velocidades de datos y las bajas latencias que exigen casos de uso como los vehículos autónomos y la realidad aumentada, se necesitarán velocidades de transferencia de datos de 100 Gbps a 1 Tbps. Para estas situaciones, se está investigando el uso de frecuencias por debajo de los THz, pero estas presentan retos de integridad de la señal y pérdida de trayecto.

Se espera que el mercado mundial de redes de centros de datos, que implica elementos de interconexión mediante sistemas de conmutación, encaminamiento, equilibrio de carga y análisis, entre otros medios, para compartir datos, alcance los 38.300 millones de dólares en 2030.

Interfaz propia

Con el objetivo de reducir su dependencia del hardware de NVidia para los centros de datos, Microsoft también está desarrollando su propia interfaz de red, según informa The Information. El proyecto, que se espera que dure más de un año, ayudará a optimizar la infraestructura de Microsoft Azure utilizada en sus centros de datos, incluso para los clientes que quieran aprovechar las soluciones de Inteligencia Artificial (IA).

El primer gran paso hacia esta iniciativa fue la adquisición de la startup Fungible por 190 millones de dólares a principios de 2023, un proveedor de infraestructuras desagregadas y escalables para acelerar el rendimiento de las redes de centros de datos y el almacenamiento con unidades de procesamiento de datos (DPU) de alta eficiencia y bajo consumo. Según informó Microsoft en su momento, el equipo de Fungible se incorporaría al grupo de ingeniería de infraestructuras de centros de datos de la empresa y se centraría en ofrecer soluciones de DPU, innovación en redes y avances en sistemas de hardware.

Pradeep Sindhu, cofundador de Juniper Networks y antiguo consejero delegado de Fungible, dirige los trabajos de desarrollo de la nueva interfaz de red de Microsoft. Con el desarrollo de su propio chip de red, Microsoft pretende resolver los problemas de tráfico de datos que surgieron durante el despliegue de los chips de IA de NVidia en los centros de datos de la empresa. En general, los sistemas de IA en estos entornos mueven grandes volúmenes de datos entre servidores y requieren conexiones fiables y rápidas.

Según las fuentes de The Information, el nuevo chip de red de Microsoft será similar al ConnectX-7 de NVidia, disponible en configuraciones de uno, dos o cuatro puertos y hasta 400 Gb/s de ancho de banda. No es la única iniciativa reciente de Microsoft en el campo del hardware para centros de datos. En noviembre del año pasado, la empresa presentó dos chips personalizados desarrollados en su laboratorio de Redmond, Washington (EE.UU.): el acelerador de IA Azure Maia 100 y la CPU Azure Cobalt 100. Se espera que se desplieguen en los centros de datos de Microsoft para ejecutar sus servicios Copilot, Azure OpenAI y otros.