Dans le domaine de l'entraînement de l'IA, l'interconnexion entre les GPU et autres puces est essentielle au transfert de données, mais la bande passante limitée de ces interconnexions freine les performances de l'entraînement de l'IA. Une étude de 2022 a révélé que les développeurs d'IA n'utilisaient généralement que 25 % de la capacité des GPU.
Vivek Raghunathan, PDG et co-fondateur de Xscape Photonics, propose une solution possible : adopter de nouvelles technologies d'interconnexion à plus haute bande passante, basées sur la photonique sur silicium, une technologie qui utilise des matériaux à base de silicium pour manipuler la lumière afin de transmettre des données.
Située à Santa Clara, au cœur de la Silicon Valley, Xscape Photonics tire ses origines d'un laboratoire de l'Université Columbia, où trois professeurs ont inventé une technologie qu'ils pensaient capable de transmettre des quantités massives de données à l'aide de la lumière. En 2022, après avoir recruté Raghunathan et Yoshitomo Okawachi (ingénieur laser et collaborateur de longue date de Gaeta), ils ont fait passer Xscape du laboratoire au marché. Raghunathan a contribué à la création de l'équipe de photonique sur silicium de Broadcom et a été responsable des produits de photonique sur silicium chez Intel.
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Les technologies d'interconnexion traditionnelles sont constituées de fils métalliques qui transmettent les données par signaux électriques. Ces interconnexions métalliques nécessitent une grande quantité d'énergie, produisent beaucoup de chaleur et sont limitées en bande passante par la conductivité de leur milieu. Entre les composants de liaison par fibre optique des centres de données, les données électriques de l'interconnexion doivent être converties en signaux optiques, puis reconverties, ce qui introduit un délai.
En revanche, la technologie de photonique sur silicium de Xscape consomme très peu d'énergie et produit une chaleur négligeable. Raghunathan explique que, par le passé, les communications optiques étaient principalement utilisées pour les systèmes de fibres optiques longue distance, mais les progrès technologiques récents ont permis l'intégration de puces photoniques, déplaçant les interfaces optiques du plan électronique au plan optique au sein de la puce.
Le premier produit de Xscape est un laser programmable qui alimente les interconnexions par fibre optique des centres de données, en particulier les liaisons entre les GPU, les puces d'IA et les composants mémoire. Raghunathan affirme que ce laser peut transmettre plusieurs flux de données sur la même liaison en utilisant des couleurs (c'est-à-dire des longueurs d'onde) différentes de la lumière sans interférence.
Les défis auxquels Xscape est confrontée sont les mêmes que ceux de la plupart des startups du secteur du matériel : fabriquer et vendre des produits à grande échelle. Comparé à ses concurrents photoniques comme Ayar Labs et Celestial AI, le laser de Xscape peut être fabriqué dans les mêmes installations que celles utilisées pour les micro-électroniques des téléphones portables et des ordinateurs portables.
Xscape indique qu'elle est en contact actif avec 10 clients potentiels, allant des fournisseurs aux opérateurs de centres de données hyperscale, et a reçu des fonds de Cisco et de Nvidia, dont les divisions de capital-risque ont participé au dernier tour de financement de série A de 44 millions de dollars de Xscape. Ces investissements ne sont pas stratégiques, ce qui signifie que ces entreprises ne sont pas actuellement des clients. Mais Raghunathan souligne que Cisco est l'un des plus grands vendeurs de composants de réseaux optiques au monde.
Ce dernier tour de financement, mené par IAG Capital Partners, porte le financement total de la société à 57 millions de dollars. Raghunathan indique que ces fonds serviront à agrandir l'équipe de 24 personnes de Xscape et à augmenter la production de ses lasers et de ses technologies photoniques associées.
Xscape a sans aucun doute une tâche ardue. Outre Ayar et Celestial, la société est en concurrence avec Intel sur le marché de la photonique sur silicium, qui représente plusieurs milliards de dollars. Intel affirme avoir expédié plus de 8 milliards de puces photoniques et 3,2 millions de lasers sur puce depuis 2016.