Brad Booth, NLM Photonicsin toimitusjohtaja – Haastattelusarja

Brad Booth on NLM Photonicsin toimitusjohtaja ja veteraani datakeskuksen kehityksessä, jossa hän on toiminut johtotehtävissä Microsoft Azuren, Metan, Dellin ja Intelin palveluksessa. Hän on perustanut Consortium for On-Board Opticsin ja osallistunut IEEE Ethernet -standardien kehitykseen, ja hän on pitkään yhdistänyt asiakkaiden tarpeet, teollisuusstandardit ja innovatiiviset ratkaisut.

NLM Photonics kehittää hybridisiä orgaanisia elektro-optisia materiaaleja, jotka leikkaavat AI-datakeskuksen verkkovirran käytön jopa 50 %. Sen Selerion-HTX-alusta tarjoaa enemmän kaistanleveyttä vähemmällä energialla, mahdollistaen pienemmät ja tehokkaammat fotoniset piirit kestävälle, suorituskykyiselle laskennalle.

Olet ollut todella matkalla – Meta, Azure ja Microsoft, ja perustanut Consortium for OnBoard Opticsin, ja nyt johtaat NLM Photonicsia. Mitä sinua henkilökohtaisesti motivoi parantamaan datakeskuksen energiankäyttöä?

Urani on keskittynyt viestintään ja yhteyksiin, työskennellessäni puhelinten parissa Bell-Northern Researchissa ja verkkoarkkitehtuureissa Microsoftissa ja perustamalla teollisuusyhdistyksiä kuten Ethernet Alliance, Consortium for On-Board Optics ja Ultra Ethernet Consortium. Olen nähnyt omin silmin, miten moderni laskenta riippuu siitä, miten siirrämme dataa.

Tekoälyn nousu on tuonut valtavasti kykyä, mutta myös lisännyt datan määrää. Fotonit ovat tullut oleellisiksi nykyisissä datakeskuksissa ja vaikuttavat kasvavasti siihen, miten paljon energiaa datakeskuksissa käytetään. Minua motivoi mahdollisuus muuttaa perustavalla tavalla fotoniteollisuuden suuntaa ja tarjota parempaa suorituskykyä vähemmällä energiankulutuksella. Tämä oli se, mikä veti minut NLM Photonicsiin. Emme ainoastaan paranna datakeskuksen energiatehokkuutta, vaan muokkaamme sitä, mitä on mahdollista materiaalitasolla ja tasoitamme sen kehityskulun.

Kuulimme, että sinä ja vaimosi elät kestävästi – kasvattamalla karjaa ja keräämällä sadevettä verkkovapaasti. Miten nämä arvot ovat vaikuttaneet johtamiseesi ja NLM:n tehtävään?

Kun vaimoni ja minä muutimme takaisin Austinin, TX:ään vuonna 2007, ostimme kodin 2,5 eekkerin maalla, joka oli 100 % riippuvainen sadeveden keräysjärjestelmästä. Se oli katalysaattori meille, jotta voimme pyrkiä suurempaan kestävyyteen. Päätimme pitää maitojuhla-, kanoja ja guineafowlia sekä kasvihuoneen ja puutarhan, ja rakensin kanatarhan ja vuohien talon täysin verkkovapaasti omalla sadeveden keräysjärjestelmällä. Rakensimme myös taloon laajennuksen, joka saavutti Austin Energyn 5-tähden arvioinnin. Se oli loistava tilaisuus oppia kestävyydestä ja siitä, miten energiatehokkuutta mitataan. Olemme käyttäneet sitä, mitä olemme oppineet siitä, pyrkimyksiimme, joissa yhdistämme sen, missä tahansa asumme. Se voi olla haasteellista, mutta se on varmasti herättänyt tietoisuuden siitä, miten yksittäinen henkilö voi vaikuttaa.

NLM:n uudet materiaalit sanotaan leikkaavan verkkovirran käytön jopa 50 % ja tarjoavan paljon enemmän kaistanleveyttä. Voitko selittää yksinkertaisesti, miten tämä teknologia toimii ja miksi se on läpimurto?

Perinteiset piipussa olevat fotonimodulaattorit riippuvat niin sanotusta kannen tyhjenemisvaikutuksesta vaihtaakseen valon vaihetta tai intensiteettiä modulaattorin aallonjohtimessa. Kun datanopeudet kasvavat, modulaation vaatima teho kasvaa, mutta se johtaa myös signaalin laadun heikkenemiseen. Yli 200 Gb/s nopeuksilla perinteiset piipumodulaattorit eivät ole enää käytännöllisiä signaalin laadun ja tehon vaatimusten vuoksi.

NLM:ssä olemme kehittäneet perustavasti erilaisen ratkaisun. Korvaamme piidioksidin aallonjohtimessa omilla orgaanisilla elektro-optisilla materiaaleilla, mikä mahdollistaa modulaattorien toimimisen tehokkaammin ja pienemmässä koossa kuin pelkästään piillä. Tuo pienempi koko ja NLM:n materiaalien korkea elektro-optinen herkkyyden johtaa suurempaan kaistanleveyteen, pienempään käyttöjännitteeseen ja enemmän fotonisiin integroituun piiriin (PIC) yhdellä piilevyllä, säilyttäen samalla vakauden yli 120 °C:n lämpötilassa.

Emme pyydä valmistajia muuttamaan koko infrastruktuuriaan. Hybridiratkaisumme on valmistuksen jälkeen tehtävä vaihe, joka ei häiritsä standardien valmistusvirtoja. 1,6T DR8 PIC, jota valmistetaan Advanced Micro Foundry (AMF):ssa, ei vaadi erityistä työkalua, ja NLM suorittaa jälkikäsittelyn omassa laitoksessaan. Lopulta NLM:n jälkikäsittely siirretään kumppaneille mahdollistaaksesi suurten määrien valmistuksen. NLM:n tavoitteena on mahdollistaa tuleville fotonisille laitteille suorituskyvyn skaalaus ilman tehon ylittämistä.

NLM työskentelee useiden piirien valmistajien ja laitteiden valmistajien kanssa. Kuka sinä tällä hetkellä työskentelet, ja miten nämä suhteet auttavat sinua skaalaamaan?

Työskentelemme erinomaisen verkoston kanssa fotonisen ja puolijohdeteollisuuden ekosysteemissä. Julkisesti olemme keskustelleet yhteistyöstämme AMF:n, Enosemin ja Centeran kanssa 1,6T DR8 PIC:lle, mutta olemme myös työskennelleet muiden sijoittajien ja teollisuuden toimijoiden kanssa. Nämä yhteistyöt auttavat meitä vahvistamaan teknologiamme kolmansien osapuolien kautta todellisissa järjestelmissä ja kiihdyttämään skaalautuvan valmistuksen polkua. Kun edistymme kumppaneidemme kanssa, suunnittelemme jakaa enemmän tuloksia teollisuudelle.

Teollisuuden datakeskukset käyttävät valtavasti energiaa – erityisesti verkkoliikenteessä. Jos NLM:n teknologia otetaan laajasti käyttöön, mikä on sen mahdollinen vaikutus?

Jos teknologiamme otetaan laajasti käyttöön, se voisi leikata verkkovirran käytön tekoälydatakeskuksissa jopa 50 %. Se on valtava, kun otetaan huomioon, että fotonit voivat muodostaa 20-40 % datakeskuksen kokonaisvirrankäytöstä. Tekoälydatakeskuksissa teknologiamme voisi vähentää datakeskuksen kokonaisvirrankäyttöä jopa 15 %.

Kun datakeskuksen tarjoajat ja hyperscalers tavoittelevat skaalautuvuutta ja kasvua, riippumatta siitä, tukevatko he tekoälyä, fotonien energiankäytön vähentäminen datakeskuksissa voi mahdollistaa heidän laajentaa kapasiteettiaan olemassa olevissa tiloissa, hidastaen uusien tilojen rakentamisen tarvetta. Se on kestävän kasvun polku, jolloin energia on muodostunut pullonkaulaksi.

Miten teknologianne sopii seuraavaan sukupolveen laitteita, joita käytetään tekoälyjärjestelmissä? Suunnitteletteko niitä olemassa olevaan laitteistoon vai uusiin järjestelmiin, jotka ovat vielä kehittymässä?

Molemmat. NLM:n ratkaisut sopivat seuraavan sukupolven tekoäly- ja datakeskuslaitteisiin, alkaen 200 Gb/s aallonpituudesta ja skaalautuen 400 Gb/s aallonpituuteen SOH-PIC:ien avulla. NLM on myös tarjonnut teknologiaa plasmonisille orgaanisille hybridipiireille, kuten Polariton Technologiesin kehittämille. Nämä piirit ovat saavuttaneet ennätyksellisen elektro-optisen herkkyyden sovelluksiin, jotka vaativat taajuutta terahertsin alueella. NLM työskentelee myös asiakkaan kanssa kvanttilaskennan alalla, koska teknologiamme voidaan säätää alhaisemmaksi hävikiksi.

Näettekö teknologianne olevan hyödyllistä myös tekoälyn ulkopuolella – esimerkiksi tulevaisuuden kvanttilaskennassa tai avaruusviestinnässä?

Täysin. Olemme jo nähneet lupaavia tuloksia kvanttitsovelluksissa, jossa materiaalimme toimittavat puhdasta, vakaata signaalia jopa kriogenisissä lämpötiloissa. NLM:n ratkaisut ovat hyvin sovellettavissa satelliitti- ja avaruusjärjestelmiin, joissa koko, paino ja teho ovat kriittisiä. NLM on saanut hallituksen apurahoja NASA:lta ja ilmavoimilta (AFWERX) teknologiamme hyödyistä. Teknologiamme avaa monia uusia rajoja.

Mitä on luvassa tuotteiden Selerion-linjalle? Työskentelettekö versioita, jotka on suunniteltu tiettyihin teollisuuteen, kuten tietoliikenne- tai reunatietokoneisiin?

Viimeksi ilmoitimme Selerion-BHX:stä, joka on suunniteltu erityisesti ultra-korkean kaistanleveyden ja pienen muodon sovelluksiin, kuten optiseen I/O:hen ja satelliittiviestintään. Se tarjoaa ennätyksellisen modulaatio tehokkuuden ja avaa oven järjestelmille, jotka toimivat 400 Gbps:n yläpuolella. Meillä on mahdollisuus räätälöidä materiaalejamme tiettyihin pystyyn, kuten tietoliikenteeseen, puolustukseen, koska yksi koko ei sovi kaikille. Meillä on myös ei-ristinomaisia teknologioita, joita myydään tutkimus- ja akateemisille laitoksille.

Te työskentelette tutkijoiden kanssa yliopistoissa, kuten UW ja ETH Zurich. Mitä on tulossa, ja voitteko jakaa jännittäviä kehityksiä, joita meidän tulisi odottaa?

Rakennamme vuosikymmenten perustutkimustyön päälle Washingtonin yliopistossa, ja tiimimme on työskennellyt maailmanluokan laboratorioiden ja tutkimuslaitosten kanssa. Jotkut jännittävimmistä kehityksistä liittyvät uusiin sukupolviin elektro-optisista materiaaleistamme, jotka vievät eteenpäin nopeuden, vakauden ja tehokkuuden. Ilmoitamme mielellämme lisää, kun voimme julkaista ne julkisesti.

Olette auttanut muotoilemaan tärkeitä teknologisia standardeja aiemmin. Kuinka tärkeää on, että uudet materiaalit kuten teidän omat sopivat globaaleihin teollisuusstandardeihin?

Se on kriittistä. Otteen saaminen riippuu yhteensopivuudesta, ja teollisuuden on luotettava siihen, että uudet materiaalit sopivat olemassa oleviin ekosysteemeihin. Siksi keskitymme yhteensopivuuteen standardien piifabrikkien kanssa ja osallistumme standardien kehitykseen. Tavoitteemme on tehdä siitä helppoa kumppaneillemme omaksua teknologiamme ilman koko prosessin uudelleenmuokkaamista.

Mitä neuvoa antaisitte nuorille insinööreille tai startup- perustajille, jotka haluavat työskennellä kestävien, suuren vaikutuksen teknologioiden parissa?

Älkää pelätkö haastaa vallitsevia oletuksia. Monet läpimurrot tulevat oletusten uudelleenarvioinnista – olipa kyseessä sitten materiaalit, järjestelmät, teho tai skaala. Muistakaa, ettei tarvitse rakentaa kaikkea itse. Löytäkää hyviä mentoreita ja kumppaneita teollisuudesta auttamaan navigoimaan haasteiden läpi. Yhteistyö, iterointi ja keskittyminen todellisten pullonkaulien ratkaisemiseen. Maailma tarvitsee teknologiaa, joka ei ainoastaan suorita, vaan myös kestää. Kiitos tästä haastattelusta ja kestävyydestä sekä datakeskuksista, lukijoille, jotka haluavat oppia lisää, suosittelemme vierailemaan NLM Photonicsissa.