Brad Booth, izvršni direktor tvrtke NLM Photonics – serija intervjua

Brad Booth je izvršni direktor tvrtke NLM Photonics i veteran u evoluciji podatkovnih centara, s vodećim ulogama u tvrtkama Microsoft Azure, Meta, Dell i Intel. Kao osnivač Konzorcija za ugrađenu optiku i suradnik na IEEE Ethernet standardima, dugo je povezivao potrebe kupaca, industrijske standarde i inovativna rješenja.

NLM Photonics razvija hibridne organske elektrooptičke materijale koji smanjuju potrošnju energije mreže podatkovnih centara umjetne inteligencije do 50%. Njegova platforma Selerion-HTX pruža veću propusnost uz manje energije, omogućujući manje i učinkovitije fotonske sklopove za održivo računarstvo visokih performansi.

Prošli ste dug put - od Mete, Azurea i Microsofta do osnivanja Konzorcija za OnBoard Optics, a sada vodite NLM Photonics. Što vas osobno motivira da se usredotočite na poboljšanje korištenja energije u podatkovnim centrima?

Većina moje karijere usmjerena je na komunikacije i povezivost, od rada na telefonskim uređajima u Bell-Northern Researchu do rada na mrežnim arhitekturama u Microsoftu i pokretanja industrijskih konzorcija poput Ethernet Alliancea, Consortiuma za ugrađenu optiku i Ultra Ethernet Consortiuma. Iz prve ruke sam vidio kako moderno računarstvo ovisi o načinu na koji prenosimo podatke.

Uspon umjetne inteligencije donio je ogromne mogućnosti, ali je i povećao količinu podataka koji se prenose. Fotonika je postala kritično važna u današnjim podatkovnim centrima i ima sve veći utjecaj na postotak energije koja se koristi unutar tih podatkovnih centara. Ono što me motivira jest prilika da se temeljno promijeni putanja industrije fotonike kako bi se postigle bolje performanse uz manju potrošnju energije. To me privuklo NLM Photonicsu. Ne samo da poboljšavamo energetsku učinkovitost podatkovnih centara; preoblikujemo ono što je moguće na razini materijala kako bismo izravnali putanju.

Čuli smo da vi i vaša supruga živite održivo - uzgajate stoku i skupljate kišnicu iz mreže. Kako su te vrijednosti oblikovale vaše vodstvo i misiju u NLM-u?

Kad smo se supruga i ja 2007. godine vratili u Austin u Teksasu, kupili smo kuću na 2.5 hektara koja je bila 100% ovisna o sustavu za skupljanje kišnice. To je bio katalizator za našu težnju za većom održivošću. Odlučili smo uzgajati mliječne koze, kokoši i biserke, kao i staklenik i vrt, a ja sam izgradio kokošinjac i staju za koze tako da budu potpuno neovisni o mreži s vlastitim sustavom za skupljanje vode. Također smo izgradili dodatak kući koji je dobio ocjenu od 5 zvjezdica Austin Energyja. Bila je to sjajna prilika za učenje o održivosti i kako se mjeri energetska učinkovitost. Ono što smo iz toga naučili iskoristili smo kako bismo to pokušali uključiti u svaki prostor u kojem živimo. Može biti izazovno, ali je svakako donijelo svijest o tome kako čak i jedna osoba može imati utjecaj.

Navodno NLM-ovi novi materijali smanjuju potrošnju energije mreže do 50% i pružaju puno veću propusnost. Možete li jednostavnim riječima objasniti kako ova tehnologija funkcionira i zašto je toliki proboj?

Tradicionalni silicijski fotonski modulatori oslanjaju se na ono što je poznato kao efekt iscrpljivanja nosioca kako bi promijenili fazu ili intenzitet svjetlosti koja prolazi kroz valovod modulatora. Kako se brzine prijenosa podataka povećavaju, sposobnost modulacije zahtijeva veću snagu, ali također rezultira degradacijom kvalitete signala. Iznad 200 Gb/s, tradicionalni silicijski fotonski modulatori više se ne smatraju održivima zbog zahtjeva za kvalitetom signala i snagom.

U NLM-u smo razvili fundamentalno drugačije rješenje. Zamjenjujemo silicijev oksid u valovodu našim organskim elektrooptičkim materijalima; to omogućuje modulatorima da rade učinkovitije i na manjem otisku nego sam silicij. Taj manji otisak i visoka elektrooptička osjetljivost NLM-ovih materijala rezultiraju većom propusnošću, nižim pogonskim naponima i većim brojem fotonskih integriranih krugova (PIC-ova) po pločici, a sve to uz održavanje stabilnosti na temperaturama iznad 120 °C.

Ne tražimo od tvornica da promijene cijelu svoju infrastrukturu. Naš hibridni pristup je korak nakon proizvodnje koji ne remeti standardne proizvodne tokove. Naš 1.6T DR8 PIC proizveden u Advanced Micro Foundry (AMF) nije zahtijevao posebne alate, a NLM je izvršio naknadnu obradu u našem pogonu. Na kraju će se naknadna obrada koju obavlja NLM prenijeti našim partnerima kako bi se omogućila proizvodnja velikih količina. Cilj NLM-a je omogućiti budućim fotonskim uređajima da skaliraju svoje performanse bez prekoračenja energetskih proračuna.

NLM surađuje s nizom tvrtki za proizvodnju čipova i hardvera. S kim trenutno surađujete i kako vam ti odnosi pomažu u rastu?

Surađujemo s izvrsnom mrežom partnera u ekosustavu fotonike i poluvodiča. Javno smo raspravljali naša suradnja s AMF-om, Enosemijem i Centerom na našem 1.6T DR8 PIC-u, ali surađujemo i s našim investitorima i drugima u industriji. Ove suradnje pomažu u validaciji naše tehnologije putem trećih strana u stvarnim sustavima i ubrzavaju naš put prema skalabilnoj proizvodnji. Kako napredujemo s našim partnerima, planiramo podijeliti više rezultata s industrijom.

Podatkovni centri umjetne inteligencije troše ogromnu količinu energije, posebno za umrežavanje. Ako se NLM-ova tehnologija široko prihvati, kakav bi utjecaj na stvarni svijet mogla imati?

Ako se primijeni u velikim razmjerima, naša tehnologija mogla bi smanjiti potrošnju mrežne energije u podatkovnim centrima umjetne inteligencije do 50%. To je ogromno kada uzmete u obzir da fotonika može činiti 20-40% ukupne snage podatkovnog centra. U podatkovnom centru umjetne inteligencije, naša tehnologija mogla bi smanjiti ukupne potrebe za energijom podatkovnog centra do 15%.

Kako pružatelji podatkovnih centara i hiperskaleri žele skalirati i rasti, bez obzira podržavaju li umjetnu inteligenciju ili ne, smanjenje potrošnje energije fotonike u podatkovnim centrima može im omogućiti proširenje kapaciteta u postojećim objektima, usporavajući potrebu za izgradnjom novih objekata. To je put do održivog rasta u vrijeme kada je energija postala ključni faktor.

Kako se vaša tehnologija uklapa u sljedeću generaciju hardvera koji se koristi u AI sustavima? Dizajnirate li za postojeću opremu ili za nove vrste sustava koji se tek pojavljuju?

Oba. NLM-ova rješenja uklapaju se u sljedeću generaciju umjetne inteligencije i hardvera podatkovnih centara, počevši od 200 Gb/s po valnoj duljini, pa sve do 400 Gb/s po valnoj duljini s našim silicijskim organskim hibridnim (SOH) PIC-ovima. NLM je također pružio tehnologiju za plazmonske organske hibridne (POH) PIC-ove poput onih koje je razvila tvrtka Polariton Technologies. Ti PIC-ovi imaju postignuta rekordna elektrooptička osjetljivost za primjene koji zahtijevaju frekvencije u terahercnom rasponu. NLM također surađuje s klijentom u području kvantnog računarstva, jer se naša tehnologija može podesiti za manje gubitke.

Smatrate li da bi vaša tehnologija mogla biti korisna i izvan umjetne inteligencije - primjerice u budućem kvantnom računalstvu ili svemirskoj komunikaciji?

Apsolutno. Već smo vidjeli obećavajuće rezultate u kvantnim primjenama s našim kvantnim kupcem gdje naši materijali isporučuju čiste, stabilne signale čak i na kriogenim temperaturama. NLM-ova rješenja su vrlo prikladna za satelitske i svemirske sustave gdje su veličina, težina i snaga ključni. NLM je dobio vladine potpore od NASA-e i Zračnih snaga (AFWERX) zbog prednosti naše tehnologije. Svestranost naše tehnologije otvara mnoge granice.

Što je sljedeće za vašu liniju proizvoda, Selerion? Radite li na verzijama prilagođenim specifičnim industrijama poput telekomunikacija ili rubnog računalstva?

Upravo smo najavili Selerion-BHX, dizajniran posebno za ultra-visoku propusnost i primjene malog formata poput optičkih ulazno/izlaznih uređaja i satelitskih komunikacija. Pruža rekordnu učinkovitost modulacije i otvara vrata sustavima koji rade na 400 Gbps i više. Imamo mogućnost prilagoditi naše materijale specifičnim vertikalama, od telekomunikacija do obrane, jer jedno rješenje ne odgovara svima. Također imamo tehnologiju koja se ne može umrežiti i prodajemo istraživačkim i akademskim institucijama.

Surađujete s istraživačima sa sveučilišta poput UW i ETH Zurich. Što je u pripremi i možete li podijeliti neke uzbudljive novosti na koje bismo trebali obratiti pozornost?

Gradimo na desetljećima temeljnog rada na Sveučilištu u Washingtonu, a naš tim surađuje s vodećim laboratorijima i istraživačkim institucijama. Neki od najuzbudljivijih razvoja uključuju nove generacije naših elektrooptičkih materijala koji dodatno povećavaju brzinu, stabilnost i energetsku učinkovitost. Rado ćemo podijeliti više kada budemo u mogućnosti javno otkriti.

U prošlosti ste pomogli u oblikovanju važnih tehnoloških standarda. Koliko je važno da se novi materijali poput vašeg uklope u globalne industrijske standarde?

To je ključno. Prihvaćanje ovisi o interoperabilnosti, a industrija mora vjerovati da će se novi materijali uklopiti u postojeće ekosustave. Zato se usredotočujemo na kompatibilnost sa standardnim tvornicama silicija i zato surađujemo s tijelima za standardizaciju. Naš je cilj olakšati partnerima usvajanje naše tehnologije bez preuređivanja cijelog procesa.

Koji biste savjet dali mladim inženjerima ili osnivačima startupa koji žele raditi na održivim tehnologijama s velikim utjecajem?

Ne bojte se izazvati status quo. Mnogi proboji dolaze iz preispitivanja pretpostavki - bilo da se radi o materijalima, sustavima, snazi ili opsegu. I zapamtite: ne morate sve sami izgraditi. Pronađite dobre mentore i partnere u industriji koji će vam pomoći u suočavanju s izazovima. Surađujte, ponavljajte i usredotočite se na rješavanje uskih grla u stvarnom svijetu. Svijetu je potrebna tehnologija koja ne samo da je učinkovita već i održiva.

Hvala vam na odličnom intervjuu i radu na održivosti i podatkovnim centrima, čitatelji koji žele saznati više trebaju posjetiti NLM Photonics.