Brad Booth, CEO di NLM Photonics – Serie di interviste

Brad Booth è il CEO di NLM Photonics e un veterano nell’evoluzione dei data center, con ruoli di leadership in Microsoft Azure, Meta, Dell e Intel. Fondatore del Consortium for On-Board Optics e contributore agli standard IEEE Ethernet, ha sempre cercato di colmare il divario tra le esigenze dei clienti, gli standard dell’industria e le soluzioni innovative.

NLM Photonics sviluppa materiali elettro-ottici ibridi organici che riducono il consumo di energia delle reti dei data center fino al 50%. La piattaforma Selerion-HTX fornisce più banda con meno energia, consentendo circuiti fotonici più piccoli e più efficienti per il calcolo ad alte prestazioni sostenibile.

Ha avuto un percorso molto interessante, dalle aziende come Meta, Azure e Microsoft alla fondazione del Consortium for OnBoard Optics, e ora alla guida di NLM Photonics. Cosa la motiva personalmente a concentrarsi sull’ottimizzazione del consumo di energia dei data center?

La maggior parte della mia carriera si è concentrata sulle comunicazioni e la connettività, dal lavoro sui telefoni cellulari presso Bell-Northern Research al lavoro sulle architetture di rete in Microsoft e al lancio di consorzi di settore come l’Ethernet Alliance, il Consortium for On-Board Optics e l’Ultra Ethernet Consortium. Ho visto di persona come il calcolo moderno dipenda da come spostiamo i dati.

L’ascesa dell’intelligenza artificiale ha portato enormi capacità, ma ha anche aumentato il volume di dati in movimento. La fotonica è diventata fondamentale nei data center odierni e sta avendo un impatto crescente sulla percentuale di energia utilizzata all’interno di quei data center. Ciò che mi motiva è l’opportunità di modificare radicalmente la traiettoria dell’industria della fotonica per offrire migliori prestazioni con minor consumo di energia. È questo che mi ha portato a NLM Photonics. Non stiamo solo migliorando l’efficienza energetica di un data center; stiamo ridefinendo ciò che è possibile a livello di materiali per appiattire la traiettoria.

Abbiamo sentito che lei e sua moglie vivono in modo sostenibile, allevando bestiame e raccogliendo acqua piovana al di fuori della rete. Come hanno influenzato questi valori la sua leadership e la missione di NLM?

Quando mia moglie e io siamo tornati ad Austin, TX nel 2007, abbiamo acquistato una casa su 2,5 acri che dipendeva al 100% da un sistema di raccolta di acqua piovana. È stato il catalizzatore per noi per perseguire una maggiore sostenibilità. Abbiamo deciso di avere capre da latte, polli e fagiani, nonché un giardino e una serra, e ho costruito il pollaio e la stalla delle capre in modo che fossero completamente al di fuori della rete con il loro sistema di raccolta di acqua. Abbiamo anche costruito un’estensione della casa che ha ottenuto una valutazione di 5 stelle di Austin Energy. È stata una grande opportunità per imparare sulla sostenibilità e su come si misura l’efficienza energetica. Abbiamo utilizzato ciò che abbiamo imparato da allora per cercare di incorporarlo ovunque viviamo. Può essere una sfida, ma ha sicuramente portato una consapevolezza di come anche una sola persona possa avere un impatto.

I nuovi materiali di NLM si dice che riducano il consumo di energia della rete fino al 50% e offrano molta più banda. Può spiegare, in termini semplici, come funziona questa tecnologia e perché è una svolta?

I modulatori di fotonica tradizionali in silicio si basano su ciò che è noto come effetto di deplezione dei portatori per cambiare la fase o l’intensità della luce che passa attraverso la guida d’onda del modulatore. Man mano che aumentano le velocità dei dati, la capacità di modulazione richiede più potenza, ma comporta anche una degradazione della qualità del segnale. Al di sopra dei 200 Gb/s, la fotonica tradizionale in silicio non è più considerata fattibile a causa della qualità del segnale e dei requisiti di potenza.

In NLM, abbiamo sviluppato una soluzione fondamentalmente diversa. Sostituiamo il biossido di silicio nella guida d’onda con i nostri materiali elettro-ottici organici; ciò consente ai modulatori di funzionare in modo più efficiente e in un minor spazio rispetto al silicio da solo. Quel minor spazio e la alta responsività elettro-ottica dei materiali di NLM si traducono in una maggiore banda, tensioni di guida più basse e più circuiti fotonici integrati (PIC) per wafer, mantenendo allo stesso tempo la stabilità a temperature superiori a 120°C.

Non stiamo chiedendo ai fabbricanti di cambiare l’intera infrastruttura. Il nostro approccio ibrido è un passo di post-produzione che non interrompe i flussi di produzione standard. Il nostro PIC DR8 da 1,6T prodotto presso Advanced Micro Foundry (AMF) non ha richiesto alcun attrezzo speciale e NLM ha eseguito l’elaborazione post-produzione presso le nostre strutture. Alla fine, l’elaborazione post-produzione eseguita da NLM sarà trasferita ai nostri partner per consentire la produzione ad alto volume. L’obiettivo di NLM è consentire ai dispositivi fotonici futuri di aumentare le prestazioni senza superare i budget di potenza.

NLM lavora con una gamma di aziende di chip e hardware. Con chi sta collaborando attualmente e come queste relazioni stanno aiutando a scalare?

Stiamo lavorando con una rete fantastica di partner in tutto l’ecosistema della fotonica e dei semiconduttori. Pubblicamente, abbiamo discusso della nostra collaborazione con AMF, Enosemi e Centera sul nostro PIC DR8 da 1,6T, ma abbiamo anche collaborato con i nostri investitori e altri nel settore. Queste collaborazioni aiutano a convalidare la nostra tecnologia attraverso terze parti in sistemi reali e accelerano il nostro percorso verso la produzione scalabile. Man mano che facciamo progressi con i nostri partner, pianifichiamo di condividere ulteriori risultati con l’industria.

I data center dell’intelligenza artificiale utilizzano una quantità enorme di energia, specialmente per la rete. Se la tecnologia di NLM venisse adottata su larga scala, quale impatto potrebbe avere nel mondo reale?

Se utilizzata su larga scala, la nostra tecnologia potrebbe ridurre il consumo di energia della rete nei data center dell’intelligenza artificiale fino al 50%. Questo è enorme quando si considera che la fotonica può rappresentare il 20-40% del consumo di energia totale di un data center. In un data center dell’intelligenza artificiale, la nostra tecnologia potrebbe ridurre le esigenze di energia complessive del data center fino al 15%.

Man mano che i fornitori di data center e gli hyperscaler cercano di aumentare la scala e la crescita, indipendentemente dal supporto all’intelligenza artificiale, la riduzione del consumo di energia della fotonica nei data center può consentire loro di espandere la capacità nelle strutture esistenti, rallentando la necessità di costruire nuove strutture. È un percorso verso una crescita sostenibile in un momento in cui l’energia è diventata il fattore limitante.

Come si inserisce la sua tecnologia nella prossima generazione di hardware utilizzato nei sistemi di intelligenza artificiale? Sta progettando per l’attrezzatura esistente o per nuovi tipi di sistemi che stanno ancora emergendo?

Entrambe le cose. Le soluzioni di NLM si inseriscono nella prossima generazione di hardware per l’intelligenza artificiale e i data center a partire da 200Gb/s per lunghezza d’onda e scalando a 400Gb/s per lunghezza d’onda con i nostri PIC ibridi organici di silicio (SOH). NLM ha anche fornito tecnologia per PIC ibridi organici plasmonici (POH) come quelli sviluppati da Polariton Technologies. Quei PIC hanno raggiunto una responsività elettro-ottica record per applicazioni che richiedono frequenze nella gamma dei terahertz. NLM sta anche lavorando con un cliente nello spazio del calcolo quantistico, poiché la nostra tecnologia può essere regolata per una minore perdita.

Lei vede la sua tecnologia come utile al di là dell’intelligenza artificiale, ad esempio nel calcolo quantistico o nelle comunicazioni basate sullo spazio?

Assolutamente. Abbiamo già visto risultati promettenti nelle applicazioni quantistiche con il nostro cliente quantistico, dove i nostri materiali forniscono segnali stabili e puliti anche a temperature criogeniche. Le soluzioni di NLM sono ben adatte per sistemi satellitari e basati sullo spazio, dove dimensione, peso e potenza sono critici. NLM ha ricevuto sovvenzioni governative con la NASA e l’Aeronautica (AFWERX) a causa dei benefici della nostra tecnologia. La versatilità della nostra tecnologia apre molte frontiere.

Cosa c’è in programma per la sua linea di prodotti, Selerion? Sta lavorando a versioni personalizzate per settori specifici come le telecomunicazioni o il calcolo edge?

Abbiamo appena annunciato Selerion-BHX, progettato specificamente per applicazioni ad alta banda e fattore di forma ridotto come l’I/O ottico e le comunicazioni satellitari. Fornisce un’efficienza di modulazione record e apre la porta per sistemi che operano a 400Gbps e oltre. Abbiamo la capacità di personalizzare i nostri materiali per settori verticali specifici, dalle telecomunicazioni alla difesa, poiché una sola dimensione non si adatta a tutti. Abbiamo anche una tecnologia non incrociabile che vendiamo a istituzioni di ricerca e accademiche.

Sta lavorando con ricercatori di università come UW e ETH Zurich. Cosa c’è in pipeline e può condividere alcuni sviluppi emozionanti che dovremmo guardare?

Stiamo costruendo su decenni di lavoro fondamentale all’Università di Washington e il nostro team ha collaborato con laboratori e istituzioni di ricerca di classe mondiale. Alcuni degli sviluppi più emozionanti coinvolgono nuove generazioni dei nostri materiali elettro-ottici che spingono ancora più in là in termini di velocità, stabilità ed efficienza energetica. Saremo felici di condividere di più quando potremo divulgarlo pubblicamente.

Ha aiutato a plasmare importanti standard tecnologici in passato. Quanto è importante che nuovi materiali come i suoi si adattino agli standard dell’industria globale?

È critico. L’adozione dipende dall’interoperabilità e l’industria deve fidarsi del fatto che i nuovi materiali si adatteranno agli ecosistemi esistenti. È per questo che ci concentriamo sulla compatibilità con le fonderie di silicio standard e perché ci impegniamo con gli organismi di standardizzazione. Il nostro obiettivo è rendere facile per i partner adottare la nostra tecnologia senza dover riorganizzare l’intero processo.

Qual consiglio darebbe a giovani ingegneri o fondatori di startup che vogliono lavorare su tecnologie sostenibili e ad alto impatto?

Non avere paura di sfidare lo status quo. Molti progressi derivano dal riesame delle ipotesi, sia che si tratti di materiali, sistemi, potenza o scala. E ricorda: non devi costruire tutto da solo. Trova buoni mentori e partner nel settore per aiutarti a navigare le sfide. Collabora, iterare e concentrati sul risolvere i collo di bottiglia del mondo reale. Il mondo ha bisogno di tecnologie che non solo performino, ma anche siano sostenibili.

Grazie per la grande intervista e per il lavoro sulla sostenibilità e i data center. I lettori che desiderano saperne di più possono visitare NLM Photonics.