Brad Booth, CEO của NLM Photonics – Loạt bài phỏng vấn

Brad Booth là CEO của NLM Photonics và là chuyên gia kỳ cựu trong lĩnh vực phát triển trung tâm dữ liệu, từng đảm nhiệm các vị trí lãnh đạo tại Microsoft Azure, Meta, Dell và Intel. Là người sáng lập Consortium for On-Board Optics và là người đóng góp cho các tiêu chuẩn IEEE Ethernet, ông đã có nhiều năm kinh nghiệm trong việc kết nối nhu cầu của khách hàng, tiêu chuẩn ngành và các giải pháp sáng tạo.

NLM Photonics phát triển vật liệu điện quang hữu cơ lai giúp giảm tới 50% mức tiêu thụ điện năng của mạng lưới trung tâm dữ liệu AI. Nền tảng Selerion-HTX của công ty cung cấp nhiều băng thông hơn với ít năng lượng hơn, cho phép các mạch quang tử nhỏ hơn, hiệu quả hơn, phục vụ cho điện toán bền vững và hiệu suất cao.

Anh đã có một hành trình khá dài - từ Meta, Azure và Microsoft đến việc thành lập Consortium for OnBoard Optics, và hiện đang lãnh đạo NLM Photonics. Điều gì thúc đẩy anh tập trung vào việc cải thiện việc sử dụng năng lượng của trung tâm dữ liệu?

Phần lớn sự nghiệp của tôi tập trung vào truyền thông và kết nối, từ việc làm việc trên điện thoại di động tại Bell-Northern Research đến làm việc trên kiến trúc mạng tại Microsoft và thành lập các liên minh công nghiệp như Ethernet Alliance, Consortium for On-Board Optics, và Ultra Ethernet Consortium. Tôi đã tận mắt chứng kiến cách điện toán hiện đại phụ thuộc vào cách chúng ta truyền dữ liệu.

Sự phát triển của AI đã mang lại khả năng to lớn nhưng cũng làm tăng khối lượng dữ liệu được truyền tải. Quang tử học đã trở nên cực kỳ quan trọng trong các trung tâm dữ liệu ngày nay và đang có tác động ngày càng lớn đến tỷ lệ năng lượng được sử dụng trong các trung tâm dữ liệu đó. Động lực của tôi là cơ hội thay đổi căn bản quỹ đạo của ngành quang tử học để mang lại hiệu suất tốt hơn với mức tiêu thụ năng lượng thấp hơn. Đó là lý do tôi đến với NLM Photonics. Chúng tôi không chỉ cải thiện hiệu quả năng lượng của trung tâm dữ liệu; chúng tôi đang định hình lại những gì có thể ở cấp độ vật liệu để làm phẳng quỹ đạo.

Chúng tôi được biết anh và vợ sống bền vững - chăn nuôi và thu thập nước mưa từ lưới điện. Những giá trị đó đã định hình phong cách lãnh đạo và sứ mệnh của anh tại NLM như thế nào?

Khi vợ chồng tôi chuyển về Austin, Texas vào năm 2007, chúng tôi đã mua một ngôi nhà rộng 2.5 mẫu Anh, phụ thuộc 100% vào hệ thống thu gom nước mưa. Chính điều này đã thúc đẩy chúng tôi theo đuổi mục tiêu phát triển bền vững hơn. Chúng tôi quyết định nuôi dê sữa, gà và gà lôi, cũng như nhà kính và vườn, và tôi đã xây dựng chuồng và chuồng dê hoàn toàn độc lập với lưới điện, có hệ thống thu gom nước riêng. Chúng tôi cũng xây thêm một phần mở rộng cho ngôi nhà, đạt xếp hạng 5 sao của Austin Energy. Đó là một cơ hội tuyệt vời để tìm hiểu về tính bền vững và cách đo lường hiệu quả năng lượng. Chúng tôi đã áp dụng những gì học được từ đó để áp dụng vào bất cứ nơi nào chúng tôi sống. Điều này có thể rất khó khăn, nhưng chắc chắn đã giúp chúng tôi nhận thức được rằng chỉ một cá nhân cũng có thể tạo ra tác động.

Vật liệu mới của NLM được cho là có thể cắt giảm tới 50% mức tiêu thụ năng lượng mạng và cung cấp băng thông rộng hơn đáng kể. Ông có thể giải thích một cách đơn giản về cách thức hoạt động của công nghệ này và tại sao nó lại là một bước đột phá như vậy không?

Các bộ điều biến quang tử silicon truyền thống dựa trên hiệu ứng suy giảm sóng mang để thay đổi pha hoặc cường độ ánh sáng đi qua ống dẫn sóng của bộ điều biến. Khi tốc độ dữ liệu tăng lên, khả năng điều biến đòi hỏi công suất lớn hơn, nhưng cũng dẫn đến suy giảm chất lượng tín hiệu. Trên 200 Gb/giây, quang tử silicon truyền thống không còn được coi là khả thi do yêu cầu về chất lượng tín hiệu và công suất.

Tại NLM, chúng tôi đã phát triển một giải pháp hoàn toàn khác biệt. Chúng tôi thay thế oxit silic trong ống dẫn sóng bằng vật liệu điện quang hữu cơ của mình; điều này cho phép các bộ điều biến hoạt động hiệu quả hơn và chiếm ít diện tích hơn so với chỉ sử dụng silicon. Diện tích nhỏ hơn và độ nhạy điện quang cao của vật liệu NLM mang lại băng thông cao hơn, điện áp điều khiển thấp hơn và nhiều mạch tích hợp quang tử (PIC) hơn trên mỗi wafer, đồng thời vẫn duy trì độ ổn định ở nhiệt độ trên 120°C.

Chúng tôi không yêu cầu các nhà máy thay đổi toàn bộ cơ sở hạ tầng. Phương pháp lai của chúng tôi là một bước hậu sản xuất không làm gián đoạn quy trình sản xuất tiêu chuẩn. Chip PIC DR1.6 8T của chúng tôi được sản xuất tại Advanced Micro Foundry (AMF) không yêu cầu dụng cụ đặc biệt, và NLM đã thực hiện hậu xử lý tại cơ sở của chúng tôi. Cuối cùng, quá trình hậu xử lý mà NLM thực hiện sẽ được chuyển giao cho các đối tác của chúng tôi để cho phép sản xuất hàng loạt. Mục tiêu của NLM là cho phép các thiết bị quang tử trong tương lai mở rộng hiệu suất mà không vượt quá ngân sách điện năng.

NLM hợp tác với nhiều công ty sản xuất chip và phần cứng. Hiện tại, công ty đang hợp tác với ai, và những mối quan hệ này giúp công ty mở rộng quy mô như thế nào?

Chúng tôi đang hợp tác với một mạng lưới đối tác tuyệt vời trên khắp hệ sinh thái quang tử và bán dẫn. Chúng tôi đã thảo luận công khai sự hợp tác của chúng tôi với AMF, Enosemi và Centera trên PIC DR1.6 8T của chúng tôi, nhưng chúng tôi cũng đã và đang hợp tác với các nhà đầu tư và các bên khác trong ngành. Những sự hợp tác này giúp xác thực công nghệ của chúng tôi thông qua các bên thứ ba trong các hệ thống thực tế và đẩy nhanh tiến trình sản xuất có khả năng mở rộng quy mô. Khi chúng tôi đạt được tiến triển với các đối tác, chúng tôi dự định sẽ chia sẻ nhiều kết quả hơn với ngành.

Các trung tâm dữ liệu AI tiêu thụ một lượng năng lượng khổng lồ, đặc biệt là cho mạng lưới. Nếu công nghệ của NLM được áp dụng rộng rãi, nó sẽ mang lại tác động thực tế như thế nào?

Nếu được triển khai trên quy mô lớn, công nghệ của chúng tôi có thể cắt giảm tới 50% mức tiêu thụ điện năng mạng tại các trung tâm dữ liệu AI. Con số này rất lớn nếu xét đến việc quang tử có thể chiếm tới 20-40% tổng công suất của một trung tâm dữ liệu. Trong một trung tâm dữ liệu AI, công nghệ của chúng tôi có thể giảm tổng nhu cầu điện năng của trung tâm dữ liệu tới 15%.

Khi các nhà cung cấp trung tâm dữ liệu và các công ty siêu quy mô tìm cách mở rộng quy mô và phát triển, bất kể có hỗ trợ AI hay không, việc giảm mức tiêu thụ điện năng của quang tử trong các trung tâm dữ liệu có thể cho phép họ mở rộng công suất trong các cơ sở hiện có, làm chậm nhu cầu xây dựng cơ sở mới. Đây là con đường dẫn đến tăng trưởng bền vững trong bối cảnh năng lượng đang trở thành yếu tố then chốt.

Công nghệ của bạn phù hợp như thế nào với thế hệ phần cứng tiếp theo được sử dụng trong các hệ thống AI? Bạn đang thiết kế cho các thiết bị hiện có hay cho các loại hệ thống mới đang nổi lên?

Cả hai. Các giải pháp của NLM phù hợp với phần cứng AI và trung tâm dữ liệu thế hệ tiếp theo, bắt đầu với tốc độ 200Gb/giây mỗi bước sóng và mở rộng lên 400Gb/giây mỗi bước sóng với các PIC lai hữu cơ silicon (SOH) của chúng tôi. NLM cũng đã cung cấp công nghệ cho các PIC lai hữu cơ plasmon (POH) như các PIC do Polariton Technologies phát triển. Các PIC này có đạt được kỷ lục về khả năng phản ứng điện quang cho các ứng dụng đòi hỏi tần số trong phạm vi terahertz. NLM cũng đang hợp tác với một khách hàng trong lĩnh vực điện toán lượng tử, vì công nghệ của chúng tôi có thể được điều chỉnh để giảm thiểu tổn thất.

Bạn có thấy công nghệ của mình hữu ích ngoài AI không—chẳng hạn như trong điện toán lượng tử trong tương lai hoặc truyền thông không gian?

Chắc chắn rồi. Chúng tôi đã thấy những kết quả đầy hứa hẹn trong các ứng dụng lượng tử với khách hàng lượng tử của mình, nơi vật liệu của chúng tôi cung cấp tín hiệu sạch và ổn định ngay cả ở nhiệt độ cực thấp. Các giải pháp của NLM rất phù hợp cho các hệ thống vệ tinh và không gian, nơi kích thước, trọng lượng và công suất là những yếu tố quan trọng. NLM đã nhận được các khoản tài trợ của chính phủ với NASA và Không quân (AFWERX) nhờ những lợi ích từ công nghệ của chúng tôi. Tính linh hoạt của công nghệ của chúng tôi mở ra nhiều ranh giới mới.

Dòng sản phẩm Selerion của anh có gì mới? Anh có đang phát triển các phiên bản dành riêng cho các ngành cụ thể như viễn thông hay điện toán biên không?

Chúng tôi vừa công bố Selerion-BHX, được thiết kế đặc biệt cho các ứng dụng băng thông cực cao và kích thước nhỏ gọn như I/O quang và truyền thông vệ tinh. Sản phẩm mang lại hiệu suất điều chế phá kỷ lục và mở ra cánh cửa cho các hệ thống hoạt động ở tốc độ 400Gbps trở lên. Chúng tôi có khả năng tùy chỉnh vật liệu cho các ngành dọc cụ thể, từ viễn thông đến quốc phòng, bởi vì không có một kích thước nào phù hợp với tất cả. Chúng tôi cũng có công nghệ không liên kết chéo mà chúng tôi bán cho các tổ chức nghiên cứu và học thuật.

Anh đang làm việc với các nhà nghiên cứu từ các trường đại học như UW và ETH Zurich. Anh có thể chia sẻ những tiến triển thú vị nào mà chúng ta nên chú ý không?

Chúng tôi đang xây dựng dựa trên nền tảng hàng thập kỷ nghiên cứu tại Đại học Washington, và đội ngũ của chúng tôi đã và đang hợp tác với các phòng thí nghiệm và viện nghiên cứu đẳng cấp thế giới. Một số phát triển thú vị nhất liên quan đến các thế hệ vật liệu điện quang mới của chúng tôi, giúp cải thiện hơn nữa tốc độ, độ ổn định và hiệu suất năng lượng. Chúng tôi sẽ sẵn lòng chia sẻ thêm thông tin khi có thể công bố rộng rãi.

Ông đã góp phần định hình các tiêu chuẩn công nghệ quan trọng trong quá khứ. Việc các vật liệu mới như của ông phù hợp với các tiêu chuẩn công nghiệp toàn cầu quan trọng như thế nào?

Điều này rất quan trọng. Việc áp dụng phụ thuộc vào khả năng tương tác, và ngành công nghiệp cần tin tưởng rằng các vật liệu mới sẽ phù hợp với hệ sinh thái hiện có. Đó là lý do tại sao chúng tôi tập trung vào khả năng tương thích với các nhà máy silicon tiêu chuẩn và hợp tác với các tổ chức tiêu chuẩn. Mục tiêu của chúng tôi là giúp các đối tác dễ dàng áp dụng công nghệ của chúng tôi mà không cần phải thiết kế lại toàn bộ quy trình.

Bạn có lời khuyên nào dành cho các kỹ sư trẻ hoặc những người sáng lập công ty khởi nghiệp muốn làm việc về công nghệ bền vững, có tác động cao không?

Đừng ngại thách thức hiện trạng. Nhiều đột phá đến từ việc xem xét lại các giả định - dù là về vật liệu, hệ thống, năng lượng hay quy mô. Và hãy nhớ: bạn không cần phải tự mình xây dựng mọi thứ. Hãy tìm những người cố vấn và đối tác giỏi trong ngành để giúp bạn vượt qua những thách thức. Hợp tác, lặp lại và tập trung vào việc giải quyết các nút thắt thực tế. Thế giới cần công nghệ không chỉ hiệu quả mà còn bền vững.

Cảm ơn bạn đã có cuộc phỏng vấn tuyệt vời và làm việc về tính bền vững và trung tâm dữ liệu, độc giả muốn tìm hiểu thêm nên truy cập NLM Photonics.