Brad Booth, CEO của NLM Photonics – Loạt phỏng vấn

Brad Booth là CEO của NLM Photonics và là một chuyên gia trong lĩnh vực phát triển trung tâm dữ liệu, với các vị trí lãnh đạo tại Microsoft Azure, Meta, Dell và Intel. Ông là người sáng lập Hiệp hội Quang học Trên bo mạch và đóng góp cho các tiêu chuẩn Ethernet của IEEE, ông đã bắc cầu giữa nhu cầu của khách hàng, tiêu chuẩn ngành và các giải pháp sáng tạo.

NLM Photonics phát triển các vật liệu điện quang hữu cơ lai có thể cắt giảm đến 50% năng lượng sử dụng trong mạng trung tâm dữ liệu AI. Nền tảng Selerion-HTX của họ cung cấp băng thông lớn hơn với ít năng lượng hơn, cho phép tạo ra các mạch quang học nhỏ gọn và hiệu suất cao hơn cho việc tính toán bền vững.

Bạn đã có một hành trình khá dài – từ Meta, Azure và Microsoft đến việc thành lập Hiệp hội Quang học Trên bo mạch, và hiện đang lãnh đạo NLM Photonics. Điều gì thúc đẩy bạn tập trung vào việc cải thiện việc sử dụng năng lượng trong 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 việc làm việc trên kiến trúc mạng tại Microsoft và ra mắt các hiệp hội công nghiệp như Ethernet Alliance, Hiệp hội Quang học Trên bo mạch và Ultra Ethernet Consortium. Tôi đã chứng kiến tận mắt cách tính toán hiện đại phụ thuộc vào cách chúng ta di chuyển dữ liệu.

Sự phát triển của AI đã mang lại khả năng to lớn nhưng cũng làm tăng khối lượng dữ liệu được di chuyển. Quang học đã trở thành rất quan trọng trong các trung tâm dữ liệu ngày nay và đang có tác động ngày càng lớn đến tỷ lệ năng lượng sử dụng trong các trung tâm dữ liệu đó. Điều gì thúc đẩy tôi là cơ hội để thay đổi cơ bản quỹ đạo của ngành công nghiệp quang học để cung cấp hiệu suất tốt hơn với ít tiêu thụ năng lượng hơn. Đó là lý do tôi đến với NLM Photonics. Chúng tôi không chỉ cải thiện hiệu suất năng lượng của trung tâm dữ liệu; chúng tôi đang thay đổi những gì có thể ở cấp độ vật liệu để làm phẳng quỹ đạo.

Chúng tôi nghe nói rằng bạn và vợ sống bền vững – chăn nuôi gia súc và thu thập nước mưa ngoài lưới. Những giá trị đó đã định hình phong cách lãnh đạo và sứ mệnh của bạn tại NLM như thế nào?

Khi vợ tôi và tôi chuyển trở lại Austin, TX vào năm 2007, chúng tôi mua một ngôi nhà trên 2,5 acre hoàn toàn phụ thuộc vào hệ thống thu thập nước mưa. Đó là chất xúc tác để chúng tôi theo đuổi sự bền vững hơn. Chúng tôi quyết định có gia súc, gà, và chim cút cũng như một nhà kính và vườn, và tôi xây dựng chuồng và nhà kho cho gia súc hoàn toàn ngoài lưới với hệ thống thu nước mưa riêng. Chúng tôi cũng xây dựng một phần mở rộng của ngôi nhà đạt được xếp hạng 5 sao của Austin Energy. Đó là một cơ hội tuyệt vời để học về sự bền vững và cách hiệu suất năng lượng được đo lường. Chúng tôi đã sử dụng những gì chúng tôi đã học được từ đó để cố gắng tích hợp nó vào bất cứ nơi nào chúng tôi sống. Đó có thể là một thách thức, nhưng nó chắc chắn mang lại nhận thức về cách một người có thể có tác động.

Vật liệu mới của NLM được cho là cắt giảm đến 50% năng lượng sử dụng trong mạng và cung cấp băng thông lớn hơn. Bạn có thể giải thích, bằng ngôn ngữ đơn giản, công nghệ này hoạt động như thế nào và tại sao nó lại là một đột phá?

Các bộ điều chế quang học silic truyền thống dựa trên hiệu ứng cạn kiệt chất mang để thay đổi pha hoặc cường độ của ánh sáng đi qua bộ điều chế. Khi tốc độ dữ liệu tăng, khả năng điều chế đòi hỏi nhiều năng lượng hơn nhưng cũng dẫn đến suy giảm chất lượng tín hiệu. Trên 200 Gb/s, quang học silic truyền thống không còn được coi là khả thi do chất lượng tín hiệu và yêu cầu năng lượng.

Tại NLM, chúng tôi đã phát triển một giải pháp cơ bản khác. Chúng tôi thay thế silic oxit trong bộ dẫn sóng bằng vật liệu điện quang hữu cơ của chúng tôi; điều này cho phép các bộ điều chế hoạt động hiệu quả hơn và trong một diện tích nhỏ hơn so với silic alone. Diện tích nhỏ hơn và điện trở quang học cao của vật liệu NLM dẫn đến băng thông lớn hơn, điện áp thấp hơn và nhiều mạch quang tích hợp (PIC) hơn trên mỗi wafer, tất cả trong khi duy trì sự ổn định ở nhiệt độ trên 120°C.

NLM đang hợp tác với một loạt các công ty sản xuất chip và phần cứng. Bạn đang hợp tác với ai ngay bây giờ, và những mối quan hệ đó đang giúp bạn mở rộng như thế nào?

Chúng tôi đang làm việc với một mạng lưới các đối tác tuyệt vời trên toàn hệ sinh thái quang học và bán dẫn. Công khai, chúng tôi đã thảo luận về sự hợp tác của chúng tôi với AMF, Enosemi và Centera về PIC 1.6T DR8, nhưng chúng tôi cũng đã hợp tác với các nhà đầu tư và những người khác trong ngành. Những hợp tác này giúp xác thực công nghệ của chúng tôi thông qua các bên thứ ba trong các hệ thống thực tế và tăng tốc đường dẫn của chúng tôi đến sản xuất có thể mở rộng. Khi chúng tôi đạt được tiến bộ với các đối tác, chúng tôi dự định sẽ chia sẻ nhiều kết quả hơn với ngành.

Trung tâm dữ liệu AI sử dụng một lượng năng lượng khổng lồ – đặc biệt là cho mạng. Nếu công nghệ của NLM được áp dụng rộng rãi, tác động thực tế nào nó có thể có?

Nếu được triển khai trên quy mô lớn, công nghệ của chúng tôi có thể cắt giảm đến 50% năng lượng sử dụng trong mạng trung tâm dữ liệu AI. Đó là một điều khổng lồ khi bạn xem xét rằng quang học có thể chiếm 20-40% tổng năng lượng của trung tâm dữ liệu. Trong một trung tâm dữ liệu AI, công nghệ của chúng tôi có thể giảm nhu cầu năng lượng tổng thể của trung tâm dữ liệu lên đến 15%.

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

Cả hai. Các giải pháp của NLM phù hợp với phần cứng trung tâm dữ liệu và AI thế hệ tiếp theo bắt đầu từ 200Gb/s trên mỗi bước sóng và mở rộng đến 400Gb/s trên mỗi bước sóng với PIC silicon hữu cơ lai (SOH) của chúng tôi. NLM cũng đã cung cấp công nghệ cho PIC hữu cơ lai plasmonic (POH) như những PIC được phát triển bởi Polariton Technologies. Những PIC đó đã đạt được điện trở quang học kỷ lục cho các ứng dụng yêu cầu tần số trong dải terahertz. NLM cũng đang làm việc với một khách hàng trong lĩnh vực tính toán lượng tử, vì công nghệ của chúng tôi có thể được điều chỉnh cho mất thấp hơn.

Bạn có thấy công nghệ của mình có thể hữu ích ngoài AI – chẳng hạn như trong tính toán lượng tử hoặc truyền thông dựa trên không gian trong tương lai?

Hoàn toàn. Chúng tôi đã thấy những kết quả đầy hứa hẹn trong các ứng dụng lượng tử với khách hàng lượng tử của chúng tôi, nơi vật liệu của chúng tôi cung cấp tín hiệu sạch, ổn định ngay cả ở nhiệt độ cực thấp. Các giải pháp của NLM rất phù hợp cho các hệ thống vệ tinh và dựa trên không gian, nơi kích thước, trọng lượng và năng lượng là yếu tố quan trọng. NLM đã nhận được các khoản trợ cấp của chính phủ từ NASA và Không quân (AFWERX) do lợi ích của công nghệ của chúng tôi. Sự đa năng của công nghệ của chúng tôi mở ra nhiều biên giới.

Cái gì tiếp theo cho dòng sản phẩm của bạn, Selerion? Bạn có đang làm việc trên các phiên bản được thiết kế cho các ngành công nghiệp cụ thể như viễn thông hoặc tính toán biên?

Chúng tôi vừa công bố Selerion-BHX, được thiết kế đặc biệt cho các ứng dụng băng thông siêu cao và kích thước nhỏ như I/O quang và truyền thông vệ tinh. Nó cung cấp hiệu suất điều chế kỷ lục và mở cửa cho các hệ thống hoạt động ở 400Gbps và hơn. Chúng tôi có khả năng tùy chỉnh vật liệu của mình cho các dọc cụ thể, từ viễn thông đến quốc phòng, vì một kích thước không phù hợp với tất cả. Chúng tôi cũng có công nghệ không liên kết mà chúng tôi bán cho các tổ chức nghiên cứu và học thuật.

Bạn đang làm việc với các nhà nghiên cứu từ các trường đại học như UW và ETH Zurich. Cái gì đang trong đường ống, và bạn có thể chia sẻ bất kỳ phát triển thú vị nào mà chúng tôi nên theo dõi?

Chúng tôi đang xây dựng trên những công việc cơ bản trong nhiều thập kỷ tại Đại học Washington, và nhóm của chúng tôi đã hợp tác với các phòng thí nghiệm và tổ chức nghiên cứu hàng đầu thế giới. Một số phát triển thú vị nhất liên quan đến các thế hệ mới của vật liệu điện quang của chúng tôi, đẩy mạnh hơn nữa về tốc độ, ổn định và hiệu suất năng lượng. Chúng tôi sẽ chia sẻ nhiều hơn khi chúng tôi có thể công bố công khai.

Bạn đã giúp định hình các tiêu chuẩn công nghệ quan trọng trong quá khứ. Làm thế nào quan trọng để các vật liệu mới như của bạn phù hợp với các tiêu chuẩn ngành toàn cầu?

Điều đó rất quan trọng. Việc áp dụng phụ thuộc vào khả năng tương tác, và ngành cần tin rằng các vật liệu mới sẽ phù hợp với các hệ sinh thái hiện có. Đó là lý do chúng tôi tập trung vào khả năng tương thích với các xưởng silic tiêu chuẩn và lý do chúng tôi tham gia với các tổ chức tiêu chuẩn. Mục tiêu của chúng tôi là làm cho nó dễ dàng cho các đối tác áp dụng công nghệ của chúng tôi mà không cần thay đổi toàn bộ quy trình của họ.

Bạn sẽ đưa ra lời khuyên gì cho các kỹ sư trẻ hoặc những người sáng lập startup muốn làm việc trên các công nghệ bền vững, có tác động cao?

Đừng sợ thách thức hiện trạng. Nhiều đột phá đến từ việc xem xét lại các giả định – dù đó là về vật liệu, hệ thống, năng lượng hay quy mô. Và hãy nhớ: bạn không cần phải xây dựng mọi thứ mình. Tìm những người cố vấn và đối tác tốt trong ngành để giúp bạn 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 hoạt động mà còn bền vững.

Cảm ơn vì cuộc phỏng vấn tuyệt vời và vì làm việc về tính bền vững và trung tâm dữ liệu, những người đọc muốn tìm hiểu thêm nên truy cập NLM Photonics.