微軟測試MicroLED技術，將數據中心網絡功耗減半

隨著AI增長推動數據中心網絡接近功耗和擴展極限，微軟英國劍橋的研究人員正在測試基于MicroLED的光學鏈路，該技術使用成像光纖通過數千個并行路徑分發數據。微軟表示，這種設計可以提供帶寬，同時將互連功耗降低約50%，并通過使用商品化組件來降低成本。

微軟計劃最早在2027年與合作伙伴商業化這項技術。隨著現有互連技術（銅纜和基于激光的光學設備）在距離、密度、能效和熱耐受性方面接近實用極限，網絡功耗預算成為AI集群設計的主要制約因素，這一推進顯得尤為重要。

從"窄而快"到"寬而慢"的轉變

傳統光學網絡依靠激光通過有限數量的超高速通道傳輸數據。微軟的MicroLED方法顛覆了這一模式，將數據分布在數千個較慢的并行通道上。據微軟稱，內部測試表明，這種方法可以在與傳統光學鏈路相似的帶寬下，能耗降低約50%，同時通過使用商業化現成組件來降低成本。

"我們本質上是用每通道速度換取大規模并行性，"微軟合作伙伴研究經理Paolo Costa說道。"結果是相同的帶寬，但效率要高得多。"

這種設計使用成像光纖——最初為醫用內窺鏡開發的多核光纖技術——將數千個導光核心捆綁到單一電纜中，實現大規模并行傳輸。微軟將基于MicroLED的鏈路定位為跨越數據中心內連接常見的幾十米范圍，介于較短距離的銅纜和較長距離的激光光學設備之間。

HyperFrame Research副總裁兼分析師Ron Westfall表示，這種方法可以幫助微軟繞過基礎設施設計中最持久的權衡之一。"我認為微軟轉向基于MicroLED的網絡通過打破功耗與數據量之間的權衡來提供競爭優勢，"Westfall告訴數據中心知識網站。"通過使用廉價的、商業化現成的MicroLED而不是昂貴的激光器，微軟可以顯著降低構建市場當前需求的高密度AI集群所需的資本支出。"

從實驗室原型到機架就緒硬件

微軟已經展示了工作原型，并與聯發科等合作伙伴合作，報告稱已將系統小型化為大約拇指大小的收發器——這是集成到交換機和服務器中的關鍵外形因素。該設備集成了MicroLED發射器、光學器件和光電二極管，將光信號轉換為電信號。

"這一突破有可能改變計算基礎設施的幾乎每個方面，從高帶寬光纜開始，"微軟技術研究員Doug Burger說道。

與空芯光纖互補

MicroLED計劃與微軟在空芯光纖（HCF）方面的長距離工作并行進行。

與傳統光纖不同，HCF主要通過空氣傳輸光，實現更快的信號傳播。微軟報告稱，與標準單模光纖相比，傳輸速度提高了47%，延遲降低了約33%。這項技術起源于南安普頓大學，由Lumenisity公司推進，微軟在2022年收購了該公司。

這兩項技術共同針對網絡的不同層次：HCF針對長距離和數據中心間連接，而MicroLED互連針對數據中心內的短距離、高密度連接。

"使用MicroLED，你可以獲得LED相對于激光器的固有效率優勢，"Azure超大規模網絡總經理Frank Rey在一份聲明中說道。"這直接轉化為大規模的較低功耗。"

與此同時，空芯光纖旨在減少長距離放大，降低基礎設施要求和能耗。

數據中心知識分析：光學重置應對AI現實

微軟的MicroLED推進正值數據中心網絡從背景約束轉變為AI規模的主要限制因素。在過去十年的大部分時間里，創新主要集中在計算方面——GPU、加速器和定制芯片。然而，隨著集群的增長，網絡已成為性能瓶頸和主要成本驅動因素。功耗預算，而不僅僅是FLOPS，現在已成為部署的門控因素。

這就是MicroLED在戰略上變得重要的地方。能耗論證令人信服：如果在規模上實現互連功耗50%的降低，AI密集型環境的總擁有成本可能會實質性改善。該架構也與AI流量模式保持一致。"寬而慢"模型很好地映射到分布式訓練和推理工作負載，這些工作負載更偏向并行性而非原始的每通道速度。

Westfall將這一舉措框架化為對日益增長的基礎設施限制的回應。"從我的觀點來看，這項創新解決了數字管道危機，傳統銅纜和光纖光學在能效和可靠性方面正在觸及物理極限，"他說道。通過從精密的基于激光的系統轉向商品化MicroLED組件，微軟還可能重塑AI基礎設施的成本結構。"當公司為2027年的商業化做準備時，它正在戰略性地定位自己，通過提供網絡能耗50%的降低來捕獲不斷增長的綠色AI市場，"Westfall補充道。

還有潛在的競爭影響。"這種架構轉變使微軟能夠比仍依賴于功耗密集、熱敏感激光系統的AWS和谷歌云等競爭對手更密集地擴展其Azure GPU集群，"Westfall說道。他還認為，與聯發科的合作有助于標準化技術以實現更快的采用。

盡管如此，在廣泛部署之前仍存在挑戰：生態系統準備就緒、實驗室條件外的長期可靠性，以及2027年的商業化時間表為替代方案——包括共封裝光學和先進電氣互連——的發展留出了空間。

要點是：隨著AI推動基礎設施接近物理和經濟極限，下一波創新不僅僅是關于更快的芯片。它將是關于更高效地移動數據——并且成本更低。

"總體而言，我看到微軟通過擁有云的底層物理效率來利用AI繁榮，"Westfall說道，"為其基礎設施做好準備，使其在規模上成為最快且最具成本效益的運營基礎設施。"

Q&A

Q1：MicroLED網絡技術相比傳統光學網絡有什么優勢？

A：MicroLED技術采用"寬而慢"的模式，將數據分布在數千個較慢的并行通道上，而非傳統的少量超高速通道。這種方法可以在提供相似帶寬的同時，將互連功耗降低約50%，并通過使用商品化組件來降低成本。

Q2：微軟的MicroLED技術什么時候能商業化應用？

A：微軟計劃最早在2027年與合作伙伴商業化這項技術。目前微軟已經展示了工作原型，并與聯發科等合作伙伴將系統小型化為拇指大小的收發器，為集成到交換機和服務器做好準備。

Q3：MicroLED技術如何與微軟的空芯光纖技術配合使用？

A：這兩項技術針對網絡的不同層次：空芯光纖主要用于長距離和數據中心間連接，傳輸速度比標準光纖快47%，延遲降低33%；而MicroLED互連主要針對數據中心內的短距離、高密度連接，兩者共同構建完整的網絡解決方案。