La Inteligencia Artificial (IA) está en constante evolución, pero su crecimiento ha sido obstaculizado por el alto consumo de energía y las limitaciones en la transferencia de datos. Investigadores de la Universidad de Columbia han desarrollado una innovadora plataforma 3D fotónica-electrónica que maximiza la eficiencia energética y la densidad de ancho de banda, marcando un hito en la próxima generación de hardware para IA.
Avance en la comunicación de datos
El estudio titulado “3D Photonics for Ultra-Low Energy, High Bandwidth-Density Chip Data Links”, dirigido por la profesora Keren Bergman, se publicó en Nature Photonics y propone una integración revolucionaria entre tecnología fotónica y circuitos electrónicos avanzados de semiconductores complementarios de óxido metálico (CMOS). Esta fusión permite reducir drásticamente el consumo de energía en la transmisión de datos, solucionando un problema clave en los sistemas de IA actuales.
Bergman enfatiza:
“Nuestra tecnología permite transferir volúmenes masivos de datos con un consumo energético extremadamente bajo, superando las barreras que han limitado el rendimiento de los sistemas informáticos y de IA convencionales.”
Innovación en chips fotónicos
El equipo de investigación colaboró con el profesor Alyosha Christopher Molnar de la Universidad de Cornell para desarrollar un chip integrado en 3D que combina 80 transmisores y receptores fotónicos en una estructura compacta.
Este chip es capaz de alcanzar un ancho de banda de 800 Gb/s, consumiendo solo 120 femtojulios por bit. Su densidad de ancho de banda de 5.3 Tb/s/mm² supera significativamente las soluciones actuales en la industria. Además, su diseño de bajo costo permite que los componentes sean fabricados en fundiciones comerciales, facilitando su adopción a gran escala.
Revolucionando el hardware de IA
Esta nueva plataforma aborda los cuellos de botella en escalabilidad y eficiencia energética que han afectado los sistemas de IA. La integración 3D de chips fotónicos y electrónicos permite transferencias de datos a gran escala con un consumo energético sin precedentes, eliminando las restricciones de localidad de datos que limitaban la velocidad y capacidad de los modelos de IA.
Las implicaciones de esta tecnología van más allá de la IA, abarcando computación de alto rendimiento, telecomunicaciones y sistemas de memoria desagregada. Esta innovación marca el inicio de una nueva era en la infraestructura informática, con mejoras significativas en eficiencia y velocidad.
Fuentes y referencias
El estudio fue realizado con el apoyo del laboratorio de Molnar en Cornell, el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea y Dartmouth College. Más detalles pueden encontrarse en la publicación original en Nature Photonics:
Referencia: Stuart Daudlin et al, “3D Photonics for Ultra-Low Energy, High Bandwidth-Density Chip Data Links”, Nature Photonics (2025). DOI: 10.1038/s41566-025-01633-0
