Терагерцовые коммуникационные системы для датацентров

Терагерцовые системы коммуникации - беспроводная передача данных на частотах от 0,1 до 1 ТГц и выше, в диапазоне, расположенном между микроволновым излучением и инфракрасным светом. До недавнего времени этот участок электромагнитного спектра оставался практически недоступным для коммерческих применений из-за сложности генерации и приема сигнала. Терагерцовый канал способен обеспечить скорость передачи данных до 1 Тбит/с - уровень, сопоставимый с оптоволоконным кабелем, - но без фиксированной физической топологии. Эту технологию часто называют «виртуальным оптоволокном».

Кластеры для обучения моделей искусственного интеллекта объединяют тысячи графических процессоров, постоянно обменивающихся терабайтами информации. Сеть передачи данных внутри такого кластера становится узким местом. Оптика не обеспечивает необходимую гибкость, кабельные решения сложно масштабировать и быстро перестраивать под новые задачи. Использование беспроводной передачи данных в терагерцовом диапазоне дает возможность создавать гибкую, адаптивную архитектуру дата центров группируя и перенастраивая вычислительные мощности. Кроме того, терагерцовые технологии обеспечивают низкое время задержки при передаче сигнала. Это критически важно для синхронизации распределённых вычислений.

Применение этого класса технологий не ограничивается только решениями для дата-центров. Сети шестого поколения (6G), которые смогут обеспечить ультраширококополосную передачу данных для автономного транспорта и средств аэромобильности, также строятся в терагерцовом диапазоне.

Ожидается, что глобальный рынок терагерцовых технологий вырастет с $0,82 млрд в 2025 году до $2,3 млрд к 2032-му при среднегодовом темпе роста 16%.

Сам по себе терагерцовый рынок пока сравнительно невелик, однако его коммуникационный сегмент развивается быстрее остальных. Главной перспективой является экспансия в сегмент внутренних коммуникаций датацентров, объем которого, согласно экспертным оценкам, составляет $75 млрд. В долгосрочной перспективе и при условии успешной стандартизации, терагерцовые системы могут занять позицию архитектурного стандарта для центров обработки данных под задачи искусственного интеллекта.

Главные технологические направления роста – это развитие кремниевой фотоники, как основы элементной базы, а также использование систем на основе искусственного интеллекта для гибкого управления системами связи в терагерцовом диапазоне.

Важная особенность отрасли – ее высокая наукоемкость, потребность в значительных инвестициях в исследования и разработки. Также ограничивающим фактором является значительная стоимость компонентов, несовместимая на данный момент с массовым внедрением технологии.

Терагерцовые системы коммуникации занимают позицию на пересечении таких важных цифровых трендов как рост вычислительных потребностей ИИ и внедрение нового поколения систем беспроводной передачи данных. Игроки, которые смогут решить задачи стандартизации, масштабирования производства и снижения стоимости компонентов получат значимые преимущества в следующем технологическом цикле.