AWS 導入空心光纖應對 AI 挑戰 目標百萬晶片毫秒同步

商傳媒｜責任編輯／綜合外電報導

為滿足人工智慧（AI）應用對高速、低延遲網絡的嚴苛需求，Amazon Web Services（AWS）正積極在其數據中心部署空心光纖（HCF）技術。此舉旨在確保龐大的 AI 晶片叢集能高效同步運作，被視為 AI 時代數據中心基礎設施的關鍵升級。

空心光纖（HCF）是一種新型光纖，其核心並非傳統的玻璃實心，而是充滿空氣的空心結構。由於光在空氣中的傳播速度遠快於玻璃，HCF 能顯著提升數據傳輸速度。與傳統光纖每公里 5 微秒（microseconds）的傳輸延遲相比，HCF 能將延遲降至 3.3 至 3.5 微秒，相當於將傳輸速度從每秒約 20 萬公里提升至近 30 萬公里。這意味著在實際應用中，HCF 可將網路傳輸距離延伸 50%，同時改善延遲約 30%。

AWS 網路工程首席開發工程師 Stephen Callaghan 指出，以他們的「Project Rainier」為例，需要處理超過百萬個 AI 晶片。在如此龐大規模的 AI 基礎設施中，網絡任何一個環節的故障都可能導致所有繪圖處理器（GPU）停擺。AWS 的目標是確保網路最佳運行，讓客戶能專注於 GPU 的效能。AWS 網路工程副總裁 Matt Rehder 表示，AI 的規模正變得巨大，所有運算都透過數據中心進行，HCF 將能延伸網路覆蓋範圍，同時不增加延遲。

事實上，自 2024 年起，AWS 已在其超過 10 個數據中心部署 HCF。AWS 在全球 39 個區域設有 123 個數據中心集群，並鋪設了 2,000 萬公里光纜。除了 HCF，AWS 也於今年 8 月宣布與高通（Qualcomm）合作，開發每秒 1.6 兆位元的光通訊技術，以提升數據中心內部速度。

AI 發展不僅對晶片及記憶體模組構成挑戰，網絡速度與可靠性也成為關鍵瓶頸。因此，其他科技巨頭亦紛紛投入相關技術。微軟（Microsoft）自 2023 年便開始在旗下 Azure 雲端服務部署 HCF，並於 2022 年收購 Lumenisity，在英國建立了一座先進的 HCF 製造廠。此外，微軟今年 9 月也宣布與康寧公司（Corning）及 Heraeus Covantics 合作，擴大 HCF 生產。輝達（Nvidia）則投資高達 32 億美元，與康寧公司簽訂先進光纖供應協議，同時也向 Lumentum Holdings 及 Coherent 等公司投資並簽署光學元件採購協議。輝達正在將光學收發器整合到下一代加速器如 Vera Rubin 中，以克服 GPU 和高頻寬記憶體的效能限制。

儘管 HCF 在傳輸速度上具備顯著優勢，其製程複雜、成本高昂（每公尺約 600 美元，遠高於傳統光纖的數美元），且在彎曲或受撞擊時可能發生效能下降等挑戰，使得其效益是否能完全抵銷成本仍有爭議。然而，全球光纖市場預計將從 2024 年的 73.6 億美元增長至 2032 年的 154.5 億美元，顯示業界對此技術的長遠看好。

對於台灣半導體產業而言，隨著雲端服務供應商與 AI 晶片巨頭持續投入高速網絡基礎設施，這項趨勢可能影響未來晶片設計與封裝整合的考量。台灣半導體製造商在全球 AI 晶片供應鏈中扮演關鍵角色，對數據中心網絡互連技術的演進應保持關注，以確保其產品能完美配合終端系統的需求。