Il colosso di Santa Clara può sfruttare l’enorme vantaggio competitivo dato dalla conoscenza del silicio per aggredire un mercato stimato in cinque miliardi di dollari nel 2020. La nuova tecnologia ridurrà il numero degli switch nei centri dati abilitando in futuro connessioni fino a 100 Gb/s su distanze sempre maggiori. La partnership avviata con l’Università di Delft e con il Tno olandesi ha invece l’obiettivo di finanziare progetti in grado di migliorare le conoscenze sui quantum bit e sul loro funzionamento.

Il futuro dei data center dovrà essere luminoso, altrimenti l’impetuoso sviluppo tecnologico attuale conoscerà un’inevitabile battuta d’arresto. Lo sanno bene dalle parti di Intel, dove si sta sperimentando da qualche anno l’applicazione della fotonica del silicio alle sale macchine. L’obiettivo è portare, forse già nel 2016, questa tecnologia di trasmissione dati ultraveloce dal campo teorico a quello pratico-applicativo, con le prime soluzioni commerciali disponibili su larga scala. Il ragionamento alla base della ricerca condotta da Intel è il seguente: l’attuale mondo connesso genera una quantità impressionante di dati.

I servizi e le applicazioni utilizzati da miliardi di persone richiedono infrastrutture sempre più potenti e affidabili. I data center moderni assomigliano ormai a delle cittadine, con superfici pari anche a 70mila metri quadrati, necessarie per ospitare decine di migliaia di server. Ma l’estensione delle sale macchine non potrà continuare all’infinito: ecco perché serve una tecnologia adatta per superare i limiti fisici imposti sia dal rame che dalla fibra ottica.

Il salvatore della patria sarà quindi il silicio utilizzato come mezzo ottico, capace di ridurre i costi d’implementazione e la latenza, oltre che migliorare il throughput di tutta la rete? Secondo Intel e molti altri (per esempio Ibm) sì. Il mercato della connettività all’interno e tra data center offre ampie praterie: il valore potenziale del comparto è valutato in 1,2 miliardi di dollari per il 2016, che saliranno a 5,1 miliardi nel 2020, con un tasso di crescita annuale composto del 51%.

Ovviamente, per cogliere la palla al balzo è necessario prima spendere in ricerca e non farsi trovare impreparati al grande appuntamento. Secondo gli analisti, negli ultimi nove mesi Intel ha lavorato intensamente sulle proprie soluzioni per la fotonica del silicio e, dopo qualche intoppo nel percorso, è riuscita a portare i vari componenti al punto di maturazione adeguato anche dal punto di visto dell’analisi costi-benefici.

Avrebbero quindi le ore contate non solo il caro e vecchio doppino in rame, ma anche la fibra ottica. Quest’ultima tecnologia, vista tempo fa come il punto d’arrivo finale per le telecomunicazioni, è ora diventata improvvisamente obsoleta.

Nei data center particolarmente all’avanguardia, infatti, la fibra ottica oggi rappresenta addirittura un limite, perché la connessione diretta tra parti in silicio permette di ridurre in maniera sorprendente le dimensioni dei componenti, abilitando collegamenti con velocità di trasferimento dati sempre più sostenute (fino a 50 Gb/s nella seconda generazione, 100 nella terza) e su distanze maggiori (fino a due chilometri).

Le sale macchine odierne sono strutturate per far sì che un segnale proveniente dal server “A”, prima di raggiungere il server “B”, passi tra diversi livelli gerarchici di switch (leaf e spine) per poi raggiungere il cervello principale del data center, il core. Da qui, il segnale viene smistato al server di destinazione.

La fotonica del silicio consente di mantenere un solo livello di supervisione, capace di gestire tutte le comunicazioni tra le macchine, ed eliminare i due strati ridondanti di switch. È palese come una configurazione del genere possa ridurre la latenza, assicurando throughput maggiori e costi nettamente inferiori.

Rispetto ai concorrenti, Intel si trova in una posizione di vantaggio competitivo, perché i moduli ottici verranno ovviamente prodotti internamente.

L’azienda di Santa Clara dispone di scorte di silicio e di capacità produttive in abbondanza per sostenere lo sforzo aggiuntivo dato dalla realizzazioni di questi componenti per data center. Considerato il relativo basso costo dei wafer, i margini di guadagno per Intel dovrebbero rimbalzare positivamente. Secondo gli analisti, nell’anno fiscale 2015 la divisione data center del colosso Usa genererà un fatturato pari a 16,2 miliardi di dollari: numeri destinati con tutta probabilità a risentire positivamente della fotonica del silicio già nel 2016.

 

Computer del futuro, investimento da 50 milioni nella quantistica

Intel ha dimostrato di credere nell’informatica quantistica non solo a parole, ma anche con il capitale. La scorsa settimana l’azienda californiana ha annunciato una collaborazione decennale con l’Università tecnologica di Delft, nei Paesi Bassi e con il Tno, organizzazione olandese per la ricerca applicata, corroborata da cinquanta milioni di dollari e da risorse interne di ingegneria.

L’obiettivo è accelerare le innovazioni nel calcolo quantistico, che promette di risolvere problemi complessi oggi ancora quasi insormontabili.

Rientrano in questo campo, ad esempio, simulazioni come l’analisi finanziaria su larga scala e lo sviluppo di farmaci più efficaci. Per arrivare a un computer quantistico perfettamente funzionante, però, servirà ancora almeno “una decina d’anni”, dichiara Mike Mayberry, vicepresidente del colosso dei chip e managing director degli Intel Labs. L’idea alla base della collaborazione è che nessun ente impegnato nella ricerca potrà farcela lavorando in solitaria.

“La competenza nell'elettronica specializzata combinata con la fisica avanzata è indispensabile per avvicinare il calcolo quantistico alla realtà”, sottolinea Mayberry. Fino ad oggi, la maggior parte degli sforzi è stata profusa per sviluppare i cosiddetti quantum bit, ossia i qubit, il “cuore” di queste macchine del futuro. A differenza dei computer digitali, basati su transistor e con dati codificati in cifre binarie (bit), i dispositivi quantistici per funzionare devono utilizzare i qubit.

Questi possono esistere in più stati contemporaneamente (la cosiddetta sovrapposizione di stati quantistici), offrendo il potenziale per eseguire un gran numero di calcoli in parallelo e accelerando così il tempo richiesto per la risoluzione di un problema complesso. Questa branca scientifica ha aperto, negli ultimi trent’anni, scenari di sviluppo potenzialmente enormi, ma che finora hanno dovuto fare i conti con le dure e inflessibili leggi della fisica.

“Si tratta di uno scenario subatomico in cui vanno sospese le conoscenze attuali che abbiamo sulla fisica di base”, commenta Brian Krzanich, Ceo di Intel. “In questo caso un elettrone deve trovarsi in due posti nello stesso momento, ruotando sia in senso orario che antiorario […] Come si possono collegare migliaia di qubit insieme? Come possiamo controllarli? Come faremo a ‘costruirli’ in modo affidabile?”.

Domande a cui dovrà e potrà rispondere soltanto la ricerca, l’unica potenzialmente in grado di spalancare le porte di questo nuovo mondo, dal sapore ancora fantascientifico. “Per la realizzazione di circuiti complessi contenenti un grande numero di qubit sono necessarie le competenze dell’industria dei semiconduttori”, aggiunge Lieven Vandersypen, scienziato presso il QuTech, istituto di ricerca quantistica dell’Università di Delft. Intel sembra proprio avere preso la palla al balzo.