康寧：AI時代已至，玻璃肩負重任
發(fā)布時間：2024-02-23 19:12:53 熱度：1347
2/23/2024，光纖在線訊，人工智能需要玻璃的加持。人工智能（AI）是“訓(xùn)練有素”的計算機對人類智能的模擬，而這項引人矚目的技術(shù)已經(jīng)歷了幾十年的演進和發(fā)展。AI讓我們的生活變得更加輕松，例如：安全門禁系統(tǒng)中的面部識別技術(shù)、大數(shù)據(jù)定制化的社交媒體體驗、量身定制的音樂播放列表，以及個性化的購物推薦等。
AI日益發(fā)展，也可以在很多待開發(fā)的領(lǐng)域發(fā)揮作用。例如幫助醫(yī)生診斷和治療疾病，幫助制造商快速發(fā)現(xiàn)和糾正缺陷，甚至實現(xiàn)汽車自動駕駛。
然而，AI要想實現(xiàn)這一切，需要康寧提供的一種關(guān)鍵材料：玻璃。
更具體來說，需要康寧開發(fā)的互聯(lián)網(wǎng)光纖，以及用于半導(dǎo)體行業(yè)的玻璃元件。
為什么AI對玻璃的需求如此高?
首先讓我們了解一下人工智能所需的計算量。
隨著像ChatGPT這樣的大語言模型日益普及（2023年7月，AI文本生成網(wǎng)站月訪問量高達16億次），數(shù)據(jù)中心面對用戶需求的壓力越來越大。
數(shù)據(jù)中心，又稱互聯(lián)網(wǎng)的“大腦”通常位于設(shè)置了一排排服務(wù)器的大型倉儲場地中，傳輸著我們所有的數(shù)據(jù),計算著我們每一個請求。如今，人工智能不斷推升數(shù)據(jù)使用量,數(shù)據(jù)中心也需隨之不斷擴大。
舉例來說，2020年推出的GPT-3有1750億個參數(shù)。而2023年推出的GPT-4大約擁有超過一萬億個參數(shù)。
“這比三年前多了10倍以上!”康寧公司先進光學(xué)商業(yè)技術(shù)總監(jiān)Xavier Lafosse表示，“目前的技術(shù)難以應(yīng)對這種情況?！?br>
Lafosse與半導(dǎo)體行業(yè)密切合作（該行業(yè)負責制造用于驅(qū)動我們?nèi)粘Ｋ褂玫碾娮釉O(shè)備的芯片），他認為康寧有能力解開這個難題，而這一切都有賴于圖形處理器（GPU）。
GPU是加速AI發(fā)展的關(guān)鍵因素
GPU可以有多種形狀和尺寸，但有一點是不變的：對快速連接的需求。
常規(guī)計算使用的是中央處理器（CPU），這是一種基本的電路單元，用于執(zhí)行存儲在其內(nèi)存中的計算指令，如算術(shù)運算和輸入/輸出操作。中央處理器自20世紀50年代以來一直是計算機的核心部件。
但人工智能需要額外的圖形處理器（GPU）。GPU是專用處理器，對于游戲、視頻編輯、機器學(xué)習(xí)和其他需要高質(zhì)量圖形和特效的應(yīng)用來說必不可少。GPU的強大之處在于能夠并行處理多個數(shù)據(jù)流。
“如果沒有康寧制造的用于極紫外光刻的超低膨脹玻璃，人們就無法制造這些GPU，”Lafosse 說。
極紫外光刻技術(shù)是制造更先進的GPU芯片的主要方法?？祵帋椭鶪PU制造商將芯片做得更小--其特征尺寸可以小到納米級別作為對比，人類一根頭發(fā)絲的直徑約為80,000 至 100,000 納米。
在GPU內(nèi)部有高帶寬內(nèi)存，用于存儲GPU的計算任務(wù)指令?？祵幪峁┎ＡЬA載片在制造過程中承載內(nèi)存硅晶圓。一旦內(nèi)存品圓被減薄到適當厚度（比如40微米）,玻璃品圓載片就會被分離?？祵幍牟Ａлd片還被用于連接 GPU 和內(nèi)存的中間層晶圓。
玻璃晶圓可以加固GPU的結(jié)構(gòu)，使其在電子和機械方面都更可靠。
“玻璃還可以作為GPU基板，”Lafosse說，“我們相信，隨著GPU越來越大，玻璃將有助于加強 GPU的結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)更好的電子和機械可靠性，從而提升性能。”
人工智能發(fā)展的瓶頸：GPU與內(nèi)存之間的通信速度。這就指向了康寧的另外一項專業(yè)領(lǐng)域——
光纖與持續(xù)增長的數(shù)據(jù)流量
GPU需要更緊密組網(wǎng)以實現(xiàn)正常運行?？祵幵?0多年前發(fā)明的革命性玻璃材料——光纖，已被證明可以在GPU之間高速傳輸數(shù)據(jù)?？祵幍墓饫w以其能夠適應(yīng)高密度服務(wù)器環(huán)境而聞名，它可以支持更多的GPU，從而實現(xiàn)更強大的處理能力。
數(shù)據(jù)中心需要解決快速擴容問題
以前，安裝人員需要花費數(shù)小時才能完成數(shù)據(jù)中心光纖網(wǎng)絡(luò)的連接，而康寧的即插即用解決方案大大縮短了連接時間。例如，EDGE預(yù)端接光纖布線系統(tǒng)可將數(shù)十根線纜整合到一個組件中，從而簡化數(shù)據(jù)中心內(nèi)的布線工作。這不僅能節(jié)省時間和空間，還能減少材料的使用，有助促進可持續(xù)發(fā)展。
此外，康寧SMF-28 Contour光纖等創(chuàng)新的小型光纖也發(fā)揮著關(guān)鍵作用，它們不僅具有卓越的抗彎性，而且傳輸損耗也較低。
康寧光纖為人工智能發(fā)展鋪路
康寧專家估計，運行人工智能大語言模型所需的數(shù)據(jù)中心光連接將是現(xiàn)在的五倍。這意味著這些數(shù)據(jù)中心需要部署更多的玻璃光纖，以光信號的形式將數(shù)據(jù)從一個地方傳輸?shù)搅硪粋€地方。
康寧光通信副總裁Mike O'Day表示：“我們從數(shù)據(jù)中心運營商那里了解到，建設(shè)速度是他們面臨的第一大挑戰(zhàn)。人工智能的發(fā)展速度遠遠超出了所有人的預(yù)期，這場‘競賽’已經(jīng)開始了。”
O'Day提到：“這些新型光纖反過來又促成了一場光纜革命。可以顯著提升光纜的密度和光纖數(shù)量，同時降低了光纜的直徑?！彪S著數(shù)據(jù)中心規(guī)模的不斷擴大，康寧玻璃材料始終站在數(shù)字化世界發(fā)展的前沿。
“人工智能改變了數(shù)據(jù)中心運營的游戲規(guī)則，”O(jiān)'Day表示，“在康寧，我們期待與全球最大的超大規(guī)模云運營商合作，提供人工智能所需的光纖基礎(chǔ)設(shè)施。”
無論是通過光纖實現(xiàn)以人工智能為重點的數(shù)據(jù)中心，幫助蝕刻先進計算所需的芯片，還是在制造過程中為重要的GPU組件提供支持，玻璃都是我們未來人工智能的核心。
就連人工智能也無法預(yù)測，下一步，玻璃會實現(xiàn)怎樣的未來。
AI日益發(fā)展，也可以在很多待開發(fā)的領(lǐng)域發(fā)揮作用。例如幫助醫(yī)生診斷和治療疾病，幫助制造商快速發(fā)現(xiàn)和糾正缺陷，甚至實現(xiàn)汽車自動駕駛。
然而，AI要想實現(xiàn)這一切，需要康寧提供的一種關(guān)鍵材料：玻璃。
更具體來說，需要康寧開發(fā)的互聯(lián)網(wǎng)光纖，以及用于半導(dǎo)體行業(yè)的玻璃元件。
為什么AI對玻璃的需求如此高?
首先讓我們了解一下人工智能所需的計算量。
隨著像ChatGPT這樣的大語言模型日益普及（2023年7月，AI文本生成網(wǎng)站月訪問量高達16億次），數(shù)據(jù)中心面對用戶需求的壓力越來越大。
數(shù)據(jù)中心，又稱互聯(lián)網(wǎng)的“大腦”通常位于設(shè)置了一排排服務(wù)器的大型倉儲場地中，傳輸著我們所有的數(shù)據(jù),計算著我們每一個請求。如今，人工智能不斷推升數(shù)據(jù)使用量,數(shù)據(jù)中心也需隨之不斷擴大。
舉例來說，2020年推出的GPT-3有1750億個參數(shù)。而2023年推出的GPT-4大約擁有超過一萬億個參數(shù)。
“這比三年前多了10倍以上!”康寧公司先進光學(xué)商業(yè)技術(shù)總監(jiān)Xavier Lafosse表示，“目前的技術(shù)難以應(yīng)對這種情況?！?br>
Lafosse與半導(dǎo)體行業(yè)密切合作（該行業(yè)負責制造用于驅(qū)動我們?nèi)粘Ｋ褂玫碾娮釉O(shè)備的芯片），他認為康寧有能力解開這個難題，而這一切都有賴于圖形處理器（GPU）。
GPU是加速AI發(fā)展的關(guān)鍵因素
GPU可以有多種形狀和尺寸，但有一點是不變的：對快速連接的需求。
常規(guī)計算使用的是中央處理器（CPU），這是一種基本的電路單元，用于執(zhí)行存儲在其內(nèi)存中的計算指令，如算術(shù)運算和輸入/輸出操作。中央處理器自20世紀50年代以來一直是計算機的核心部件。
但人工智能需要額外的圖形處理器（GPU）。GPU是專用處理器，對于游戲、視頻編輯、機器學(xué)習(xí)和其他需要高質(zhì)量圖形和特效的應(yīng)用來說必不可少。GPU的強大之處在于能夠并行處理多個數(shù)據(jù)流。
“如果沒有康寧制造的用于極紫外光刻的超低膨脹玻璃，人們就無法制造這些GPU，”Lafosse 說。
極紫外光刻技術(shù)是制造更先進的GPU芯片的主要方法?？祵帋椭鶪PU制造商將芯片做得更小--其特征尺寸可以小到納米級別作為對比，人類一根頭發(fā)絲的直徑約為80,000 至 100,000 納米。
在GPU內(nèi)部有高帶寬內(nèi)存，用于存儲GPU的計算任務(wù)指令?？祵幪峁┎ＡЬA載片在制造過程中承載內(nèi)存硅晶圓。一旦內(nèi)存品圓被減薄到適當厚度（比如40微米）,玻璃品圓載片就會被分離?？祵幍牟Ａлd片還被用于連接 GPU 和內(nèi)存的中間層晶圓。
玻璃晶圓可以加固GPU的結(jié)構(gòu)，使其在電子和機械方面都更可靠。
“玻璃還可以作為GPU基板，”Lafosse說，“我們相信，隨著GPU越來越大，玻璃將有助于加強 GPU的結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)更好的電子和機械可靠性，從而提升性能。”
人工智能發(fā)展的瓶頸：GPU與內(nèi)存之間的通信速度。這就指向了康寧的另外一項專業(yè)領(lǐng)域——
光纖與持續(xù)增長的數(shù)據(jù)流量
GPU需要更緊密組網(wǎng)以實現(xiàn)正常運行?？祵幵?0多年前發(fā)明的革命性玻璃材料——光纖，已被證明可以在GPU之間高速傳輸數(shù)據(jù)?？祵幍墓饫w以其能夠適應(yīng)高密度服務(wù)器環(huán)境而聞名，它可以支持更多的GPU，從而實現(xiàn)更強大的處理能力。
數(shù)據(jù)中心需要解決快速擴容問題
以前，安裝人員需要花費數(shù)小時才能完成數(shù)據(jù)中心光纖網(wǎng)絡(luò)的連接，而康寧的即插即用解決方案大大縮短了連接時間。例如，EDGE預(yù)端接光纖布線系統(tǒng)可將數(shù)十根線纜整合到一個組件中，從而簡化數(shù)據(jù)中心內(nèi)的布線工作。這不僅能節(jié)省時間和空間，還能減少材料的使用，有助促進可持續(xù)發(fā)展。
此外，康寧SMF-28 Contour光纖等創(chuàng)新的小型光纖也發(fā)揮著關(guān)鍵作用，它們不僅具有卓越的抗彎性，而且傳輸損耗也較低。
康寧光纖為人工智能發(fā)展鋪路
康寧專家估計，運行人工智能大語言模型所需的數(shù)據(jù)中心光連接將是現(xiàn)在的五倍。這意味著這些數(shù)據(jù)中心需要部署更多的玻璃光纖，以光信號的形式將數(shù)據(jù)從一個地方傳輸?shù)搅硪粋€地方。
康寧光通信副總裁Mike O'Day表示：“我們從數(shù)據(jù)中心運營商那里了解到，建設(shè)速度是他們面臨的第一大挑戰(zhàn)。人工智能的發(fā)展速度遠遠超出了所有人的預(yù)期，這場‘競賽’已經(jīng)開始了。”
O'Day提到：“這些新型光纖反過來又促成了一場光纜革命。可以顯著提升光纜的密度和光纖數(shù)量，同時降低了光纜的直徑?！彪S著數(shù)據(jù)中心規(guī)模的不斷擴大，康寧玻璃材料始終站在數(shù)字化世界發(fā)展的前沿。
“人工智能改變了數(shù)據(jù)中心運營的游戲規(guī)則，”O(jiān)'Day表示，“在康寧，我們期待與全球最大的超大規(guī)模云運營商合作，提供人工智能所需的光纖基礎(chǔ)設(shè)施。”
無論是通過光纖實現(xiàn)以人工智能為重點的數(shù)據(jù)中心，幫助蝕刻先進計算所需的芯片，還是在制造過程中為重要的GPU組件提供支持，玻璃都是我們未來人工智能的核心。
就連人工智能也無法預(yù)測，下一步，玻璃會實現(xiàn)怎樣的未來。
