フォトニックコンピューティングのスタートアップ企業Lightmatterは、現代のデータセンターのボトルネックの一つを根本から解決するために4億ドルを調達しました。同社の光インターコネクト層は、数百基のGPUの同期動作を可能にし、AIモデルのトレーニングと実行というコストと複雑さのかかる作業を効率化します。
AIの発展とそれに伴う膨大なコンピューティング要件は、データセンター業界を急速に活性化させましたが、それはGPUを1,000台追加するだけで済むほど単純な話ではありません。高性能コンピューティングの専門家が長年認識しているように、スーパーコンピュータの各ノードがどれだけ高速であっても、その半分の時間はデータの入力待ちでアイドル状態であれば意味がありません。
インターコネクト層は、CPUやGPUのラックを事実上1つの巨大なマシンに変える役割を果たします。つまり、インターコネクトが高速になればなるほど、データセンターも高速になるということです。そして、Lightmatterは2018年から開発を進めてきたフォトニックチップを用いることで、ダントツの最速インターコネクト層を構築しそうです。
「ハイパースケーラーは、100万ノード規模のコンピューターが必要になった場合、シスコの従来型スイッチではそれができないことを知っています。ラックから出れば、高密度相互接続は、いわば紐で繋がれたカップのようなものになってしまいます」と、同社のCEO兼創業者であるニック・ハリス氏はTechCrunchに語った。（この問題を要約した彼の短い講演はこちらでご覧いただけます。）
彼によると、最先端技術はNVLink、特にNVL72プラットフォームだ。これは72台のNvidia Blackwellユニットを1つのラックに有線接続し、FP4精度で最大1.4エクサフロップスの演算能力を実現する。しかし、ラックは孤立したものではなく、その演算能力はすべて7テラビットの「スケールアップ」ネットワークを通じて絞り出されなければならない。これは大変なことのように聞こえるし、実際そうなのだ。しかし、これらのユニットを互いに、そして他のラックとより高速にネットワーク接続できないことが、パフォーマンス向上の大きな障壁の一つとなっている。
「100万個のGPUには複数層のスイッチが必要になり、レイテンシの負担が膨大になります」とハリス氏は述べた。「電気から光、そして電気から光へと切り替える必要があり…消費電力と待機時間は膨大です。そして、大規模なクラスターでは状況はさらに悪化します。」
では、Lightmatterは何をもたらすのでしょうか？ファイバーです。純粋な光インターフェースを介してルーティングされる、膨大なファイバーです。ファイバー1本あたり最大1.6テラビット（複数色使用）、チップあたり最大256本のファイバー… 7テラビットのGPUが72個搭載されるというのは、実に古風な話に聞こえます。
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「フォトニクスは人々が考えていたよりもはるかに速いペースで進歩しています。人々は何年もの間、それを実現しようと奮闘してきましたが、私たちはそこにたどり着きました」とハリス氏は述べた。「7年間のまさに殺伐とした努力の後です」と彼は付け加えた。
Lightmatterが現在提供しているフォトニックインターコネクトは30テラビットの速度を実現し、ラック内光配線は専用に設計されたラック内で1,024基のGPUを同期動作させることができます。ちなみに、この2つの数値はそれほど大きな増加率ではありません。これは、別のラックにネットワーク接続する必要がある作業の多くは、1,000基のGPUを搭載したクラスター内のラック内で処理できるからです。（それに、100テラビットも間もなく登場します。）
ハリス氏は、この市場は巨大だと指摘した。マイクロソフトからアマゾン、そしてxAIやOpenAIといった新規参入企業に至るまで、あらゆる大手データセンター企業がコンピューティングへの飽くなき欲求を示している。「彼らは建物同士を繋いでいる！ いつまで続けられるのか、とても興味深い」と彼は語った。
これらのハイパースケーラーの多くは既に顧客となっているが、ハリス氏は具体的な企業名は挙げなかった。「ライトマターをTSMCのようなファウンドリと考えてください」と彼は述べた。「私たちは特定の企業を贔屓したり、他社のブランドに自社の名前を付けたりはしません。ロードマップとプラットフォームを提供することで、パイの成長を支援しているのです。」
しかし、彼は恥ずかしそうに「この技術を活用しなければ、評価額を4倍にすることはできない」と付け加えた。これはおそらく、OpenAIが最近資金調達ラウンドで同社の評価額を1570億ドルと評価したことを暗示しているのだろうが、この発言は彼自身の会社についても同様に言えるだろう。
この4億ドルのDラウンドで、同社の評価額は44億ドルに達しました。これは、2023年半ばの評価額とほぼ同水準で、「当社は圧倒的に最大のフォトニクス企業です。素晴らしいですね！」とハリス氏は語りました。このラウンドはT.ロウ・プライス・アソシエイツが主導し、既存投資家のフィデリティ・マネジメント・アンド・リサーチ・カンパニーとGVが参加しました。
次は何か？ 相互接続に加えて、同社はチップ用の新しい基板を開発しており、光を使用して、より親密なネットワークタスクを実行できるようにしています。
ハリス氏は、インターコネクト性能に加え、チップあたりの消費電力が今後の大きな差別化要因になると推測した。「10年後には、誰もがウェーハスケールのチップを使用するようになるでしょう。チップあたりの性能を向上させるには、他に方法がないのです」と彼は述べた。もちろん、セレブラス社はすでにこの課題に取り組んでいるが、現段階でこの進歩の真の価値を実現できるかどうかは疑問だ。
しかし、ハリス氏は、半導体業界が壁にぶつかっていることを見据え、次のステップに備えて準備を整えておくつもりだ。「10年後には、相互接続はムーアの法則になるでしょう」と彼は語った。
