コラム一体なぜシスコは光ファイバーをユーザーのデスクに導入しようとしているのでしょうか?
いい質問ですね。現代のビデオ編集会社でさえ、ワークステーションへの10GbE接続で満足しています。私たちのほとんどは、現代のビデオ編集会社ではありません。Wi-Fiでさえ、ギガビットかそれに近い速度を安定して提供できます。もちろん、デスクに光ファイバーは必要ありません。でも、オタク趣味で光ファイバーが欲しいなんて言わないでくださいね。
そして、それがシスコがこれを行った真の理由です。仕様書やユースケースに当てはまらない、少なくとも今日のユースケースには当てはまらないのです。シスコはなぜ、そしてなぜ、固体物理学の一端がデータセンターにおいていかに激しい戦場を生み出しているのか、そしてシスコとインテルが激しく争っている理由、そして長期的な賭けがいかにして報われるのかを理解しなければなりません。しかし、結局のところ、すべては光子と電子の対決にかかっています。
ITにおける生のパワー、つまり有用で、実際に使える、料金を賄うパワーは、多くの場合、計算能力やストレージよりも帯域幅によって制限されます。私たちは、膨大なデータの海と、それを操るほぼ無限のCPU群を作り出すことに驚くほど熟達していますが、その一方を他方に出し入れしようとすると、退屈な古き良き物理学の壁にぶつかり続けます。
電気信号は高速伝送時にノイズを克服するために大量の電力を必要とし、ケーブルの損失ですぐに消失してしまいます。無線はさらに悪い状況です。一方、光は光ファイバーを静かに伝わり、干渉の影響を受けず、1ビットあたりの電力も電子機器のワット数のごく一部で済みます。わずかな光子でも大きな効果を発揮します。
従来の標準的な方式は、電気信号を集中的に伝送し、長距離伝送には光信号に変換するというものでした。この変換は比較的高価で、チップに比べて複雑で扱いにくく、特殊な光学部品を必要とします。
スケーリングはうまくいかない。電気信号の方がはるかにスケーリングしやすい。数百万のギガヘルツコアを2ペンスで実現した、まさに魔法のようなシリコンムーアの法則が、超高速ローカルデータバスやネットワークを駆動する技術にもほぼ同じ効果をもたらしている。
しかし、シリコンにはもう一つの優れた点があります。それは、光を作り出し、検出できることです。高価で扱いにくく、かさばる光学部品をシリコン回路に置き換えてみてはいかがでしょうか？これがシリコンフォトニクスの根底にある考え方です。
現実世界への移行
インテルとシスコはどちらもシリコンフォトニクスを非常に気に入っています。彼らも他の企業も、シリコンフォトニクスによって接続性と帯域幅が大幅に向上し、コストと消費電力を削減できると考えています。確かにその可能性はありますが、実現には長い時間がかかりました。
インテルはパイオニアです。同社がシリコンフォトニクス技術を初めて公に披露したのは約15年前。当時、私たちは機器同士だけでなく内部の回路も銅ではなく光で接続するようになり、チップ間の銅配線の多くが置き換えられると予測していました。そして、わずかな製造上の課題を解決すれば、ごくわずかなワット数で、非常に小さなスペースに無制限のテラビットデータ転送が可能になると、同社は約束しました。
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2021年のワークステーションの内部が光り輝いていないことにお気づきかもしれません（ブラックプールのイルミネーションが輝くゲーミングマシンは対象外です。うーん）。これは、当時の製造上の課題が実に困難だったからです（そして今もなお、非常に困難です）。シリコンは確かに光を巧みに処理できますが、電子を高速に制御するための構成とは全く異なる構成で構築する必要があります。
チップ上の軽量部品はトランジスタ回路よりもはるかに大きく、まるで自動車を製造しているのと同じ生産ラインに立体駐車場を建設しなければならないようなものです。しかも、通常のチップは数百もの段階を経て、それぞれ異なるレベルの熱を必要とします。最初に最も高温の工程があり、その後、層ごとにより繊細で低温の工程が続きます。シリコン製の軽量部品は、このような方法では作られません。鉄と同じ製錬所でコンクリートを作ることを考えてみてください。
それでもインテルは、フォトニクス事業を閉鎖することも売却することもせず、諦めずに努力を続けました。インテルのことをご存知の方なら、その見返りがどれほど魅力的かお分かりいただけるでしょう。上場から10年以上が経った今でも、インテルは大きな発表を続け、実際に製品を販売するなど、好調に推移しています。
シリコンフォトニクス市場はデータセンターに集中しており、帯域幅、密度、電力のプレミアムが最も高い分野です。売上高はそれほど大きくありませんが、コアコンポーネントであるシリコンフォトニクストランスデューサーは約3億5000万ドルで、今後5年間で10倍の成長が見込まれています。インテルは約60%のシェアを握っており、シスコは約30%で2位につけています。シスコは2018年に専門企業のLuxteraを買収し、現在もAcaciaの買収を狙っています。これは活発な市場です。
データセンターは魅力的な場所だが、その外の市場はさらに魅力的だ。インテルが構想するコンピューター内光バスは、チップ間接続と単一パッケージ内のSoCの性能が需要に追いついているため、依然として遠い未来のように見える。そこで光速まで到達する必要はない。では、箱の外はどうだろうか？
シリコンフォトニクスが実現できるのは100Gbpsのインターネット接続です。これは理論上の話ではありません。Intelは10kmの光ファイバーで100Gbpsの速度を実現するシリコンフォトニクストランシーバーを保有しています。このような速度（レイテンシが光速に近づくこともあり、アインシュタインの力を借りても改善は見込めません）の影響として、データセンターはまるで拡張バスに接続されているかのように感じられるようになります。
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シリコンフォトニクスと光ファイバー物理、光処理関連分野は、かつてないほど活況を呈しています。データセンターの需要だけでもその傾向が顕著であり、この技術が研究室を飛び出し、現実世界に浸透していることを証明しています。現実世界はデータ、新しい体験、そして手頃な価格になった高性能ビデオ・オーディオ機器の新たな活用方法を渇望しています。オンラインの意味、オンラインで実現できること、そして活性化した超高速インターネットが実現できることを、現実世界は理解しているのです。
部品はすべて揃っています。あとはひらめきだけ。シスコが光ファイバー・トゥ・デスク・スイッチで主張しているのはまさにこれです。つまり、作ればギークが先に来て、ギークが行くところに世界が追随するということです。
PCでも、ワイヤレスでも、オンラインでも使えました。これからのコネクテッド時代でも、きっと使えるでしょう。®
