Если говорить о центрах обработки данных, то горизонтальное масштабирование означает увеличение количества компьютеров с искусственным интеллектом, которые можно объединить для решения крупной задачи по частям. Вертикальное масштабирование, с другой стороны, означает встраивание как можно большего количества графических процессоров в каждый из этих компьютеров, объединение их в единую гигантскую систему и ускорение решения более крупных задач. Эти решения основаны на двух разных физических соединениях. Горизонтальное масштабирование в основном опирается на фотонные чипы и оптическое волокно, которые вместе могут передавать данные на сотни или тысячи метров. Вертикальное масштабирование, в результате которого сети становятся примерно в 10 раз плотнее, основано на гораздо более простой и менее дорогостоящей технологии — медных кабелях, длина которых часто не превышает одного-двух метров.
Все более высокая скорость передачи данных между графическими процессорами, необходимая для работы более мощных компьютеров, упирается в физические ограничения меди. Итак, что не так с медью? Ничего, если только скорость передачи данных не слишком высока, а расстояние, которое нужно преодолеть, не слишком велико. Однако при высокой скорости передачи данных такие проводники, как медь, становятся жертвами так называемого скин-эффекта.
Эффект возникает из-за того, что быстро изменяющийся ток сигнала приводит к изменению магнитного поля, которое пытается противодействовать току. Эта противодействующая сила сосредоточена в середине провода, поэтому большая часть тока проходит по внешнему краю провода — «поверхности» — что увеличивает сопротивление .Для борьбы с этим явлением либо увеличивают количество проводников, либо покрывают их, например, серебром, либо попросту увеличивают размеры. Всё это не позволяет в конечном итоге создать компактные и недорогие системы. Чтобы устранить скин-эффект и другие проблемы, ухудшающие качество сигнала, компании разработали медные кабели со специализированной электроникой на обоих концах. В наиболее перспективных кабелях, называемых активными электрическими кабелями ли EAС, оконечный чип называется ретаймером. Эта микросхема очищает сигнал данных и тактовый сигнал, поступающие от процессора. Затем схема повторно передаёт их по восьми парам проводов или каналам медного кабеля. (Есть второй набор для передачи данных в обратном направлении.) На другом конце «двойник» чипа устраняет любые проблемы с шумом или синхронизацией, которые могут возникнуть в процессе передачи, и отправляет данные на принимающий процессор. Таким образом, за счёт усложнения электроники и увеличения энергопотребления AEC может увеличить расстояние, на которое можно передать данные по медному кабелю.
В конце этого года по информации IEEE Spectrum компания Point2 начала производство кабеля e-Tube со скоростью передачи данных 1,6 терабита в секунду, состоящего из восьми тонких полимерных волноводов каждый из которых способен передавать 448 гигабит в секунду на двух частотах: 90 гигагерц и 225 ГГц. На каждом конце волновода расположены подключаемые модули, которые преобразуют электронные биты в модулированные радиоволны и обратно. AttoTude планирует сделать примерно то же самое, но на терагерцевых частотах и с другим типом тонкого и гибкого кабеля.
На данный момент AttoTude изготовила отдельные компоненты — цифровой чип для передачи данных, генератор терагерцового сигнала, схему для их смешивания, а также несколько поколений волноводов. Но компания ещё не интегрировала их в единую подключаемую систему. Тем не менее, по словам разработчиков, эта комбинация обеспечивает достаточную пропускную способность для передачи данных со скоростью не менее 224 Гбит/с, а в апреле прошлого года стартап продемонстрировал передачу данных на расстояние 4 метра на частоте 970 ГГц на конференции по оптоволоконной связи в Сан-Франциско.