MOSAIC : Microsoft remplace les lasers par des MicroLED

Microsoft veut révolutionner les câbles de ses datacenters

Quand on pense aux datacenters (ces immenses hangars remplis de serveurs qui font tourner le cloud), on imagine des rangées de machines qui clignotent. Mais le vrai nerf de la guerre, c'est ce qu'il y a entre ces serveurs : les câbles. Et Microsoft vient de dévoiler une techno qui pourrait tout changer.

Le projet s'appelle MOSAIC. L'idée : remplacer les lasers traditionnels par des MicroLED, des diodes électroluminescentes microscopiques comme celles de votre écran de smartphone mais en beaucoup plus petit, pour faire circuler les données entre les serveurs. Les premiers résultats sont franchement impressionnants.

Le problème actuel : cuivre contre fibre, chacun a ses limites

Dans un datacenter, les serveurs communiquent entre eux de deux façons. Soit par câbles en cuivre, rapides mais limités à environ 2 mètres de distance. Soit par fibre optique à laser, qui porte plus loin mais coûte cher en énergie et en maintenance.

Pour faire simple : le cuivre, c'est un sprint. Très rapide, mais sur une courte distance. La fibre laser, c'est un marathon : elle va loin mais elle demande beaucoup plus d'efforts.

Avec l'explosion de l'IA et du cloud computing, ces deux solutions montrent leurs limites. Les GPU (Graphics Processing Unit, les processeurs graphiques qui font tourner les calculs d'intelligence artificielle) ont besoin de communiquer de plus en plus vite, sur des distances de plus en plus grandes, sans faire exploser la facture électrique.

Plein de petits canaux plutôt qu'un seul gros tuyau

Là où ça devient malin, c'est dans l'approche choisie par les équipes de Microsoft Research. Au lieu d'envoyer les données par quelques canaux ultra-rapides à 100 Gbps chacun (l'approche classique de la fibre laser), MOSAIC utilise des centaines de canaux parallèles plus lents.

Imaginez une autoroute à 8 voies où chaque voiture roule à 200 km/h. MOSAIC, c'est plutôt 400 petites routes où les voitures roulent à 50 km/h. Au final, le débit total est le même, mais chaque voie consomme beaucoup moins d'énergie.

Concrètement, une matrice de 20 sur 20 MicroLED, soit 400 canaux à 2 Gbps chacun (2 milliards de bits par seconde par canal), permet d'atteindre 800 Gbps au total. Le tout sur une puce de moins d'un millimètre carré. Pour mettre ça en perspective, 800 Gbps permettent de télécharger un film en 4K de 2 heures en environ 0,05 seconde.

De l'endoscopie médicale aux serveurs

L'autre pièce du puzzle, c'est le type de fibre utilisé. MOSAIC n'emploie pas de la fibre optique classique mais de la fibre d'imagerie, celle qu'on retrouve dans les endoscopes médicaux (ces caméras miniatures qu'on insère dans le corps pour examiner les organes). À l'intérieur, des milliers de micro-cœurs transmettent chacun un canal optique indépendant.

Paolo Costa, directeur de recherche chez Microsoft et chef du projet, résume la trouvaille : la fibre d'imagerie ressemble à une fibre standard, mais à l'intérieur elle contient des milliers de cœurs. C'était la pièce manquante pour transporter des centaines de canaux dans un seul câble.

Les prototypes, qui occupaient au début un banc de labo entier, ont été miniaturisés en un transceiver (un petit boîtier qui convertit les signaux lumineux en signaux électriques) de la taille d'un pouce. Il se branche directement sur un serveur, comme un câble classique.

Des chiffres qui donnent le tournis

Les gains annoncés sont costauds.

L'énergie consommée chute de 68% par câble, soit plus de 10 watts économisés par liaison. Ça paraît anodin, mais à l'échelle d'un datacenter Microsoft qui compte des millions de connexions, ça représente plus de 100 mégawatts par an. Assez pour alimenter 300 000 foyers.

La portée passe à 50 mètres, contre moins de 2 mètres pour le cuivre. Ça semble modeste dit comme ça, mais dans un datacenter, ça change tout. On peut espacer les racks, améliorer le refroidissement, et réorganiser l'architecture physique des salles serveur.

Côté fiabilité, Microsoft annonce un facteur 100 par rapport aux liaisons optiques actuelles. Les lasers sont capricieux : sensibles à la température, à la poussière, à l'humidité. Les MicroLED, beaucoup moins.

Et MOSAIC est conçu pour monter en puissance. La feuille de route prévoit 1,6 puis 3,2 Tbps (térabits par seconde, soit des milliers de milliards de bits par seconde), simplement en augmentant le nombre de canaux.

Hollow Core Fiber : l'autre révolution en parallèle

En complément de MOSAIC, Microsoft déploie déjà la Hollow Core Fiber (HCF), ou fibre à cœur creux. Au lieu de faire passer la lumière dans du verre plein comme avec la fibre classique, la HCF la fait voyager dans de l'air.

Pourquoi c'est important ? La lumière se déplace 47% plus vite dans l'air que dans le verre. Résultat : 47% de transmission plus rapide et 33% de latence en moins. La latence, c'est le délai entre l'envoi et la réception d'un signal, un paramètre critique pour les applications temps réel comme le jeu en cloud ou l'inférence IA.

Microsoft a racheté Lumenisity, le spécialiste britannique de la HCF, en 2022, et déploie cette fibre dans ses régions Azure depuis 2024. MOSAIC pour les connexions courtes à l'intérieur du datacenter, HCF pour les liaisons longue distance entre datacenters : les deux technologies se complètent parfaitement.

MediaTek dans la boucle, commercialisation fin 2027

Microsoft ne compte pas garder cette techno pour lui. Le géant a noué un partenariat avec MediaTek, le fabricant de puces taïwanais, pour miniaturiser les transceivers et préparer la production de masse.

Le papier de recherche décrivant MOSAIC a remporté le prix du meilleur article à l'ACM SIGCOMM, l'une des conférences les plus prestigieuses en réseaux informatiques. Ça vient valider les fondamentaux scientifiques du projet.

Doug Burger, vice-président technique chez Microsoft Research, ne cache pas son enthousiasme. Selon lui, l'idée initiale d'utiliser des LED pour transmettre des données moins cher et avec moins d'énergie que le cuivre et la fibre ressemblait à un fantasme. Cette percée a le potentiel de transformer quasiment chaque aspect de l'infrastructure informatique.

Frank Rey, directeur général d'Azure Hyperscale Networking, insiste sur l'aspect économique : avec les MicroLED, on a l'efficacité pure d'une LED par rapport à un laser. Ça a un impact direct sur la facture énergétique de n'importe quel datacenter.

La commercialisation avec des partenaires industriels est prévue pour fin 2027.

Pourquoi ça nous concerne tous

Ça ressemble à une histoire d'infrastructure lointaine, mais tous les services cloud que vous utilisez au quotidien, que ce soit OneDrive, Teams, ou n'importe quelle appli tournant sur Azure, dépendent de ces connexions entre serveurs.

Des câbles plus rapides, moins gourmands et plus fiables, ça veut dire des services cloud plus réactifs, des modèles d'IA qui s'entraînent plus vite, et une empreinte énergétique réduite. Quand on sait que les datacenters représentent environ 1 à 2% de la consommation électrique mondiale, et que ce chiffre ne fait que grimper avec le boom de l'IA, chaque watt économisé compte.

Microsoft joue ici un coup d'avance. En maîtrisant à la fois la techno d'interconnexion (MOSAIC) et le medium de transport (Hollow Core Fiber), la firme de Redmond se construit un avantage structurel sur ses concurrents AWS et Google Cloud. Le genre d'avance qui ne se rattrape pas en quelques mois.