Sur une table métallique dotée de supports verticaux, des câbles lumineux et des voyants éclairent un ensemble complexe de machines.

Grâce à des MicroDEL abordables, l’innovation réseau de Microsoft vise à rendre les centres de données plus efficaces

CAMBRIDGE, R.-U. — Avant d’apparaître sur un écran dans vos mains ou sur votre bureau, cette histoire et ses photos existaient sous forme d’impulsions lumineuses, envoyées par des lasers, qui ont traversé des filaments de verre aussi fins qu’un cheveu humain.

C’est un miracle invisible de l’ingénierie. Comme les données et les services nous sont livrés de façon transparente grâce aux câbles à fibre optique, on n’y pense même pas.

Des changements novateurs s’annoncent dans ce qu’un expert de Microsoft a qualifié de « plomberie numérique » qui rend cette magie possible.

Une invention de Microsoft qui utilise des MicroDEL abordables et qui vise à offrir une alternative plus efficace aux câbles servant à transmettre des données à l’intérieur des centres de données devrait être commercialisée avec des partenaires industriels à la fin de 2027, selon le chercheur principal du projet.

Le développement de ce nouveau système arrive à point nommé. Avec la croissance rapide de l’IA et de la demande pour l’infonuagique, les technologies réseau actuelles atteignent de plus en plus leurs limites physiques en matière de distance, de consommation d’énergie, de densité et de fiabilité.

La nouvelle technologie MicroDEL , conçue par le laboratoire de recherche de Microsoft à Cambridge, au Royaume-Uni, en collaboration avec des équipes d’Azure Core, Azure Hardware Systems and Infrastructure et Microsoft 365, présente plusieurs avantages par rapport aux types de câbles actuellement utilisés.

Les chercheurs prévoient qu’elle consommera environ 50 % moins d’énergie que les câbles optiques à base de laser les plus répandus, selon les tests en laboratoire de l’équipe sur le nouveau système et les estimations de sa performance en déploiement.

En se référant à la recherche évaluée par des pairs de l’équipe, le chercheur principal du projet, Paolo Costa, affirme que la technologie sera aussi moins coûteuse à fabriquer et présentera d’autres avantages, comme une durée de vie plus longue.

Une femme, à gauche, et deux hommes debout à côté d’une grande table couverte de machinerie complexe, de câbles et de fils. Ils l’examinent de près.
De gauche à droite, Kaoutar Benyahya, Kai Shi et Paolo Costa – chercheurs chez Microsoft faisant partie de l’équipe qui a mis au point le nouveau système de câblage MicroLED – posent avec l’un des prototypes utilisés pour développer la technologie. Photo de Chris Welsch pour Microsoft.

L’équipe de Microsoft a récemment réalisé un projet de preuve de concept avec MediaTek et d’autres fournisseurs afin de miniaturiser la technologie MicroDEL et de l’intégrer à un dispositif émetteur-récepteur compatible avec l’équipement actuellement utilisé dans les centres de données.

La nouvelle technologie utilise des MicroDEL abordables et disponibles sur le marché, plutôt que des lasers, ainsi qu’un autre type de câble commercial, connu sous le nom générique de fibre d’imagerie, pour transporter les photons d’un bout à l’autre.

« La fibre d’imagerie ressemble à une fibre standard, mais à l’intérieur, elle contient des milliers de cœurs, » explique Costa, gestionnaire partenaire de recherche chez Microsoft. Il précise que cette technologie existe déjà dans les câbles utilisés pour l’endoscopie médicale, qui servent essentiellement à envoyer une petite caméra à l’intérieur du corps humain. « C’était la pièce manquante. Nous avions enfin une façon de transporter des milliers de canaux parallèles dans un seul câble. »

À l’intérieur des centres de données, deux types de câbles sont généralement utilisés pour transmettre les données entre serveurs : les câbles à fibre optique qui transportent des photons générés par des lasers, et, pour les connexions plus courtes, plus rapides et plus fiables, les câbles de cuivre qui transmettent les données via des électrons.

Chacun a ses limites. Le cuivre ne peut établir une connexion que sur environ deux mètres lorsqu’il s’agit de transmettre des volumes élevés de données. Le câblage de cuivre est généralement utilisé dans une seule baie pour connecter les unités de traitement graphique (GPU), maintenant courantes, surtout pour les applications en intelligence artificielle. Les câbles à fibre optique peuvent couvrir de bien plus grandes distances (comme traverser le plancher de l’océan Pacifique, par exemple). Mais plus la distance et le volume de données augmentent, plus on rencontre des enjeux de fiabilité et de consommation d’énergie.

La nouvelle technologie résout en grande partie ces limitations : les MicroDEL sont plus fiables que les câbles à fibre optique alimentés par laser, lesquels sont vulnérables aux variations de température et même à la poussière, et consomment beaucoup moins d’énergie.

Les câbles à fibre optique actuels à base de laser transmettent les données sous forme d’impulsions lumineuses à travers quelques canaux seulement. Comme le décrit Costa, il s’agit de l’approche « étroite et rapide » pour la transmission de données.

Le système MicroDEL, avec ses milliers de canaux indépendants, envoie les photons selon des motifs que Costa compare à des codes QR. Il décrit cela comme l’approche « large et lente ». On transfère autant de données grâce à la largeur, un peu comme une rivière large et lente versus un ruisseau étroit et rapide, les deux transportant le même volume d’eau. « Le concept initial d’utiliser des DEL pour transmettre des données à moindre coût — et à faible consommation — que le cuivre ou la fibre optique semblait être un fantasme, » explique Doug Burger, assistant technique et vice-président des laboratoires de recherche chez Microsoft. « Cette percée pourrait transformer presque tous les aspects de l’infrastructure informatique… en commençant par les câbles optiques à large bande passante. »

Gros plan de câbles bleus branchés à de l’équipement noir.
La technologie de fibre à cœur creux (HCF) de Microsoft est conçue pour fonctionner avec les équipements à fibre monomode (SMF) déjà en place, ce qui facilite l’installation et donne la flexibilité de l’utiliser à grande échelle.

La fibre à cœur creux déjà en usage

Le câblage MicroDEL n’est pas la seule innovation en réseautique qui transforme la façon dont les données sont transmises. Une autre avancée, appelée fibre à cœur creux (HCF), est déjà déployée dans certaines régions Microsoft Azure et est en voie d’être implantée dans d’autres à l’échelle mondiale.

Les deux technologies seront présentées lors de la Conférence et exposition sur les communications par fibre optique (OFC) 2026 en mars, incluant la recherche et les avancées sur la HCF et les MicroDEL.

Au lieu de transporter les photons dans la fibre, la HCF, comme son nom l’indique, transporte les signaux dans un cœur creux, à travers l’air, ce qui permet à la lumière de circuler encore plus rapidement, réduisant ainsi la latence sur la même distance ou permettant d’atteindre une plus grande distance à une latence équivalente. Cela signifie qu’un centre de données pourrait être situé plus loin sans perdre la vitesse et la réactivité auxquelles les consommateurs sont habitués. Cette innovation a été sélectionnée parmi les plus grandes inventions de l’année 2025 par le magazine Time.

Microsoft a conclu des accords de fabrication pour augmenter la production de HCF afin d’équiper davantage de ses centres de données à l’échelle mondiale.

Frank Rey est directeur général du réseautage à grande échelle Azure chez Microsoft. Il explique que même s’il décrit parfois son travail comme étant celui d’un « plombier numérique », son équipe est en réalité « responsable de toutes les pièces, boîtes et fils qui composent le réseau mondial de Microsoft ».

Selon Rey, la HCF et le nouveau système MicroDEL sont des technologies complémentaires, qui permettent toutes deux à Microsoft d’atteindre ses objectifs de fournir les services infonuagiques Azure de façon la plus rapide et efficace possible.

De façon générale, selon les concepteurs, le système MicroDEL servira à l’intérieur des centres de données pour connecter les serveurs et les GPU. La HCF peut couvrir de très grandes distances, pour desservir les clients et relier les centres de données, selon Rey, même si elle pourrait éventuellement aussi jouer un rôle à l’intérieur des centres de données.

Selon Rey, deux grands avantages de la fibre à cœur creux sont que la HCF permet un transfert de données jusqu’à 47 % plus rapide et environ 33 % moins de latence comparativement à la fibre conventionnelle monomode (SMF), d’après les recherches publiées . La HCF a été développée à l’Université de Southampton et perfectionnée dans une entreprise dérivée appelée Lumenisity, acquise par Microsoft en 2022.

« Avec MicroDEL, on bénéficie de l’efficacité pure des DEL par rapport au laser, » dit-il. « Cela a un impact direct sur la consommation d’énergie dans un centre de données donné. Puis la fibre à cœur creux nous permet d’étendre la zone desservie par un centre de données et une région Azure. De plus, si l’on peut parcourir une distance beaucoup plus grande avant d’avoir besoin d’amplification de signal, cela signifie moins de bâtiments, moins de puissance, moins de générateurs, moins d’énergie. » Rey précise que la HCF et le système MicroDEL sont conçus pour pouvoir être installés rapidement et facilement dans les centres de données Microsoft et ailleurs

Les mains d’un homme tiennent une boucle de câble noir fin et deux boîtiers rectangulaires brillants, chacun de la taille d’un gros pouce humain.
Paolo Costa tient en main un des nouveaux câbles MicroLED avec deux émetteurs-récepteurs attachés. Ces émetteurs-récepteurs contiennent l’équipement permettant de convertir les photons en données exploitables. Photo de Chris Welsch pour Microsoft.
Gros plan d’une femme aux cheveux noirs frisés, concentrée sur un dispositif mécanique complexe.
Kaoutar Benyahya, chercheuse chez Microsoft à Cambridge (R.-U.), travaille sur un élément du système MicroLED conçu pour remplacer les câbles à fibre optique dans les centres de données. Photo de Chris Welsch pour Microsoft.

Explorer le champ des possibles

Dans le labo de Cambridge, un prototype fonctionnel du système MicroDEL occupe une bonne partie d’une table de travail, avec un enchevêtrement de câbles lumineux posés sur une armature métallique qui supporte des lentilles, des capteurs d’image et des lumières MicroDEL. Pour relever un défi de cette ampleur, Microsoft a mobilisé une équipe d’experts composée d’un informaticien, d’un spécialiste en logique numérique, de concepteurs en ingénierie optique, de spécialistes en photonique intégrée électronique et en encapsulation, d’un ingénieur mécanique ainsi que d’experts en communications optiques et en traitement du signal.

Costa a débuté ses travaux chez Microsoft Research sur un projet portant sur les commutateurs optiques, mais les chercheurs se sont vite rendu compte que pour utiliser de tels commutateurs, il leur faudrait une approche différente pour les connecter.

« Juste avant le début de la pandémie, on a commencé à réfléchir à comment rendre les liens plus efficaces, et c’est là qu’on s’est tournés vers le développement de l’approche MicroDEL, » explique-t-il.

Depuis, Costa et son équipe ont mis au point le système que l’on peut voir sur la paillasse du laboratoire et, en collaboration avec MediaTek et d’autres fournisseurs, ils ont récemment miniaturisé l’ensemble pour que tout tienne dans un transcepteur métallique, qui se branche à un serveur et dont la taille équivaut à peu près à celle d’un gros pouce.

Ce transcepteur contient une mini-version de tout l’équipement qui encombre la table du laboratoire. De minuscules lentilles guident la lumière vers des photodiodes qui la transforment en signaux électriques transportant des données utilisables.

Une fois les données arrivées au serveur, elles deviennent nos courriels, billets de blogue, photos de chats, films en continu et conversations avec l’IA. Un exploit d’ingénierie invisible, parce que ça fonctionne tout simplement.

L’image du haut : Un prototype du nouveau système MicroLED, conçu pour remplacer les câbles à fibre optique et le câblage en cuivre dans les centres de données, est installé sur un établi dans l’un des laboratoires du Centre de recherche Microsoft à Cambridge, au Royaume-Uni. Tous les éléments présents sur cette table ont été miniaturisés pour tenir dans un émetteur-récepteur d’environ la taille d’un pouce, qui peut être branché aux serveurs. Photo de Chris Welsch pour Microsoft.

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