Les puces en verre devraient rendre les centres de données beaucoup plus efficaces
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À l’échelle mondiale, de plus en plus de centrales électriques sont construites pour satisfaire l’appétit énergétique croissant des centres de données. Dans le cadre de la Green IT, il serait préférable d’améliorer l’efficacité des centres de données. Une possibilité : remplacer le silicium comme support de stockage par des puces en verre.
L’essentiel
- Problème énergétique : Les centres de données consomment 1 à 1,5 % de l’électricité mondiale – tendance à la hausse.
- Solution photonique : Les puces fonctionnant avec la lumière au lieu de l’électricité réduisent considérablement la consommation d’énergie.
- Verre au lieu de silicium : Le startup milanais Ephos remplace le silicium par du verre – 20 fois plus efficace énergétiquement.
- Moins de refroidissement : Les puces en verre fonctionnent à température ambiante et économisent jusqu’à 50 % des coûts totaux.
- Volume du marché : Le marché de la photonique devrait passer de 984 milliards de dollars (2024) à 1 600 milliards de dollars (2032).
Mauvaise nouvelle pour les amateurs de DVD. Comme Warner Bros. vient de le confirmer, beaucoup d’entre eux, notamment ceux des années 2006 à 2008, sont littéralement en train de se dégrader. En revanche, le verre est depuis longtemps considéré comme un candidat potentiel pour conserver les données textuelles, visuelles, sonores et vidéo pour l’éternité.
Un article de la rubrique Euronews « The Big Question » laisse espérer que le verre, en combinaison avec la photonique, pourrait être la réponse à la manière dont les centres de données deviennent plus efficaces grâce à ce support de stockage alternatif. L’objectif est de ne pas avoir besoin de construire constamment de nouvelles centrales électriques pour satisfaire leur appétit énergétique. Et de réduire les coûts en même temps.
Selon l’Agence internationale de l’énergie, les centres de données représentent actuellement environ 1,0 à 1,5 % de la consommation mondiale d’électricité. En Irlande, avec ses nombreux centres de données, ce chiffre atteint même 20 %. Si les capacités continuent de croître à ce rythme, tous les centres de données ensemble consommeront environ 1 000 térawattheures d’électricité par an en 2026, soit environ autant que le Japon.
Les puces en verre ont peu besoin de refroidissement
Un défi qui peut être relevé grâce à l’utilisation de la photonique et du verre comme matériau alternatif pour les puces correspondantes. Les puces photoniques utilisent la lumière au lieu de l’électricité pour traiter et stocker les données. Elles ne trouvent pas seulement une utilisation variée dans la communication de données, mais aussi comme dispositifs Lab-on-a-Chip ou LOC pour le domaine de la santé, ou encore dans la conduite autonome et l’ingénierie. Le marché mondial de la photonique avait déjà un volume de 983,5 milliards de dollars (906,6 milliards d’euros) en 2024 et devrait atteindre 1 642,6 milliards de dollars d’ici 2032, selon Fortune Business Insights.
Google est actuellement la seule entreprise à utiliser la photonique à grande échelle. Le géant technologique et hyperscaler a ainsi pu réduire la consommation d’énergie de ses propres centres de données de 40 % – et économiser beaucoup d’argent pour l’installation de l’infrastructure réseau. L’entreprise milanaise Ephos fabrique ces puces photoniques et est un acteur révolutionnaire de la branche, car elle remplace le silicium de ses puces par du verre. Cependant, Google n’utiliserait actuellement que des puces en silicium, comme l’a déclaré le PDG et fondateur Andrea Rocchetto dans le reportage vidéo de « The Big Question ». Les puces en verre seraient en revanche 20 fois plus efficaces sur le plan énergétique.
Ephos promet des économies de 50 %
« Nous fabriquons des puces en verre. Le verre a une propriété particulière. C’est le même matériau dont sont fabriquées les fibres optiques. En utilisant le même matériau que pour les fibres optiques, nous pouvons minimiser une sorte de perte de signal qui se produit lorsque l’on colle une fibre optique et une puce ensemble », explique le PDG d’Ephos. Les puces en verre de son entreprise fonctionnent également à température ambiante.
Cela signifie beaucoup moins de besoin de refroidissement, ce qui rend les entreprises moins dépendantes des pays ou régions où il fait plus froid, comme en Irlande, en Islande ou dans le nord de la Scandinavie, où le refroidissement est plus ou moins gratuit.
Dix pour cent des coûts énergétiques d’un centre de données sont imputables à la mise en réseau, 40 % au refroidissement. « Grâce à l’utilisation de technologies photoniques comme celles d’Ephos, environ 50 % des coûts peuvent donc être économisés », déclare Rocchetto.
Aspects de sécurité de la nouvelle technologie
Le passage à une infrastructure basée sur la photonique a également des implications en matière de sécurité. Les signaux optiques sont fondamentalement plus difficiles à intercepter que les signaux électriques – un branchement physique des fibres optiques nécessite beaucoup plus d’efforts et laisse des pertes de signal mesurables. Pour les centres de données traitant des données sensibles, l’architecture photonique pourrait donc offrir un avantage de sécurité supplémentaire.
Simultanément, la technologie pose de nouvelles questions : à quel point les processus de fabrication sont-ils sûrs ? À quel point la chaîne d’approvisionnement pour les puces en verre spécialisées est-elle résiliente ? Et comment la surface d’attaque change-t-elle lorsque les réseaux optiques remplacent les réseaux électriques dans les centres de données ? La communauté de la sécurité observe cette évolution de près.
Le choix de l’emplacement devient plus flexible
Jusqu’à présent, les hyperscalers devaient prendre en compte le refroidissement lors du choix de l’emplacement pour les centres de données – une raison pour laquelle la Scandinavie, l’Islande et l’Irlande sont préférées comme sites. Les puces en verre fonctionnant à température ambiante réduiraient cette dépendance. Les centres de données pourraient être construits plus près des utilisateurs, ce qui réduit les latences et renforce la souveraineté numérique – un aspect qui gagne en importance pour les entreprises européennes et la conformité au RGPD.
Key Facts sur un coup d’œil
Consommation électrique mondiale des centres de données : 1,0-1,5 % de la consommation globale, projection pour 2026 : environ 1 000 TWh/an
Irlande : 20 % de la consommation nationale d’électricité attribuée aux centres de données
Économies de Google : Réduction de 40 % de la consommation énergétique grâce à la photonique
Verre contre silicium : 20 fois plus efficace énergétiquement, selon Ephos
Économie globale : Jusqu’à 50 % des coûts des centres de données (10 % pour la connectivité + 40 % pour le refroidissement)
Marché de la photonique : 984 milliards USD (2024) → 1 643 milliards USD (2032)
Fait : Selon l’AIE, les centres de données consomment environ 1,5 % de la demande mondiale d’électricité – tendance à la hausse.
Fait : Gartner prévoit que, d’ici 2028, plus de 30 % des nouveaux centres de données adopteront des technologies de puces de nouvelle génération axées sur l’efficacité énergétique.
Questions fréquentes
Qu’est-ce qu’une puce photonique ?
Les puces photoniques utilisent la lumière plutôt que le courant électrique pour traiter et transmettre les données. Elles sont employées dans la communication de données, les dispositifs « laboratoire-sur-puce » (Lab-on-a-Chip) appliqués au secteur de la santé, la conduite autonome ou encore l’ingénierie. Grâce à l’utilisation de la lumière, elles fonctionnent de façon plus économe en énergie et génèrent moins de chaleur résiduelle.
Pourquoi le verre est-il meilleur que le silicium pour les puces photoniques ?
Le verre est le même matériau utilisé pour fabriquer les fibres optiques. Lorsque la puce et la fibre optique sont réalisées dans le même matériau, les pertes de signal à l’interface disparaissent. Par ailleurs, les puces en verre fonctionnent à température ambiante, ce qui réduit drastiquement le besoin de refroidissement – selon Ephos, elles sont 20 fois plus économes en énergie que les puces photoniques à base de silicium.
Quelle est la consommation actuelle d’électricité des centres de données ?
Selon l’Agence internationale de l’énergie, les centres de données représentent environ 1,0 à 1,5 % de la consommation mondiale d’électricité. Avec une croissance continue, ils devraient consommer environ 1 000 térawattheures par an en 2026 – soit autant que le Japon tout entier. En Irlande, ils absorbent déjà 20 % de la consommation nationale.
Qui utilise déjà la photonique dans les centres de données ?
Google est actuellement la seule entreprise à déployer la photonique à grande échelle, ayant ainsi réduit de 40 % la consommation énergétique de ses centres de données. Toutefois, Google utilise aujourd’hui des puces photoniques à base de silicium. La start-up milanaise Ephos développe quant à elle la prochaine génération, avec le verre comme matériau de base.
Quels avantages en matière de sécurité offrent les réseaux optiques ?
Les signaux optiques sont, par nature, plus difficiles à intercepter que les signaux électriques. Un branchement physique sur une fibre optique exige davantage de moyens techniques et entraîne des pertes de signal détectables. Pour les centres de données traitant des données sensibles, l’architecture photonique offre donc un avantage de sécurité supplémentaire.
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Perspectives des décideurs sur l’efficacité des centres de données : digital-chiefs.de
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