Os data centers estão explodindo com a demanda por IA, o que exerce uma pressão significativa sobre a infraestrutura de conectividade que os conecta. É um estresse que os fornecedores de rede estão correndo para resolver.

Esse estresse é evidente na infinidade de projetos recentes de expansão e aprimoramento relacionados à IA anunciados por empresas que atuam em toda a pilha de redes. Essas mudanças se baseiam tanto na necessidade de aumentar a capacidade das redes que operam entre data centers centralizados com IA quanto na necessidade de minimizar a latência das localizações de Edge.

Jeetu Patel, diretor de produto da Cisco, disse recentemente aos participantes de uma conferência de analistas que três ondas de tráfego relacionadas à IA vão estressar as arquiteturas de rede atuais e forçar uma reformulação completa da infraestrutura do data center até o campus Edge.

Patel explicou que a primeira onda vem dos chamados "chatbots", em que "faço uma pergunta, recebo uma resposta de volta", acrescentando que essas plataformas de IA "têm padrões de tráfego muito picantes", em que "a utilização dispara e depois volta a cair imediatamente"."

Patel observou que esse padrão está sendo tratado adequadamente pelas arquiteturas de rede atuais.

A próxima onda de tráfego impulsionada por IA vem da IA agêntica, que está pronta para amplificar esses picos de chatbots a um nível de atividade mais alto e sustentado.

"Os padrões de tráfego vêm se tornando cada vez mais sustentados e persistentes ao longo do tempo", observou Patel sobre esse modelo. "E, assim, nossa infraestrutura atual simplesmente não foi concebida para acomodar esse nível de tráfego."

O terceiro padrão é o que Patel chamou de "IA física, em que você vai precisar de mais computação baseada em Edge e redes baseadas em Edge, o que só vai aumentar os requisitos."

Patel explicou que esses dois últimos padrões de tráfego estão impulsionando requisitos aprimorados de infraestrutura "tanto nas filiais do campus quanto nos data centers", e que este último também precisa cumprir limitações de energia.

"E o que você está começando a ver é uma reestruturação dos data centers para acomodar esse novo volume de uso", explicou Patel.

"E você também está começando a ver uma reestruturação das redes das filiais do campus, porque tudo, desde o WiFi até a troca de roteamento, precisa ser repensado."

O Dell'Oro Group reforçou essa preocupação em um relatório recente, que previu um aumento dos gastos com equipamentos de switch Ethernet no campus, "à medida que as empresas investem em redes de maior capacidade"."

"O amplo uso de agentes de IA deve impor novos requisitos à [LAN]", escreveu Siân Morgan, diretora de pesquisa do Dell'Oro Group. "Ainda é cedo para determinar exatamente como isso vai se desenrolar, mas padrões de tráfego, volumes e sensibilidade à latência provavelmente vão mudar – deixando espaço para diferenciação de produtos pelos fornecedores de switches do campus. As empresas reconhecem a importância de uma LAN de alto desempenho, especialmente ao planejar a implementação de casos de uso de IA."

Pressão sobre – ou sob – a rua

Essa enxurrada de necessidade está forçando os fornecedores a atacar o problema de forma seletiva.

John Coster, gerente de inovação, planejamento e estratégia da T-Mobile US, abordou esse desafio durante um painel no evento Yotta 2025, em Las Vegas.

"Pense em cerca de 201 km como um milissegundo, e você tem cerca de 48 km entre torres, então pense em cerca de 161 km de torre a torre do ponto de vista da fibra", disse Coster, acrescentando a ida e volta para os dados que viajam por essa rede de fibra. "Nós miramos em 10 milissegundos [de latência] e há pessoas que dizem que, com [realidade aumentada] e [realidade virtual], você quer ver menos de três [segundos de latência]."

Coster disse que a T-Mobile US trabalha com desenvolvedores de aplicativos, como as empresas por trás dos veículos autônomos, para superar esse déficit de latência, ajustando a capacidade de processamento dentro de um veículo e quais dados precisam ser enviados de um lado para o outro por uma rede de fibra.

"Há tantas incógnitas agora; está evoluindo e todo mundo meio que tentando se adaptar", disse Coster. "Quanto investimos em IA Edge para lidar com os tipos de tráfego quando não sabemos quem é o cliente? É um processo um pouco inventivo."

Mudança na arquitetura de rede para IA

O CTO da Lumen Technologies, Dave Ward, explicou a profundidade e o desafio desse dilema da arquitetura de rede em uma entrevista à DCD no ano passado.

"Existem tantas limitações de capacidade associadas à construção de IA: energia — literalmente energia da rede — e onde você pode colocar seu data center. Consegue obter as GPUs?" Ward diz. "Essa capacidade de rede é um recurso muito escasso, especialmente onde data centers ou data centers de IA estão sendo construídos."

A empresa de análise LightCounting, por exemplo, prevê que o aumento do uso da IA resultará em um aumento significativo nas vendas este ano de transceptores ópticos Ethernet usados em clusters de IA.

"O que isso significa para nós, como parceiros de conectividade, é que planejamos construir um tecido de IA entre esses locais e os principais data centers, que tenha o poder, tamanho e escala adequados para hospedar GPUs e cargas de trabalho de IA, além de criar um tecido de conectividade especializado justamente para esse propósito", diz Ward sobre esse esforço. "Tanta fibra e tantas ondas são necessárias, e isso realmente se tornou um segmento diferente de outros segmentos econômicos da nuvem que estão chegando, e podemos construir só para isso."

Ward recentemente redigiu um white paper da Lumen que pediu um "reset das capacidades da rede", argumentando que os sistemas atuais não estão preparados para atender às demandas da próxima geração de nuvem.

Esse reinício incluiu a necessidade de ampliar a conectividade de fibra e óptica para áreas com energia e centros de dados planejados. Isso exigirá trabalho com hiperescaladores e empresas para direcionar a expansão para mercados de segundo nível.

"Essa explosão de clusters de operadores de data centers rurais só agrava ainda mais os problemas atuais de arquitetura", diz o white paper. "Em vez de fazer backhalogging para uma grande área metropolitana para encontrar uma interconexão de instalação neutra em relação à operadora, uma nova interconexão local pode ser muito mais eficiente. A Lumen identificou dezenas de novos clusters de data centers espalhados pelos EUA que exigirão serviços de fibra, ondas e IP."

Densidade escura e programabilidade poderosa

O white paper da Lumen também sugere que é necessária mais "conectividade feita para propósito" para realmente atender às demandas de cargas de trabalho em IA. Em vez de conectar tudo igualmente, a ideia de Ward e Lumen de redes orientadas a propósito incluiria o uso de mais redes de fibra escura para ajudar a conectar as instalações.

Data centers distribuídos são de interesse crescente entre os hiperescaladores, com soluções como o Spectrum-XGS da Nvidia buscando transformar múltiplos data centers díspares em "superfábricas de IA" unificadas, segundo o termo da fabricante de chips.

Ward escreveu: "Embora esperemos que essas fábricas se comuniquem principalmente entre si por meio de treinamento distribuído e fragmentado e de reforço em escala industrial, elas também irão interagir com a já sobrecarregada arquitetura Cloud 1.0 nas grandes áreas metropolitanas para distribuir inferência e trocar dados e modelos com parceiros", escreveu Ward.

Além da fibra escura, Ward e a equipe da Lumen querem que redes suportem cargas de trabalho de próxima geração com subposições programáveis. Isso permitiria que os operadores empregassem a largura de banda das instalações para a nuvem e criassem tecidos conforme necessário, com túneis SD-WAN e Secure Access Service Edge (SASE) ajudando a manter as cargas de trabalho seguras.

"Empresas interconectadas certamente se transformarão com a Nuvem 2.0", acrescentou. "Tanto as redes públicas quanto as privadas na internet precisam se tornar mais rápidas – além de mais seguras, distribuídas e programáveis – para atender às novas demandas. … A maioria das bases arquitetônicas que definiram a Cloud 1.0 está obsoleta e não atende aos requisitos da nova era da nuvem."

Essa necessidade de manter-se à frente da demanda deve impulsionar investimentos significativos na rede nos próximos anos. Isso incluirá tanto a extensão dessas redes quanto a tecnologia para maximizar a eficiência dessas implantações, investimentos que precisarão permanecer alinhados à expansão de data centers impulsionada pela IA.