Revolution im Rechenzentrum
Q.ANT: photonische Prozessoren sind bis 2030 Mainstream
Ein Meilenstein in der Geschichte der Hochleistungsrechner: Mit der Inbetriebnahme des weltweit ersten photonischen KI-Servers im Leibniz-Rechenzentrum (LRZ) beginnt eine neue Ära der Datenverarbeitung.
Entwickelt vom Stuttgarter Deep-Tech-Unternehmen Q.ANT, verspricht der sogenannte Native Processing Server (NPS) eine dramatische Steigerung der Rechenleistung bei gleichzeitig drastisch reduziertem Energieverbrauch.
»Rechnen mit Licht statt Strom – was lange nach Science-Fiction klang, wird jetzt Wirklichkeit«, sagte Bayerns Wissenschaftsminister Markus Blume bei der feierlichen Inbetriebnahme des Systems in Garching. »90 Prozent weniger Energieverbrauch bei 100-facher Leistung. Das zeigt, welches Potenzial in unseren Forschungseinrichtungen steckt – und was möglich ist, wenn Wissenschaft, Wirtschaft und Staat gemeinsam anpacken.«
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Licht statt Elektronen – der Durchbruch
Im Gegensatz zu klassischen Halbleiter-Chips setzt der photonische Prozessor auf Licht als Trägermedium für Datenverarbeitung. Weil auf dem Chip keine Wärme entsteht, entfallen kostenintensive Kühlmaßnahmen. Die Vorteile sind deutlich messbar: Der Stromverbrauch kann pro Anwendung um das bis zu 90-Fache gesenkt werden – bei gleichzeitiger 100-facher Leistungssteigerung.
»Photonische Prozessoren bieten einen neuartigen und vielversprechenden Weg, um KI- und Simulations-Workloads zu beschleunigen und gleichzeitig unseren ökologischen Fußabdruck deutlich zu verringern«, erklärte Prof. Dr. Dieter Kranzlmüller, Vorsitzender des Direktoriums des LRZ. »Mit diesem Praxiseinsatz kommen wir unserem Ziel entscheidend näher, energieeffiziente Infrastrukturen für Supercomputing und KI zu etablieren.«
Unterstützung aus der Politik
Ermöglicht wurde das Projekt durch Fördermittel des Bundesministeriums für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR). Dessen Ministerin Dorothee Bär betonte: »Die Integration des photonischen Prozessors von Q.ANT in das Leibniz-Rechenzentrum ist ein beeindruckender Beweis für deutsche Spitzentechnologie und eine Erfolgsgeschichte der deutschen Forschungsförderung.«
Bär unterstrich, dass die Bundesregierung ihre Hightech-Agenda weiter intensivieren werde: »Wie hier in Garching setzen wir dabei auf die enge Zusammenarbeit von Forschung und Unternehmen.«
Von der Forschung direkt in die Anwendung
Für Q.ANT-CEO und Gründer Dr. Michael Förtsch ist die Partnerschaft mit dem LRZ ein entscheidender Schritt: »Erstmals in der Geschichte betreiben wir photonische Prozessoren in einem Höchstleistungsrechenzentrum mit realen Aufgaben. Damit zeigen wir, dass lichtbasierte Prozessoren den Weg aus der Forschung in die reale Anwendung gefunden haben.«
Ziel ist es, Photonic Computing bis 2030 in den Mainstream zu überführen. Der Native Processing Server lässt sich nahtlos in bestehende Infrastrukturen integrieren – über PCIe-Schnittstellen und mit Unterstützung gängiger KI-Frameworks wie TensorFlow, PyTorch oder Keras.
Von der Klimamodellen bis zur Medizintechnik
In der ersten Evaluierungsphase werden mehrere Einheiten des photonischen Co-Prozessors im LRZ installiert und auf konkrete Szenarien wie KI-Inferenz, Computer Vision oder Physiksimulationen getestet. Später soll die Technologie in anspruchsvollen Bereichen wie Klimaforschung, medizinischer Echtzeitbildgebung und Materialsimulationen für die Fusionsforschung zum Einsatz kommen.
In der ersten Evaluierungsphase im LRZ werden mehrere Einheiten der neuesten Generation des Q.ANT NPS installiert, geeignete Benchmark-Workloads ausgewählt und reale Anwendungsszenarien getestet – insbesondere in den Bereichen KI-Inferenz, Computer Vision und Physiksimulationen. In späteren Phasen kommen NPS-Einheiten der zweiten und dritten Generation für eine vertiefende Bewertung zum Einsatz. »Die Erforschung von Rechenarchitekturen der Zukunft zusammen mit Partnern wie Q.ANT wäre ohne die kontinuierliche politische Unterstützung auf nationaler wie bayerischer Ebene nicht möglich«, betont Kranzlmüller.
Q.ANT wurde 2018 von Dr. Michael Förtsch gegründet und ist auf photonische Prozessorsysteme spezialisiert. Die Technologie basiert auf der firmeneigenen »Light Empowered Native Arithmetics«-Architektur und wird derzeit exklusiv an ausgewählte Partner ausgeliefert.
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