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31–32 2025 www markttechnik de 7 Aktuell www wibu com Lizenzen in HW SW und Cloud Anzeige Die drei Native Processor Server NPS sind bereits in die HPC-Umgebung eingebaut und werden in realen Anwendungsszenarien getestet – insbesondere in den Bereichen KI-Inferenz Computer Vision und Physiksimulationen Bild Componeers legenheit von Dr Michael Förtsch CEO von Q ANT die Grundlagen zu erklären Diese hatte Q ANT mit der Entwicklung der Thin-Film-Lithium-Niobate-Technik gelegt die es erst ermöglicht Licht auf dem Chip effektiv zu leiten und durch die Elemente zu schicken die es schlussendlich erlauben damit zu »rechnen« Zudem erreicht er eine Gleitkommagenauigkeit von nahezu 100 Prozent bei den Rechenoperationen auf dem Chip »Dann bot sich uns noch die Chance für einen überschaubaren Betrag – um Größenordnungen weniger als für die Fertigung heutiger KI-GPU-Chips erforderlich wäre – die photonischen Chips auf einer existierenden CMOS-Linie zu fertigen 2025 im Frühjahr wurde sie offiziell eingeweiht und ging in Betrieb« erklärt Förtsch Das führte er auch gleich vor Ort vor Dorothee Bär durfte den optischen Prozessor bzw den Native Processor Server NPS über ein Tablett bedienen der NPS erkannte über KI live Früchte als Äpfel – viel energieeffizienter als das ein GPUbasiertes System hätte tun können Dazu war eine schlichte PCIe-Karte mit dem photonischen Prozessor erforderlich – wie sie in einem Server im LRZ integriert ist Dass der auf dem optischen Prozessor basierende NPS von Q ANT nur sehr wenig Energie für diesen Vorgang benötigt war am aufgebauten Server-Rack sofort zu erkennen und zwar an dem was nicht zu sehen war komplexe Kühlsysteme oder Kühlkörper mit Kühlrippen die bei den heutigen GPUbasierten Racks zuerst ins Auge springen Denn das Licht produziert anders als Strom beim Rechnen praktisch keine Wärme Was ebenfalls ein großer Vorteil ist formulierte Prof Kranzlmüller »Der NPS von Q ANT lässt sich leicht in unsere bestehende Infrastruktur integrieren wir können ihn sofort in praktischen Szenarien bewerten « Die nahtlose Integration ermöglichen die PCIe-Schnittstelle x86-Kompatibilität sowie Unterstützung von PyTorch TensorFlow und Keras Mit der Integration neuer Technologien in die HPC-Umgebung hat das LRZ bereits Erfahrung Vor einem Jahr wurde ein supraleitender Quantencomputer von IQM in die HPC-Umgebung integriert um zu erforschen wie ein Quantencomputer als Beschleuniger für bestimmte Aufgaben künftig Einsatz finden kann Auch hier stehen die hohe Rechenleistung und die geringe Energieaufnahme im Vordergrund die die Quantenrechner versprechen Dr Michael Förtsch machte den Fortschritt der sich über den photonischen Prozessor erzielen lässt an einem Beispiel deutlich Um ein Bild über KI zu generieren muss heute die gesamte Akku-Ladung eines Smartphones aufgewendet werden Bei Millionen von KIgenerierten Bildern pro Tag fällt eine Ersparnis der Energie um den Faktor 90 deutlich ins Gewicht »Wir schlagen ein neues Kapitel in der Datenverarbeitung auf in dem analoge Präzision angetrieben durch Licht Antworten auf die Skalierungsprobleme heutiger KI-Infrastrukturen liefert« so sein Fazit Auch unabhängige Analysten zeigen sich von dem photonischen Prozessor überzeugt »Q ANT ist im Bereich der analogen photonischen Prozessoren führend Als erstes Unternehmen kann Q ANT ein Produkt auf Basis einer Standard-PCI-Express-Card anbieten – mit einer bisher einmaligen Präzision von 16 Bit mit dem Ziel die auf 32 Bit zu steigern – und kann sie in einer realen HPC-Umgebung integrieren« sagte Dr Eric Mounier Chief Analyst Photonics von Yole gegenüber Markt Technik Die hohe Präzision die Q ANT auf Basis der Thin-Film-Lithium-Niobate-Technik erzielt und dass sie auf angepassten CMOS-Linien einfach gefertigt werden können sieht er als die zwei wesentlichen Durchbrüche von Q ANT an Dr Michael Förtsch CEO von Q ANT »Wir schlagen ein neues Kapitel in der Datenverarbeitung auf in dem analoge Präzision angetrieben durch Licht Antworten auf die Skalierungsprobleme heutiger KI-Infrastrukturen liefert « Markus Blume Bayerischer Staatsminister für Wissenschaft und Kunst die Bundesministerin für Forschung Technologie und Raumfahrt Dorothee Bär sowie Dr Michael Förtsch CEO von Q ANT und Prof Dieter Kranzlmüller Vorsitzender des Direktoriums des LRZ v l n r feiern die Integration des photonischen Prozessors in die HPC-Umgebung des Leibniz-Rechenzentrums in Garching Bild Componeers 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 ha ■