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48 2025 www markttechnik de 17 Performance-Sprung zu verhelfen « Allerdings müssen die Ergebnisse des analogen Rechenwerks zwischengespeichert werden Das geschieht in herkömmlichen Speicher-ICs die digital arbeiten Die Speicherzellen müssen also möglichst schnell beschrieben und ausgelesen werden Die Daten liefern im nächsten Schritt die Informationen die dem Licht auf seiner Reise durch den Prozessor mitgegeben werden Die Geschwindigkeit wird über die Taktfrequenz bestimmt mit der die NPU arbeitet Sie konnte jetzt von 200 MHz auf 2 GHz gesteigert werden womit sich ihre Leistungsfähigkeit deutlich erhöht Die hohe Leistungsfähigkeit ermöglicht das besondere Material das das Herz der photonischen Prozessoren von Q ANT bildet Thin-Film-Lithium-Niobat Dieses Material leitet das Licht sehr effektiv zu den Elementen die es schlussendlich erlauben zu rechnen »Damit könnten wir sogar eine Taktfrequenz von deutlich über 10 GHz erreichen« sagt Förtsch Hier bildet aber die digitale Elektronik den Flaschenhals Denn im HF-Bereich wird selbst ein kurzes Leiterbahnstück zu einem aktiven Bauelement Das macht die Elektronik außerordentlich komplex »Aber da wird sich noch sehr viel tun« erwartet Förtsch »Wir arbeiten bereits an der dritten Generation der NPU da wird die Taktfrequenz noch einmal deutlich steigen « Ein weiterer wesentlicher Faktor ist die Research-Pilotlinie in Stuttgart mit deren Hilfe die photo nischen Prozessoren gefertigt werden – auf herkömmlichem Equipment für die CMOS-Pro duk tion Q ANT betreibt die Linie für die Fertigung von Thin-Film-Lithium-Niobat-Chips gemeinsam mit dem Institut für Mikroelektronik Stuttgart IMS CHIPS und beliefert bereits ausgewählte Partner Die Verbindung zwischen Forschung und Produktion sei besonders wichtig «Hier können wir viele Tests durchführen und unsere Entwicklung vorantreiben « Gleichzeitig kann Q ANT aber auch schon produzieren Bei rund 50 000 Chips pro Jahr liegt die Kapazität »Die Nachfrage ist schon jetzt höher als wir produzieren können aber das wollen wir im Moment gar nicht Über die Chips die wir produzieren und in den Markt bringen wollen wir vor allem unseren Software-Stack weiterentwickeln der so wichtig für die Steigerung der Leistungsfähigkeit unserer Prozessoren ist« führt Förtsch aus Der nächste große Schritt für Q ANT sei dann die photonischen Prozessoren in Stückzahlen von einigen Zehntausend zu fertigen Das interessante dabei sei dass die gesamte Wertschöpfungskette in Europa liegt »Deutschland und Europa sollten deshalb den Mut haben etwas zu tun« fordert Förtsch »Mut zur eigenen Technologie Sicher kann auch mal etwas schiefgehen und die neue Technologie entwickelt sich nicht so wie erhofft aber ohne den Mut geht eben gar nichts « Doch von Schiefgehen kann keine Rede sein »Bei uns laufen die NPS-Server seit einem Jahr ohne Ausfall sie rechnen einwandfrei « Im Juli dieses Jahres hat das Leibniz-Rechenzentrum in München mehrere Server-Einschübe des Native Processing Servers NPS von Q ANT offiziell in Betrieb genommen Jetzt bilden sie dort einen integralen Bestandteil der Rechner-Infrastruktur und arbeiten an realen Aufgaben »Prof Dr Dieter Kranzlmüller Vorsitzender des Direktoriums des LRZ ist hochzufrieden die Native Processing Server arbeiten seit ihrer Installation ununterbrochen zuverlässig« betont Förtsch Darüber hinaus hat kürzlich das Forschungszentrum Jülich ebenfalls NPS angeschafft um im Rahmen einer mehrjährigen Entwicklungspartnerschaft das Potenzial des photonischen Com putings für das Hochleistungsrechnen gezielt zu untersuchen und neue An wen dungs mög lich keiten zu eruieren Gemeinsam wollen sie Q ANTs photonischen Prozessor in die modulare Rechner infra struk tur des JSC einbinden und neue Verfahren sowie Algorithmen entwickeln die die besonderen Eigenschaften des Rechnens mit Licht optimal nutzen Dennoch stößt Förtsch hierzulande immer noch auf Vorbehalte und Befürchtungen Doch er ist sich sicher »Die lichtbasierten Prozessoren haben bereits den Weg aus der Forschung in die reale Anwendung gefunden Wir werden unseren Weg gehen am liebsten in der EU « Doch auch in den USA ist das Interesse sehr groß das Energieproblem der Datenzentren zu lösen »Europa sollte sogar ein noch größeres Interesse daran haben denn während die USA riesige Flächenressourcen haben sind unsere Möglichkeiten sehr begrenzt Allerdings wird das mit alten Technologien nicht klappen Wir müssen unseren eigenen Weg finden – über kluges Engineering « ha ■ Die NPU 2 bildet das Herz der Native Processing Server der zweiten Generation NPS2 ein schlüsselfertiger 19-Zoll-Server Der NPS 2 lässt sich einfach in Rechenzentren integrieren wo er als analoger photonischer Co-Prozessor arbeitet