Γερμανικός υπερυπολογιστής υπολογίζει με φως – 100 φορές πιο γρήγορα από πριν

Ένα σημαντικό ορόσημο για τη Γερμανία και τον κόσμο:

Ένας φωτονικός υπολογιστής τίθεται σε λειτουργία για πρώτη φορά στο Leibniz Rechenzentrum (Κέντρο Υπερυπολογιστών Leibniz)στο Garching κοντά στο Μόναχο - θέτοντας νέα πρότυπα για ενεργειακά αποδοτικούς υπερυπολογιστές.

Εν συντομία:

90% λιγώτερη κατανάλωση ενέργειας λόγω της εξάλειψης της πολύπλοκης ψύξης: Τα φωτονικά τσιπ δεν παράγουν θερμότητα.

100x αύξηση της υπολογιστικής χωρητικότητας επιτρέποντας περισσότερη υπολογιστική ισχύ σε μικρότερο χώρο

Ακρίβεια κινητής υποδιαστολής 16 bit και ακρίβεια σχεδόν 100% σε όλες τις αριθμητικές πράξεις

Απρόσκοπτη ενσωμάτωση στην υπάρχουσα υποδομή πληροφορικής

Αυτό που προηγουμένως ακουγόταν σαν επιστημονική φαντασία έγινε πραγματικότητα τον Ιούλιο του 2025: υπολογιστές με φως.

Τα κλασσικά τσιπ βασίζονται σε ηλεκτρόνια που ρέουν μέσα από μικροσκοπικές διαδρομές αγωγών. Η νέα γενιά, από την άλλη πλευρά, εργάζεται με φωτόνια – σωματίδια φωτός που μεταδίδουν πληροφορίες με την ταχύτητα του φωτός.

Αυτή η τεχνολογία υπόσχεται μια νέα εποχή στην επιτάχυνση απαιτητικών εφαρμογών από την τεχνητή νοημοσύνη και την επιστήμη.

Το Leibniz-Rechnerzentrum (LRZ) είναι ένα από τα μεγαλύτερα και πιο σύγχρονα κέντρα υπερυπολογιστών στην Ευρώπη.

Με την ενσωμάτωση του φωτονικού επεξεργαστή, η ομάδα κάνει ένα αποφασιστικό βήμα προς βιώσιμες αρχιτεκτονικές πληροφορικής υψηλής απόδοσης. Το έργο κατέστη δυνατό με χρηματοδότηση από το Γερμανικό Ομοσπονδιακό Υπουργείο Έρευνας, Τεχνολογίας και Διαστήματος.

Περισσότερη ισχύς, λιγώτερη κατανάλωση ενέργειας

Η ομοσπονδιακή υπουργός Dorothee Bär καλωσόρισε τους προσκεκλημένους από την επιστήμη, την πολιτική και τη βιομηχανία στην τελετή εγκαινίων:

«Η ενσωμάτωση του φωτονικού επεξεργαστή της Q.ANT στο Leibniz-Rechnerzentrum είναι μια εντυπωσιακή απόδειξη της γερμανικής τεχνολογίας αιχμής και μια ιστορία επιτυχίας της γερμανικής χρηματοδότησης της έρευνας. […] Με την Ατζέντα Υψηλής Τεχνολογίας της Γερμανίας, θα είμαστε ακόμη πιο αφοσιωμένοι στην έρευνα και την καινοτομία στις σημαντικές βασικές τεχνολογίες μας στο μέλλον».

Ο Βαυαρός Υπουργός Επιστημών, Markus Blume, ήταν επίσης ενθουσιώδης:

«Οι υπολογιστές με φως αντί για ηλεκτρισμό – αυτό που ακουγόταν σαν επιστημονική φαντασία για μεγάλο χρονικό διάστημα γίνεται τώρα πραγματικότητα. Στο Garching, ένας φωτονικός διακομιστής AI χρησιμοποιείται στο κέντρο δεδομένων για πρώτη φορά στον κόσμο: 90% λιγώτερη κατανάλωση ενέργειας με 100 φορές την απόδοση.

Και ο καθηγητής Δρ Dieter Kranzlmüller, επικεφαλής του LRZ, δήλωσε:

«Με αυτή την πρακτική εφαρμογή, ερχόμαστε πολύ πιο κοντά στον στόχο μας να δημιουργήσουμε ενεργειακά αποδοτικές υποδομές για υπερυπολογιστές και τεχνητή νοημοσύνη».

Καθορισμός νέων προτύπων για τους υπερυπολογιστές

Ο φωτονικός εξυπηρετητής του Q.ANT βασίζεται στη λεγόμενη αρχιτεκτονική Light-Empowered Native Arithmetics και έχει αναπτυχθεί ειδικά για πολύπλοκες εφαρμογές τεχνητής νοημοσύνης και προσομοίωσης.

Αντί για μικροσκοπικά τρανζίστορ, οι δομές από λεπτό νιοβικό λίθιο αλλάζουν κύματα φωτός στο τσιπ σε κλάσματα του δευτερολέπτου, χωρίς απώλεια ενέργειας μέσω της παραγωγής θερμότητας.

Με τις πρώτες μονάδες εγκατεστημένες στο LRZ, ξεκινά μια εντατική φάση δοκιμών. Σε σενάρια πραγματικής εφαρμογής, αξιολογείται όπου οι φωτονικοί επιταχυντές ξεπερνούν την κλασική τεχνολογία. Η έμφαση δίνεται σε εργασίες όπως:

Κλιματικά μοντέλλα
Ιατρική απεικόνιση σε πραγματικό χρόνο
Προσομοιώσεις υλικών για έρευνα σύντηξης
Εξαγωγή συμπερασμάτων AI και υπολογιστική όραση

Στόχος είναι να τεθούν συγκεκριμένα πρότυπα και νέα πρότυπα για την απόδοση και την ενεργειακή απόδοση των κέντρων δεδομένων.

Τεχνικά χαρακτηριστικά

Κατασκευαστής / Ονομασία	Q.ANT Εγγενής Εξυπηρετητής Επεξεργασίας
Αρχή του συμψηφισμού	αναλογικό, φωτονικό (με φως)
Ενεργειακή απόδοση	90% χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας
Υπολογιστική πυκνότητα, ταχύτητα	έως και 100 φορές υψηλότερα από τα κλασικά συστήματα
Ακρίβεια	16-bit, σχεδόν 100 τοις εκατό ακρίβεια
Ολοκλήρωση	PCIe, x86, συμβατό με πλαίσια AI

Ο Native Processing Server της Q.ANT αποτελεί πλέον αναπόσπαστο μέρος της υποδομής υπερυπολογιστών στο Leibniz Rechnerzentrum.

Φωτογραφία: Q.ANT GmbH

Ο γερμανικός υπερυπολογιστής στην πρώτη γραμμή της τεχνολογικής επανάστασης

Η παγκοσμίως μοναδική εγκατάσταση καθιστά τη Γερμανία και την Ευρώπη πρωτοπόρους στη χρήση φωτονικών συνεπεξεργαστών. Αποδεικνύει την επιτυχία της στενής συνεργασίας μεταξύ επιστήμης, επιχειρήσεων και πολιτικής στην τεχνολογία του μέλλοντος.

Ο Michael Förtsch, Διευθύνων Σύμβουλος και ιδρυτής της Q.ANT, τόνισε το πρωτοποριακό πνεύμα:

«Για πρώτη φορά στην ιστορία, λειτουργούμε φωτονικούς επεξεργαστές σε ένα υπολογιστικό κέντρο υψηλής απόδοσης με πραγματικές εργασίες. […] Αυτό είναι ένα κρίσιμο βήμα στο δρόμο για την ενσωμάτωση της φωτονικής πληροφορικής στην επικρατούσα τάση της αρχιτεκτονικής υπολογιστών μέχρι το 2030».

Αρχική εικόνα:

Michael Förtsch (αριστερά) και Dieter Kranzlmüller (2ος από δεξιά) εξηγούν στον Markus Blume, Υπουργό Επιστημών και Τεχνών της Βαυαρίας, και στην Dorothee Bär, Ομοσπονδιακή Υπουργό Έρευνας, Τεχνολογίας και Διαστήματος, πώς λειτουργεί ο φωτονικός διακομιστής του Q.ANT.

Φωτογραφία: Q.ANT GmbH

ΣΧΕΤΙΚΑ:

Μπαίνοντας στην εποχή της τεχνητής νοημοσύνης με την ταχύτητα του φωτός – Η Γερμανία πρωτοπορεί στους φωτονικούς υπολογιστές
Οι φωτονικοί επεξεργαστές φέρνουν επανάσταση στα κέντρα δεδομένων με την επεξεργασία δεδομένων με φως αντί για ηλεκτρόνια.

Η εταιρεία Q.ANT με έδρα τη Στουτγάρδη κυκλοφόρησε τα πρώτα εμπορικά τσιπ στην αγορά που επιταχύνουν σημαντικά την εκπαίδευση AI και μειώνουν δραματικά τις ενεργειακές απαιτήσεις.

Photonische Computer: Rechnen mit Licht „Made in Germany“