Leibniz Supercomputing Centre mette in funzione il processore fotonico di Q.ANT: per la prima volta al mondo un acceleratore AI che utilizza la luce opera in un data center, promettendo prestazioni 100 volte superiori e consumi energetici ridotti fino al 90%.
Ciò che un tempo sembrava confinato alla fantascienza sta rapidamente diventando realtà nel cuore dell’Europa. Il Leibniz Supercomputing Centre (LRZ) di Garching, Germania, ha dato il via a una nuova era del calcolo ad alte prestazioni, mettendo in funzione il primo processore fotonico AI al mondo fornito dalla deep-tech scale-up Q.ANT. Questo passo segna una pietra miliare nell’integrazione di un coprocessore fotonico analogico in un ambiente HPC operativo, promettendo una rivoluzione nell’efficienza energetica e nella capacità computazionale.
L’elaborazione fotonica entra nei data center
L’intelligenza artificiale e le applicazioni scientifiche più complesse stanno spingendo i data center ad alte prestazioni ai loro limiti in termini di consumo energetico, generazione di calore e spazio. In questo scenario, la tecnologia fotonica di Q.ANT emerge come una soluzione pionieristica. Il Native Processing Server (NPS) di Q.ANT, ora operativo presso l’LRZ – uno dei maggiori data center d’Europa e una potenza globale nel supercomputing – offre una via d’uscita da questa crisi di scala.
A differenza dei processori tradizionali basati sull’elettronica, il chip fotonico di Q.ANT calcola con la luce, eliminando di fatto la generazione di calore sul chip e, di conseguenza, la necessità di costose misure di raffreddamento. Questa caratteristica si traduce in un consumo energetico fino a 90 volte inferiore per carico di lavoro e un aumento di 100 volte della capacità del data center grazie a una maggiore densità computazionale e un’esecuzione più rapida delle operazioni complesse. Il processore vanta inoltre una precisione a 16 bit in virgola mobile con quasi il 100% di accuratezza per tutte le operazioni di calcolo sul chip, integrandosi senza problemi nelle infrastrutture esistenti tramite interfaccia PCIe standard e compatibilità software x86, inclusi framework come PyTorch, TensorFlow e Keras.
Una collaborazione strategica per il futuro del calcolo
La partnership tra Q.ANT e LRZ ridefinisce l’approccio dei data center a prestazioni, footprint, efficienza energetica e architettura di sistema. Come sottolineato dal Prof. Dr. Dieter Kranzlmüller, Presidente del Consiglio di Amministrazione dell’LRZ, “i processori fotonici offrono un percorso nuovo e promettente per accelerare i carichi di lavoro AI e di simulazione, riducendo drasticamente la nostra impronta ambientale. Questa implementazione segna una pietra miliare nella nostra missione di futuro computazionale per far progredire l’AI a basso consumo energetico e il calcolo ad alte prestazioni”.
Anche il Dr. Michael Förtsch, CEO di Q.ANT, ha evidenziato la portata storica di questa collaborazione: “Per la prima volta nella storia, stiamo operando processori fotonici in un ambiente HPC con carichi di lavoro reali. Con questo passo, dimostriamo che i processori basati sulla luce sono andati oltre la ricerca e sono entrati nell’applicazione reale“. L’obiettivo è ambizioso: integrare il calcolo fotonico nel mainstream delle architetture informatiche di prossima generazione entro il 2030.
La Germania all’avanguardia del calcolo sostenibile
Questo progetto di ricerca su nuove architetture informatiche ibride digitali-analogiche per futuri ambienti HPC è sostenuto dal Ministero Federale Tedesco per la Ricerca, la Tecnologia e lo Spazio (BMFTR). L’LRZ utilizzerà l’NPS di Q.ANT per stabilire nuovi benchmark e casi d’uso reali per applicazioni cruciali come la modellazione climatica, l’imaging medico in tempo reale o la simulazione di materiali per la ricerca sulla fusione.
La cerimonia di messa in funzione ha visto la partecipazione di figure politiche e industriali di spicco. Dorothee Bär, Ministro Federale per la Ricerca, la Tecnologia e lo Spazio, ha riconosciuto il significato di questo traguardo per la Germania e l’Europa: “Integrare il processore fotonico di Q.ANT presso il Leibniz Supercomputing Centre è un esempio impressionante della tecnologia all’avanguardia tedesca e un grande successo per il finanziamento della ricerca tedesca. Sosteniamo innovazioni rivoluzionarie che rafforzano la nostra leadership scientifica globale e la sovranità tecnologica”.
Anche Markus Blume, Ministro Bavarese della Scienza e delle Arti, ha espresso entusiasmo: “Calcolare con la luce invece che con l’elettricità – quello che un tempo sembrava fantascienza sta ora diventando realtà. Per la prima volta a livello mondiale, un acceleratore AI fotonico è in funzione in un data center qui a Garching, in Germania: fino al 90% in meno di consumo energetico con 100 volte le prestazioni. Questo mostra l’enorme potenziale delle nostre istituzioni di ricerca – e ciò che diventa possibile quando scienza, industria e governo uniscono le forze”.
Q.ANT: l’innovazione che guida la luce
Q.ANT, fondata da Michael Förtsch nel 2018 e con sede a Stoccarda, è una scale-up che si distingue nello sviluppo di soluzioni di elaborazione fotonica che utilizzano nativamente la luce per i calcoli. La sua architettura Light Empowered Native Arithmetics (LENA) offre una potenza di co-elaborazione analogica ottimizzata per calcoli complessi, abilitando prestazioni energeticamente efficienti per applicazioni AI e HPC di prossima generazione. L’azienda opera la propria linea pilota di chip Thin-Film Lithium Niobate (TFLN) in collaborazione con l’Institute for Microelectronics Stuttgart (IMS CHIPS), e sta già fornendo i suoi Native Processing Servers a partner selezionati.
Con questa implementazione, l’LRZ consolida il suo ruolo di pioniere nello sviluppo di computer ad alte prestazioni a basso consumo energetico, spingendo il confine verso un futuro “post-CMOS” dove la luce aprirà nuove frontiere per la potenza di calcolo.
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