Photonik-Prozessor für energieeffizientes High-Performance-Computing und KI-Anwendungen als Industriestandard PCI-Express Karte
Die Q.ANT Native Processing Unit NPU läutet eine neue Ära im Computing ein: Die NPU verspricht eine bis zu 30-fach höhere Energieeffizienz als herkömmliche CMOS-Technologien und senkt damit die Betriebskosten und den CO2 Fussabdruck von Rechenzentren erheblich. Der photonische Prozessor ist vollständig kompatibel mit dem existierenden Computing-Ökosystem, da er auf dem Industriestandard PCI-Express aufgebaut ist. Das System führt komplexe mathematische Modelle für KI-Training und -Inferenz, maschinelles Lernen, Physiksimulationen und Zeitreihenanalysen mit unvergleichlicher Leistung aus – mit Licht statt Elektronen. Komplexe Funktionen werden in ihrem Kern angegangen und native mit Licht gelöst. Deshalb nennen wir den Q.ANT Ansatz Native Processing.
30x Energieeffizienz
Der erste kommerzielle photonische AI Accelerator von Q.ANT – für neue Maßstäbe in Sachen Energieeffizienz und Rechengeschwindigkeit. Erleben, testen und entwickeln Sie eine Technologie, die eine nachhaltige und leistungsstarke Zukunft verspricht. Definieren Sie die Möglichkeiten AI Inference und Training neu.
Der erste 19″-Rack-Server NPS mit einem photonischen NPU Prozessor als PCIe Karte wurde speziell für KI-Inferenz und komplexe Datenverarbeitung entwickelt. Plug & Play für die einfache Integration in Rechenzentren und HPCs für den Zugang zu photonischem Computing. Künftig aufrüstbar mit zusätzlichen PCIe-Karten für noch höhere Rechenleistung.
| System / Teilsystem | Merkmal |
| System-Knoten | X86-basiertes, handelsübliches 19”-4U Rack-System |
| Betriebssystem | Linux Debian/Ubuntu mut Kernel Version 5 |
| Netzwerkschnittstelle | Ethernet mit bis zu 10 Gbit Geschwindigkeit |
| Software-Schnittstelle | Python-Bibliotheksfunktionen; aufrüstbar auf HPC-Job-Submission |
| API zum Subsystem | Linux-Gerätetreiber |
| Photonic AI accelerator |
|
| Leistungsaufnahme des Photonic AI Accelerator | 30 W |
| Photonischer integrierter Schaltkreis (PIC) | Ultraschneller photonischer Kern auf der Basis von Lithiumniobat auf Isolator (LNoI) im Z-Schnitt |
| Leistungsbereich des Photonic AI Accelerator | 100 MOps |
| Kühlung des Photonic AI Accelerator | Passiv |
| Betriebstemperaturbereich | 15 bis 35°C |
Die intuitive Schnittstelle der Q.ANT NPU, das Q.ANT Toolkit, lässt sich nahtlos in bestehende KI-Software-Stacks integrieren und ermöglicht es Entwicklern, auf verschiedenen Ebenen zu arbeiten und zu programmieren, von der Multiplikation bis zu optimierten neuronalen Netzwerkoperationen. Zudem bietet es eine umfassende Sammlung von Beispielanwendungen.
| Anwendung | Ausführung | Programmiersprache |
| Ziffernerkennung | Bestimmung der in einem Bild dargestellten Zahl (basierend auf dem MNIST-Datensatzset) | Python (Jupyter) |
| Matrix Multiplikation | Multiplikation einer Matrix und eines Vektors | Python / C++ |
| Spracherkennung | Erkennung von gesprochenen englischen Wörtern (basierend auf dem LibriSpeech-Datensatz) | Python (Jupyter) |
| Semantische Segmentierung | Segmentierung eines Bildes (basierend auf dem KITTI Datensatz) | Python (Jupyter) |
Step into the future of computing and witness our Native Processing Unit (NPU) at work. Our video demo reveals our first cloud-deployed photonic processor tackling a real-world AI task. Watch as light powers through complex calculations paving the way for energy-efficient AI in data centers.
Erstellt immer größere Generative Modelle, erweitert die Potentiale von Rechnern, natürliche Sprache zu verstehen, und erstellt Inhalte wie Texte, Bilder und Videos mit innovativen Machine-Learning-Modellen.
KI hebt die Gesundheitsversorgung auf eine neue Stufe, verbessert die Diagnose von Krankheiten, unterstützt die Entdeckung völlig neuer Klassen von Medikamenten und ermöglicht die personalisierte Medizin unter Verwendung komplexerer photonischer Rechen-Modelle.
KI steuert automatisierte Prozesse, optimiert Arbeitsabläufe und steigert die Effizienz in verschiedenen Branchen.
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Thin Film Lithium-Niobat – Das ideale Material für die Steuerung von Licht. Q.ANT setzt auf diese eigene Technologieplattform für photonische Chips und photonische integrierte Schaltkreise – PICs. Die zentralen Komponenten der PICs sind optische Wellenleiter, Modulatoren und verschiedene andere Bausteine, alles integriert in einem einzigen Chip, die die Steuerung von Licht in hochintegrierter Form ermöglichen.
Sehr dünne Schichten aus Lithium Niobat werden auf Silizium aufgebracht und dann zu Lichtwellenleitern strukturiert. Thin Film Lithium Niobat on Insulator – TFLNoI – ist der Schlüssel zu photonischem Computing.
Die Vorteile von TFLNoI für PICs:
Im Kern photonischer Prozessoren führt der photonische Chip die komplexen Kalkulationen aus – die Photonen liefern dazu die Rechenpower. Bei diesem Prozess liefern Photonen eine enorme Rechenleistung.
leiten winzige Lichtteilchen (Photonen) durch Leiterbahnen.
strahlt klassische Lichtwellen in den Wellenleiter.
Die Photonen werden durch die Bausteine auf dem Chip, wie z.B. Modulatoren oder Resonatoren, manipuliert.
entsteht auf dem Wellenleiter an den Engstellen, auch Strahlteiler genannt. Das bedeutet, dass Photonen in den anderen Wellenleiter übergehen können.
Damit wird die Information, die die Photonen tragen, ausgelesen.
Diese kontrollieren die Wechselwirkung von Photonen und berechnen bisher unlösbare Aufgaben.
SVP Native Computing
Ich freue mich darauf, mit Ihnen über die Möglichkeiten des Photonischen Computings zu diskutieren.
Wir freuen uns darauf, das Potenzial unseres Native Processing Server NPS für Ihre Anwendung zu erkunden und zu diskutieren. Bitte füllen Sie dieses Kontaktformular aus und wir werden uns in Kürze mit Ihnen in Verbindung setzen.
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Stuttgart, 21. Juni 2023 – Das Stuttgarter Start-up Q.ANT und das Institut für Mikroelektronik Stuttgart (IMS CHIPS), haben heute eine Vereinbarung zur gemeinsamen Fertigung von [...]
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