Advertentie
De groei van AI zet datacenters onder druk. Waar de industrie vooral kijkt naar snellere GPU’s, kiest het Duitse Q.ANT een andere route: rekenen met licht. De tweede generatie van zijn photonic processor moet geen vervanger van de GPU worden, maar een nieuwe co-processor voor het zware, niet-lineaire rekenwerk waar klassieke chips moeite mee hebben.
Op het eerste gezicht lijkt de kaart van Q.ANT op een gewone PCI Express-uitbreidingskaart. Hij past in bestaande servers en communiceert met de rest van het systeem zoals datacenters dat gewend zijn. Maar onder de kap zit geen traditionele digitale rekeneenheid. De kern is een photonic integrated circuit: een chip waarop licht wordt gebruikt om wiskundige functies uit te voeren.
Volgens Q.ANT is dat onderscheid essentieel. Het bedrijf positioneert zijn technologie niet als een GPU in een nieuw jasje, maar als een extra laag in de rekenstack. De CPU blijft geschikt voor algemene taken, de GPU blinkt uit in lineaire algebra en matrixvermenigvuldiging, maar veel AI- en simulatieproblemen zijn juist sterk niet-lineair. Daar wil Q.ANT met zijn Native Processing Unit het verschil maken.
De kracht van niet-lineaire functies
De klassieke chipindustrie is decennialang geoptimaliseerd rond digitale schakelingen en lineaire bewerkingen. Complexe functies worden vaak opgebroken in grote hoeveelheden eenvoudige stappen. Dat werkt uitstekend zolang transistors kleiner, sneller en efficiënter worden. Maar bij moderne AI-workloads loopt die aanpak steeds vaker tegen grenzen aan: niet alleen qua rekenkracht, maar vooral qua energieverbruik en dataverplaatsing.
Q.ANT draait die redenering om. Als een complexe wiskundige functie optisch direct kan worden uitgevoerd, hoeft een model minder parameters en minder data te gebruiken om hetzelfde probleem te beschrijven. In het gesprek stelt het bedrijf dat bij fysieke AI-systemen al een datavermindering met een factor 50 is gedemonstreerd. Minder data betekent minder geheugenverkeer, en juist dat geheugenverkeer is in moderne systemen een grote energieslurper.
Van wafer tot software in eigen hand
Opvallend is dat Q.ANT niet alleen de kaart of de chip ontwikkelt, maar naar eigen zeggen een groot deel van de keten zelf beheerst. Het bedrijf werkt met dunne-film lithiumniobaat, produceert eigen wafers, verwerkt die op een eigen pilotlijn en levert de technologie uiteindelijk als compleet serversysteem. Daarmee wil Q.ANT niet afhankelijk zijn van losse componenten of experimentele laboratoriumopstellingen, maar een product neerzetten dat in bestaande datacenters kan landen.
Die keuze past bij de marktbenadering. Q.ANT verkoopt de kaarten voorlopig niet los, maar levert complete systemen of bouwt de technologie in servers voor klanten. De doelgroep bestaat vooral uit datacenters, onderzoeksinstellingen en partijen met zware AI- of HPC-workloads.
Energie als nieuwe bottleneck
De timing is niet toevallig. AI groeit sneller dan de energie-infrastructuur van veel datacenters aankan. Nieuwe GPU-generaties leveren meer prestaties, maar vragen ook meer vermogen, meer koeling en meer ruimte. Q.ANT claimt dat zijn photonic architecture voor complexe AI- en HPC-toepassingen tot 30 keer efficiënter kan zijn en tot 50 keer meer prestaties per toepassing kan leveren dan conventionele digitale benaderingen.
De technische belofte zit niet alleen in de snelheid van licht, maar vooral in het feit dat optische berekeningen nauwelijks warmte op de chip veroorzaken. Daarnaast kan een complexe functie in één optische stap worden uitgevoerd, waar een CMOS-chip daarvoor duizenden transistors nodig kan hebben. Dat maakt photonic computing interessant voor workloads waarin de wiskundige complexiteit hoog is en dataverplaatsing dominant wordt.
Niet concurreren met quantum
In de discussie over nieuwe rekenarchitecturen valt al snel de vergelijking met quantumcomputers. Q.ANT ziet dat anders. Quantumcomputers zijn volgens het bedrijf vooral logisch voor problemen die fundamenteel quantummechanisch zijn. Voor klassieke wiskundige problemen, hoe complex ook, is het niet vanzelfsprekend dat quantum de beste route is.
De vergelijking die in het gesprek wordt gebruikt, is beeldend: de CPU is de gezinsauto, de GPU de dragster voor rechte stukken, Q.ANT ziet zichzelf als de Formule 1-auto voor bochtenwerk, en de quantumcomputer als een boot die op een ander terrein opereert. De boodschap is duidelijk: de toekomst van compute bestaat niet uit één universele processor, maar uit een hybride stack waarin elke architectuur het juiste type probleem oplost.
Van bellofte naar realiteit
Q.ANT probeert zich nadrukkelijk te onderscheiden van technologie die alleen op papier bestaat. De tweede generatie van de processor is aangekondigd als onderdeel van een 19-inch serveroplossing met x86-hostprocessor en Linux-besturingssysteem. De systemen zijn bedoeld om zonder grote aanpassingen in bestaande infrastructuur te worden getest en gebruikt.
De eerste implementaties draaien onder meer in high-performance computing-omgevingen. Q.ANT noemt zelf installaties bij LRZ in München en Jülich, waar de technologie naast CPU- en GPU-infrastructuur wordt geëvalueerd. Ook werkt het bedrijf aan toegang via lokale cloudproviders, zodat meer partijen kunnen experimenteren zonder direct eigen hardware te plaatsen.
Een toevoeging voor AI
Q.ANT belooft geen eenvoudige versneller voor elke workload. De waarde zit juist in het kiezen van de juiste rekenproblemen: niet-lineaire functies, fysieke AI, computer vision, simulaties en andere taken waar klassieke digitale chips veel stappen en veel data nodig hebben. Als de claims in productie standhouden, kan photonic computing uitgroeien tot een belangrijke aanvulling op CPU’s en GPU’s in datacenters.
Daarmee is Q.ANT geen directe uitdager van de GPU-markt, maar een signaal dat de AI-infrastructuur breder wordt. De komende jaren draait het niet alleen om meer transistors of grotere accelerators, maar om slimmere combinaties van rekenarchitecturen. Licht kan daarin een serieuze rol gaan spelen.