性能更强,能耗更低:Q.ANT在LRZ超级计算中心部署第二代光子处理器
2026年3月17日——Q.ANT公司宣布在莱布尼茨超级计算中心(LRZ)的高性能计算(HPC)环境中部署其第二代光子处理器。这一部署标志着将基于光的协处理技术整合至生产级数据中心运营的重要进展,有望缓解AI工作负载日益增长的能耗与性能压力。得益于更高的计算密度和运算速度,光子计算架构可使单工作负载功耗降低高达90倍,数据中心容量提升达100倍。
基于在LRZ部署的第一代系统,Q.ANT第二代原生处理单元(NPU)作为光子AI加速器,提供了更高的计算吞吐量和能效改进。这些处理器通过标准PCIe接口安装,可集成至现有HPC系统,在AI与科学模拟工作负载中与CPU、GPU协同运行。
“AI正将数据中心能耗推向前所未有的高度,能源已成为扩展下一代计算基础设施的主要制约因素,”Hyperion Research高级研究副总裁Bob Sorensen表示,“此次部署的意义在于,它将光子协处理从概念验证阶段推进到了生产级HPC环境。在实际工作负载下实现可量化的节能与性能提升,表明光子学等替代架构正成为扩展AI基础设施的可行路径。”
在LRZ的基准评估中,Q.ANT第二代架构相较初代NPU展现出显著提升,标志着该公司激进产品路线图中的新里程碑。成果包括:
- 矩阵乘法吞吐量提高50倍以上
- ResNet-18卷积神经网络推理速度加快25倍
- 典型工作负载能耗降低6倍
- 针对非线性函数优化的增强型模拟单元,减少参数数量与训练深度
- 精度足以支持最先进的AI应用
与依赖晶体管开关的电子处理器不同,Q.ANT光子NPU采用铌酸锂薄膜(TFLN)光子集成电路,直接在光域执行数学运算,从根本上消除了芯片发热与冷却需求。
“增加数字硬件数量已无法解决AI的计算扩展难题,”Q.ANT首席执行官Michael F?rtsch博士指出,“若继续依赖蛮力晶体管逻辑扩展,我们只不过是将电能转化为热能。在LRZ,我们正证明基于光的协处理能与现有基础设施集成,并在真实工作负载下带来可测量的能效提升。这才是AI在不扩大能耗足迹的前提下持续扩展的解决之道。”
LRZ以最严苛的运营标准运行大规模科学模拟、AI研究与数据密集型应用。此次安装使LRZ能在生产环境下严格测试光子协处理,在异构HPC架构中对性能、精度和能效进行基准评估。
“本次部署凸显了Q.ANT处理器从第一代到第二代的技术进步,”LRZ董事会主席Dieter Kranzlmüller教授表示,“我们的评估基于实际生产工作负载和运营需求。光子协处理为应对现代高性能计算日益突出的性能与能源挑战提供了极具前景的解决方案。”
该部署将助力解决药物研发、材料设计和自适应优化等计算密集型应用中的工业级挑战——这些领域对非线性复杂度和能效有着极高要求。此项合作获得了德国联邦教研部的资金支持。


