Die steigenden Anforderungen an Rechenzentren treiben den Energieverbrauch in die Höhe. Doch ein Start-up aus Stuttgart hat eine Lösung: Einen Chip, der nicht mit Strom, sondern mit Licht arbeitet. Ist das die Zukunft der Hochleistungsrechner?
Photonische Chips – das neue Zeitalter der Rechentechnik?
Der Energiehunger von Rechenzentren wächst rasant. Besonders Anwendungen mit Künstlicher Intelligenz (KI) verlangen enorme Rechenleistung. Eine einfache Google-Suche benötigt vergleichsweise wenig Energie – eine Anfrage bei ChatGPT hingegen verbraucht zehnmal so viel Strom. Doch das Stuttgarter Start-up Q.ANT könnte mit seinem photonischen Chip eine effiziente Alternative bieten. Statt elektrischer Ströme nutzt dieser Licht zur Datenverarbeitung – und verspricht dabei eine höhere Geschwindigkeit sowie einen drastisch geringeren Energieverbrauch.
Parallelrechnen mit Licht: Effizienter als klassische Chips
Ein entscheidender Vorteil photonischer Chips ist ihr paralleles Rechnen. Während herkömmliche Chips in sequentiellen Prozessen arbeiten, ermöglicht die Nutzung unterschiedlicher Wellenlängen des Lichts die gleichzeitige Durchführung mehrerer Berechnungen. Zudem arbeiten diese Chips nicht im binären System aus Einsen und Nullen, sondern analog – was besonders für Berechnungen geeignet ist, die natürliche Prozesse abbilden.
Energie sparen durch innovative Technologie
Ein weiteres Problem konventioneller Chips ist ihr hoher Energieverlust durch Wärme. Elektrische Ströme erzeugen Widerstände und somit Wärme, was eine energieintensive Kühlung erforderlich macht. Photonische Chips hingegen benötigen keine Kühlung – das Licht gleitet verlustfrei über den Chip, ohne Widerstand oder Abwärme. Dies könnte einen signifikanten Einfluss auf den Gesamtenergieverbrauch großer Rechenzentren haben.
Alte Technik für die Chips der Zukunft?
Spannend ist auch die kostengünstige Herstellung der neuen Chips. Während klassische Halbleitertechnologie durch extreme Miniaturisierung immer teurer wird, kommen photonische Chips mit größeren Strukturen aus. Q.ANT nutzt daher Produktionsanlagen aus den 90er Jahren, die für herkömmliche Chips längst veraltet sind. Diese lassen sich mit wenigen Anpassungen für die Fertigung der neuen Lichtprozessoren umrüsten.
Herausforderung: Genauigkeit beim analogen Rechnen
Doch es gibt eine Herausforderung: Analoge Berechnungen sind anfällig für kleine Messfehler, die sich mit zunehmender Komplexität aufaddieren können. Das war bisher einer der Hauptgründe, warum photonische Chips nicht in der Praxis eingesetzt wurden. Q.ANT behauptet jedoch, dieses Problem gelöst zu haben. Die Fehlerquote sei nun auf ein industriell akzeptables Niveau gesenkt worden.
Kommt der Durchbruch?
In zwei Jahren sollen die ersten photonischen Chips auf den Markt kommen. Ob Q.ANT damit tatsächlich eine neue Ära der energieeffizienten Hochleistungsrechner einläutet, wird sich zeigen. Doch eines ist sicher: Die Technologie könnte die Art und Weise, wie wir Daten verarbeiten, grundlegend verändern.