Fujitsu-MONAKA IISc

Graphennetzwerke als Berechnungsgrundlage

Im Mittelpunkt des Projekts steht die Implementierung von Reaktions-Diffusions-Modellen in Graphennetzwerken. Diese Modelle finden Anwendung in chemischen Reaktionen, der Materialwissenschaft und bei Bedarfsanalysen in intelligenten Stromnetzen.

Reaktions-Diffusions-Systeme, die lokale chemische Reaktionen und deren Diffusion beschreiben, werden üblicherweise durch partielle Differentialgleichungen dargestellt. Bei komplexen realen Systemen lassen sich die Wechselbeziehungen jedoch effizienter durch Netzwerkstrukturen abbilden.

Optimierung für ARM-basierte Prozessoren

Die entwickelten Algorithmen werden auf die ARM-basierte CPU-Serie FUJITSU-MONAKA abgestimmt. Diese Prozessoren sollen 2027 mit 2-Nanometer-Prozesstechnologie auf den Markt kommen. Der Einsatz dieser Architektur zielt auf einen reduzierten Stromverbrauch bei der Durchführung von Simulationen ab.

Besonders relevant ist dies für die Bedarfsprognose in intelligenten Stromnetzen, wo Echtzeitberechnungen zur Maximierung erneuerbarer Energien erforderlich sind.

Aufgabenteilung und Zeitplan

Das IISc übernimmt die theoretische Forschung und entwickelt neue Algorithmen und Berechnungsmethoden. Fujitsu und die indische Tochtergesellschaft Fujitsu Research of India Pvt. Ltd. (FRIPL) sind für Implementierung, Evaluierung und die Entwicklung eines industrietauglichen Software-Frameworks zuständig. Die Ergebnisse sollen als Open-Source-Software verfügbar gemacht werden.

Bis zum Geschäftsjahr 2030 soll eine einsatzbereite Software vorliegen. Diese soll Reaktions-Diffusions-Simulationen bei deutlich verringertem Energieverbrauch ermöglichen und damit einen wichtigen Beitrag zur nachhaltigen digitalen Transformation in Materialwissenschaft und Energiemanagement leisten.

Graph networks as a basis for calculation

The project centers on the implementation of reaction-diffusion models in graph networks. These models are used in chemical reactions, materials science, and demand analysis in smart power grids.

Reaction-diffusion systems, which describe local chemical reactions and their diffusion, are usually represented by partial differential equations. In complex real-world systems, however, the interrelationships can be mapped more efficiently using network structures.

Optimization for ARM-based processors

The algorithms developed are tailored to the ARM-based FUJITSU-MONAKA CPU series. These processors are scheduled to be launched in 2027 with 2-nanometer process technology. The use of this architecture aims to reduce power consumption when performing simulations.

This is particularly relevant for demand forecasting in smart power grids, where real-time calculations are required to maximize renewable energy.

Division of tasks and schedule

The IISc is responsible for theoretical research and developing new algorithms and calculation methods. Fujitsu and its Indian subsidiary Fujitsu Research of India Pvt. Ltd. (FRIPL) are responsible for implementation, evaluation, and the development of an industry-ready software framework. The results will be made available as open source software.

By fiscal year 2030, ready-to-use software should be available that enables reaction-diffusion simulations with reduced energy consumption. This should enable reaction-diffusion simulations with significantly reduced energy consumption, thereby making an important contribution to sustainable digital transformation in materials science and energy management.