Neuromorphe Chips mit Grips

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Künstliche Intelligenz macht viel Arbeit. Schneller und einfacher soll es in Zukunft mit einem Chip gehen, der die Funktionsweise des menschlichen Gehirns nachahmt.

Nach dem Vorbild von Gehirnen gebaute sogenannte neuromorphe Chips sind lernfähig und brauchen extrem wenig Energie. Einer der frühen Pioniere auf diesem Gebiet war IBM mit seinem 2014 vorgestellten Prozessor „TrueNorth“. Erst vor kurzem legte das Forschungszentrum für Nano- und Mikroelektronik IMEC mit einem ähnlichem Prozessor nach, der eigenständig Musik komponiert. Und auch Intel ist in dem Bereich schon länger tätig. Herausgekommen ist jetzt mit Loihi (benannt nach einem Unterwasser-Vulkan bei Hawaii) ein Chip, der direkt von seiner Umgebung ohne herkömmliches Training von außen lernt und so mit der Zeit immer bessere Entscheidungen treffen soll.

Bislang müssen beim Deep Learning während des Trainingsvorgangs riesige Datensätze umfangreiche Matritzen-Operationen durchlaufen. Das dauert selbst mit der besten Prozessoren Tage bis Wochen. Danach erst läuft das trainierte neuronale Netz auf einer anderen Hardware schnell genug, um etwa via Bilderkennung autonome Fahrzeuge durch den Feierabendverkehr zu lotsen.

Neuromorphe Chips lernen schnell

Neuromorpher Chip
Neuer selbstlernender Chip soll künstliche Intelligenz „vor Ort“ beschleunigen. (Bild: Intel)

Loihi vereint dagegen Lernen und Anwenden auf einem Chip und kann so „Neues“ ohne Hilfe von außen integrieren. Lernvorgänge sollen so eine Million mal schneller ablaufen und um tausendmal energieeffizienter sein, als mit herkömmlichen Systemen. Mit seinen 130.000 Neuronen und 130 Millionen Synapsen – hergestellt in Intel’s 14nm-Fertigungsverfahren – kann der Chip verschiedene Architekturen neuronaler Netze abzubilden. Dabei kommuniziert jedes Neuron mit Tausenden anderen Neuronen. Die Lern-Algorithmen sind außerdem (supervised, unsupervised, Reinforcement u.a.) programmierbar.

Anwendungen sieht Intel etwa im Bereich Healthcare oder beim autonomen Fahren. So könnte in einem medizinisches Gerät für die Überwachung der Herzfrequenz der neuromorphe Chip zum Beispiel selbständig lernen bei welcher „ungesunden“ Herzfrequenz medizinische Maßnahmen angezeigt sind.

Noch steckt diese Technologie im Laborstadium. Intel bezeichnet Loihi als „Test-Chip“, möchte allerdings, dass er irgendwann einmal ganz selbstverständlich in PCs oder Rechenzentren seinen intelligenten Job verrichtet. Erst einmal landet er jedoch nur in Universitäten und Forschungseinrichtungen. Das allerdings schon im ersten Quartal 2018.

 

Neuromorpher Chip (Bild: pixabay/jejimenezlc)

Neuromorphe Chips ahmen die Struktur des menschlichen Gehirns nach. (Bild: pixabay/jejimenezlc).