Das IBM-Forschungslabor in Almaden, Kalifornien, kündigte den Prototyp des NorthPole-Chips an, der KI am Rande der Welt schneller als erwartet Realität werden lassen könnte.
Die Ausführung von KI-Modellen erfordert viel Rechenleistung und viel Energie. Die fast wöchentlichen Ankündigungen von schnelleren, leistungsfähigeren Geräten scheinen unaufhörlich zu sein, aber es gibt eine harte Grenze, die sich nähert. IBMs Nordpol kann den Ingenieuren helfen, die Grenzen der derzeitigen Technologien zu überschreiten.
Das Mooresche Gesetz besagt, dass sich die Anzahl der Transistoren in integrierten Schaltkreisen jedes Jahr verdoppelt, was mit einer Verbesserung der Leistung einhergeht. Lange Zeit galt dieses Gesetz, aber in letzter Zeit hat sich der Anstieg der Dichte verlangsamt.
Die Gesetze der Thermodynamik setzen der Anzahl der Transistoren, die in einem quadratischen Nanometer untergebracht werden können, eine harte Grenze, aber es ist das typische Layout der Chips, das die Leistung im Moment behindert.
Der "Von-Neumann-Engpass" ist der größte Schuldige, wenn es darum geht, Chips zu verlangsamen und sie ineffizienter zu machen. Die Von-Neumann-Architektur bezieht sich auf das typische Layout von Computerchips mit einem Speicher auf der einen Seite, einem Prozessor auf der anderen und einem Datenbus, der die beiden miteinander verbindet.
Der NorthPole-Chip besteht aus 256 Recheneinheiten oder Kernen, die jeweils ihren eigenen Speicher enthalten. Durch diese Kombination von Rechen- und Speicherfunktionen auf demselben Chip entfällt die Notwendigkeit eines externen Speichers.
Da die Daten nicht vom Speicher zum Prozessor und wieder zurück zum Speicher verschoben werden müssen, ist der Chip viel schneller und energieeffizienter.
Vom Gehirn inspiriertes Chipdesign
Dharmendra Modha, IBMs Chefwissenschaftler für Brain-Inspired Computing, sagt, dass die Kerne auf eine Art und Weise miteinander verbunden sind, die von den Verbindungen der weißen Materie in der Großhirnrinde des menschlichen Gehirns inspiriert ist.
IBM teilte die Testergebnisse auf Science.org NorthPole erreicht eine 25-mal höhere Energiemetrik von Bildern pro Sekunde (FPS) pro Watt, eine 5-mal höhere Raummetrik von FPS pro Transistor und eine 22-mal niedrigere Zeitmetrik der Latenz."
Im Grunde genommen verbraucht er viel weniger Strom, ist viel kleiner und arbeitet viel schneller als andere Chips.
Was die ersten Ergebnisse von IBM besonders aufregend macht, ist die Tatsache, dass der NorthPole mit der 12-nm-Technologie hergestellt wurde. Das bedeutet, dass die Transistoren im Chip 12 nm groß sind. Die derzeit modernste Technologie zur Herstellung von Chips ist bereits auf 3 nm reduziert.
Wenn IBM die Chip-Architektur von NorthPole auf diesem Niveau reproduziert, werden die Verarbeitungsdichte und die Effizienz weit über alles hinausgehen, was die Branche derzeit zur Verfügung hat.
Sprünge in der Verarbeitung durch Chips, die kleiner sind und viel weniger Strom verbrauchen, machen KI-Anwendungen in Randbereichen zu einer verlockenden Aussicht. Autonome Fahrzeuge und sogar Handheld-Geräte oder Wearables könnten irgendwann vollständige KI-Modelle ausführen, ohne dass Cloud-Computing erforderlich ist.
