Deutsche Forschung baut am KI-Superchip

Leistungsfähige Mikrochips sind entscheidend für den Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI). Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) wird deshalb ein deutscher Super-Chip entwickelt, der Energieeffizienz, Sicherheit und Zuverlässigkeit im gesamten Prozess berücksichtigen soll.

Das vom Bundesforschungsministerium geförderte Projekt EDAI verfolgt einen neuartigen Ansatz: Die Forschenden koppeln den Entwurf von KI-Algorithmen und KI-Chips. So lassen sich Hardwareanforderungen wie Energieeffizienz, Sicherheit und Zuverlässigkeit im gesamten Prozess berücksichtigen. EDAI baut auf Open-Source-Software auf, um den Zugang zu KI-basierten Lösungen besonders für kleinere und mittlere Unternehmen zu erleichtern.

Klar ist: Viele Branchen können von KI profitieren, beispielsweise Energie- und Medizintechnik, Automobil- und Maschinenbau, Marketing und Logistik. Entscheidend für den erfolgreichen Einsatz von KI ist die Entwicklung geeigneter Hardware, vor allem leistungsfähige Mikrochips. "Die Entwicklung von Hardware erfordert spezielles Know-how, da die Entwurfsprozesse deutlich komplexer sind als bei Software", erläutert der am KIT forschende Professor für Dependable Nano Computing Mehdi B. Tahoori. "Aber weltweit mangelt es an Fachleuten für Hardware." Zudem seien Lizenzen für Hardware-Entwurfswerkzeuge, die State of the Art sind, extrem teuer. Diese Herausforderungen bilden hohe Hürden besonders für kleinere und mittlere Unternehmen.

Neuer Entwicklungsansatz EDAI

Um einen effizienten Entwurf von KI-Chips und KI-Systemen zu ermöglichen, verfolgt das Projekt "German Open-Source Tools for AI Algorithm-Hardware Co-Design", kurz EDAI, einen komplett neuen Ansatz. Die Forschenden koppeln den Entwurf von KI-Algorithmen und KI-Chips. "Wir entwickeln Algorithmus-Hardware-Co-Design-Tools, welche die Optimierung von KI-Algorithmen mit der Erkundung des Hardware-Designraums kombinieren", erklärt Tahoori. "Dabei berücksichtigen wir die Hardwareanforderungen im gesamten Prozess." Besondere Aufmerksamkeit gelte dabei den Kriterien Sicherheit (Security) und Funktionssicherheit (Safety).

Das Projekt EDAI baut auf Open Source auf, das heißt, die entwickelte Software ist quelloffen. Dies soll zum einen die Gemeinschaft für den Entwurf von KI-Chips vergrößern und dem weltweiten Fachkräftemangel entgegenwirken, zum anderen soll es den Zugang zu KI-basierten Lösungen besonders für kleinere und mittlere Unternehmen erleichtern.

Deutsches EDAI-Projekt

Das Karlsruher Institut für Technologie koordiniert das EDAI-Projekt, Partner sind die TU München, die FAU Erlangen-Nürnberg und die RPTU Kaiserslautern-Landau. EDAI ist Anfang Mai 2024 gestartet und auf drei Jahre angelegt.