Chips mit Grips – Summer School „BB-KI-Chips“ zeigt, wie Künstliche Intelligenz in IT-Hardware integriert werden kann

Nahaufnahme von Computer-Chips
Photo : AdobeStock/Shuo
KI in Computer-Chips zu integrieren, ist vor allem eine Sache der Hardware – und will gelernt sein.

Mehr Daten brauchen mehr Leistung, so die einfache Formel für die Informatik der Zukunft. Aber wie werden Computerchips eigentlich immer schneller und besser? Mit Künstlicher Intelligenz, sagt Miloš Krstić. Der Informatiker ist Professor für Design und Testmethodik an der Uni Potsdam und leitet die gleichnamige Arbeitsgruppe am Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik (IHP) in Frankfurt/Oder. Vom 7. bis 9. September organisiert er die Summer School „BB-KI-Chips“ für die Ingenieure von morgen.

Sie organisieren eine Summer School mit dem Titel „BB-KI-Chips“. Was verbirgt sich dahinter? Worum wird es genau gehen?

Im Rahmen des BMBF-Projekts „BB-KI Chips“ organisieren wir eine Summerschool für die Doktorandinnen und Doktoranden. Das Ziel des Projekts im Allgemeinen ist es, ein besseres Lehrangebot zur KI-Verarbeitung in Hardware zu ermöglichen. Darauf wird in unserer Sommerschule entsprechend eingegangen. Wir werden verschiedene Themen behandeln, die für die KI-Implementierung in Hardware wichtig sind, haben aber auch einen zusätzlichen Fokus auf Didaktik und Lehrmethodik.
Der erste Tag beinhaltet auch eine Exkursion zum Leibniz-Institut IHP – wo ich auch Abteilungsleiter bin –, die den Teilnehmern die Möglichkeit gibt, den Reinraum (Fab, wo die Chips hergestellt werden), viele andere Labore (Testlabor, Sicherheitslabor), und hören Sie auch einige Vorträge von IHP-Experten.

Wie sieht er aus der Chip der Zukunft? Und was kann er (mehr) als heutige?

KI-Anwendungen haben extrem hohe Anforderungen an die Hardware. Das ist auch der Grund, warum das KI-Thema mittlerweile extrem relevant in der Anwendung ist, obwohl die mathematischen Grundlagen von KI-Algorithmen seit über 50 Jahren bekannt sind.
Mit der Skalierung der CMOS-Technologie – eine Halbleitertechnologie für Chips, die eine geringe Leistungsaufnahme und kurze Schaltzeiten ermöglicht – haben wir endlich eine Hardwareplattform, die in der Lage ist, auch komplexe tiefe neuronale Netze zu bewältigen.
Die Technologien werden jedoch immer teurer, und die Nachfrage nach Anwendungen ist höher – beispielsweise durch automatisiertes Fahren – im Hinblick auf Leistung, Zuverlässigkeit und Stromverbrauch.

Das müssen wir jetzt angehen! Und darüber hinaus brauchen wir gut ausgebildete Ingenieure und Informatiker, die in der Lage sind, Hardware zu verstehen und zu entwerfen. Dies wird in Deutschland im Allgemeinen weitgehend vernachlässigt und die Entwicklung konzentriert sich auf neue Algorithmen, neue KI-Produkte, aber unter Verwendung der Hardware der externen Anbieter. Leider konnte ein solcher Ansatz nur suboptimale und mittelmäßige Ergebnisse liefern. Deshalb haben wir das Projekt „BB-KI Chip“.

Partner der Summer School sind die TU München und das Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik (IHP). Wie kam diese Zusammenarbeit zustande? Was macht sie aus?

Die Kontakte zur TU München wurden in den letzten Jahren aufgebaut. Der wichtigste Verbindungspunkt ist die Komplementarität der Forschungsaktivitäten. Die Uni Potsdam hat einen starken Hintergrund im didaktischen und methodischen Know-how und über das Jointlab mit dem IHP auch im Chipdesign und -test. Andererseits verfügt die TU München über einen starken Hintergrund in Architekturen sowie KI-Anwendungen (Weltraum, Computer Vision).

Wer kommt zum Workshop?

Die Teilnehmenden der Sommerschule kommen von den Projektpartnern (UP, TU München), aber auch von den Jointlab-Partnern IHP und Fraunhofer HHI. Die Dozenten kommen u.a. vom IHP, der Uni Potsdam, der Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg, der Technischen Universität Dresden und dem Fraunhofer-Institut für Nachrichtentechnik, Heinrich-Hertz-Institut (HHI).

Was wollen Sie aus dem Workshop mitnehmen - v.a. in die Arbeit am Institut?

Der Workshop hat mehrere Ziele, wobei das Hauptziel darin besteht, dass die teilnehmenden Doktoranden das grundlegende Wissen erhalten, das für die Projektdurchführung und ihre Forschung erforderlich ist. Andererseits wollen wir das Netzwerk im verwandten Bereich mit regionalen akademischen Partnern (IHP, HHI, TU Dresden, BTU) aufbauen.

Weitere Informationen:

https://www.uni-potsdam.de/de/cs/bb-ki-chips
https://www.ihp-microelectronics.com/de/forschung/kommunikations-und-eingebettete-systemarchitekturen/forschungsgruppen/design-testmethodik